近日，中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王志和林間研究團(tuán)隊(duì)與中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）高溫高壓研究團(tuán)隊(duì)合作，在俯沖帶板塊熔融與島弧巖漿活動(dòng)成因機(jī)制上取得新進(jìn)展。相關(guān)研究發(fā)表于《構(gòu)造地球物理》。
俯沖帶是地球深部與表層物質(zhì)和能量交換、多圈層相互作用的關(guān)鍵地帶。揭示與流體作用相關(guān)的島弧巖漿活動(dòng)和俯沖洋殼熔融的成因機(jī)制是認(rèn)識(shí)和理解地球內(nèi)部水循環(huán)和俯沖帶地表協(xié)同演化的重要內(nèi)容，其研究成果將為揭示災(zāi)害性火山活動(dòng)機(jī)制（如：2022湯加火山噴發(fā)）和防災(zāi)減災(zāi)提供重要參考信息。
研究人員多角度闡明了日本東北俯沖帶俯沖洋殼部分熔融和島弧巖漿活動(dòng)與俯沖板片脫水、礦物巖石組分差異和上地幔熱結(jié)構(gòu)變化的制約機(jī)制，發(fā)現(xiàn)俯沖帶島弧巖漿活動(dòng)和俯沖洋殼部分熔融同時(shí)受控于俯沖板塊脫水、地幔楔礦物巖石成分和俯沖帶溫度場(chǎng)，而不是僅僅由溫度場(chǎng)或以上其中單一參數(shù)決定的。
為了揭示俯沖帶深部巖漿活動(dòng)與洋殼部分熔融的成因機(jī)制，研究人員收集了日本東北俯沖帶的42萬(wàn)多條海-陸聯(lián)測(cè)縱-橫波地震走時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)，獲得了該俯沖帶的高精度三維多參數(shù)深部結(jié)構(gòu)。綜合考慮俯沖帶上地幔不同礦物巖石成分和流體含量的影響，研究發(fā)現(xiàn)日本東北俯沖帶的上地幔，礦物橄欖巖可能與深部巖漿活動(dòng)和俯沖洋殼的部分熔融密切相關(guān)，同時(shí)也和俯沖帶的溫度場(chǎng)有關(guān)。
該研究成果不僅闡明了日本東北俯沖帶深部巖漿活動(dòng)、洋殼熔融與流體作用、礦物巖石成分和溫度場(chǎng)的內(nèi)在聯(lián)系和制約機(jī)制，同時(shí)，也為認(rèn)識(shí)全球其它俯沖帶的巖漿作用和流體活動(dòng)與礦物巖石組成和溫度場(chǎng)的關(guān)系提供了參考模型。
該研究工作獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省南方海洋科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室引進(jìn)人才重點(diǎn)專項(xiàng)項(xiàng)目和中國(guó)科學(xué)院項(xiàng)目的資助。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.tecto.2022.229340
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