俯冲隧道研究:进展、问题及其挑战

发布时间：2024-06-03 05:18

　　俯冲隧道是指汇聚板块边界上下板片之间具有独立运动学特征的相对窄的薄弱带,主要由低密度、低黏度、高度剪切变形的基质(沉积物或蛇纹岩)和少量相对能干的块体所组成,具有典型混杂岩特征,并可向下和向上流动(回流),形成隧道环流.俯冲隧道模型最初是基于对现代大洋俯冲带的地质和地球物理观察及数值模拟而建立的,当时模拟设计的最大深度为30km.随着数值模拟技术的发展和对古俯冲带研究的深入,一些学者把俯冲隧道模型延伸到俯冲带80～100km及更大深度,并由此来探讨俯冲带深部动力学环境及古俯冲带高压-超高压岩石的折返机制.近年来,俯冲隧道模型也应用到了大陆俯冲带中,用于解释大陆俯冲带不同等级变质岩的折返机制以及大陆俯冲过程中的流体作用和壳幔相互作用等,这是对俯冲隧道模型的拓展.虽然大陆俯冲带在物质组成、板片/地幔楔界面性质等方面与洋壳俯冲带不同,但大陆俯冲隧道在结构和动力学特征等方面与大洋俯冲隧道有许多相似性.已有的研究使我们对俯冲隧道的结构和动力学特征有了基本的认识,但仍有许多问题尚待解决和进一步澄清,特别是通过数值模拟获得的俯冲隧道基本特征需要精细的古俯冲隧道地质解剖来证实或修正.

【文章页数】：21 页

【部分图文】：

图1俯冲隧道模型的主要结构

由于最初的俯冲隧道模型是基于对现代汇聚板块边界的地震资料和深海钻探资料而建立的,在进行数值模拟时对模型设计的最大深度为30km,在该深度范围是不能形成高压蓝片岩及榴辉岩的.随着研究的不断深入,特别是数值模拟技术的发展,一些学者把俯冲隧道模型延伸到俯冲带80～100km的深度(Ge....

图2俯冲隧道的基本结构

图1俯冲隧道模型的主要结构地球物理资料已证实了现代汇聚板块边界俯冲隧道的存在(Collot等,2011及相关参考文献).然而,既不能通过钻探也不能直接观察到现在正在活动的俯冲隧道深部的物质组成及结构.到目前为止,对现今大洋俯冲隧道也仅仅通过地震数据获得相对浅(约30km以浅)的....

图3俯冲带示意图

在地球动力学数值模拟中,一些研究将俯冲隧道看成俯冲板片与上部板片之间在物质黏滞度、运动学或力学上解耦的板片界面区域(Furukawa,1993;Wada和Wang,2009;Arcay,2017;Aygül和Oberh?nsli,2017及相关文献),将俯冲板片与上覆地幔楔之间的....

图4俯冲隧道物质流动的理论模型

综合全球古大洋俯冲隧道的研究,大洋俯冲隧道物质主要由占主导地位的沉积岩和洋壳块体组成.在大洋古俯冲隧道深部,以蛇纹岩和变沉积岩夹小的榴辉岩、基性蓝片岩块体为特征(图5a和5b)(例如,Blanco-Quintero等,2011).大陆俯冲隧道主要由卷入俯冲隧道的陆壳的结晶基底(侵....

本文编号：3988236