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代表性成果

俯冲地区结构和动力学过程

发稿时间:2023-02-02 作者:张月鑫

本实验室固定人员参加名单:

艾印双、陈棋福、李娟、何玉梅、吕彦、王新、赵连锋、郝金来、姜明明

所属研究方向:

地球内部结构和动力学过程

简要介绍:

板块构造是地球最独特的构造,板块的俯冲是认识地球内部运动和动力学过程的关键。基于我国独特的地质构造背景,围绕西北太平洋俯冲带和印度-缅甸俯冲带,开展了基于密集地震台阵技术的多尺度、多方法地震成像研究,在俯冲地区精细结构探测、深部物质循环、地幔熔体分布等方面取得了系列进展。

我国东北地区位于西北太平洋板块俯冲弧后区域,是研究洋-陆俯冲的天然实验场。基于东北地区固定台与流动台的波形资料,我们成功探测到了分布在地幔过渡带上方广泛存在的低速层结构,为板片俯冲与地幔物质循环之间的相互联系提供了观测证据,并根据俯冲板片相关的脱水机制预测该低速层结构很可能继续向西延伸。我们采用背景噪声和双平面波成像方法建立了该地区高精度的壳幔三维剪切波速度模型,结合岩石地球化学结果,认为东北地区包括长白山火山在内的钠质玄武岩主要来自于上涌的软流圈地幔,而五大连池和诺敏河火山的高钾玄武岩则是软流圈低程度熔体与上覆岩石圈地幔相互作用的产物,明确指出这些板内火山的不同物质来源。

基于缅甸的密集地震观测台阵资料,利用XKS震相剪切波分裂,辅以近震直达剪切波分裂和接收函数中Pms震相分析,推测缅甸中部可能存在受板片俯冲和回撤所驱动的三个地幔流动系统影响。其中印缅山脉和中央盆地主要受到板下海沟平行地幔流的控制,东侧掸邦高原主要受与海沟垂直的角流控制。通过收集青藏高原东南缘和中南半岛地区3万多条垂直分量地震波形资料,开展了高分辨率宽频带Lg波衰减成像研究。结果表明,青藏高原东南缘具有显著的低Q值异常,与该区地壳内存在的高泊松比、低地震波速度和高电导率异常相对应。

系列研究成果发表在EPSL、Geology、JGR等多种权威期刊上,其中NI期刊9篇。


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