海洋所在雅浦俯冲带构造演化研究领域取得新突破

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时间:2018-12-07  来源:海洋地质与环境重点实验室文本大小:【 |  | 】  【打印

  近日,国际地学期刊《Geochemistry, Geophysics, Geosystems》和《Tectonophysics》以研究论文形式,在线刊发了中国科学院海洋地质与环境重点实验室海底构造与地球物理团队在西太平洋雅浦海山区构造研究方面的最新成果。该团队基于“科学”号考察船2014年、2015年采集的综合地球物理数据,利用多道地震解释与重震联合反演等方法,首次在国际上系统性揭示了雅浦俯冲带俯冲侵蚀特征,建立了其新生代以来的完整演化模式。

  团队利用科学号在该区域采集的多波束和多道地震数据,对雅浦俯冲带的地貌-沉积特征进行研究。研究揭示,雅浦弧前区域发育一个大型滑塌体,在4000m水深处形成了明显的坡折带,而前人一直认为该坡折带是帕里西维拉地壳内岩性界面出露海底产生的断裂带。该研究否定了前人的认识并给出新的解释,认为在俯冲板片前缘细致刻画了一个正断层发育带,其成因与板片前缘挠曲作用相关;在俯冲板片内部地层内识别了强烈的不整合面,其记录了卡罗琳洋脊的初始张裂。该观点修正并完善了雅浦俯冲系统的演化模式,对于重新阐明雅浦俯冲带的演化模式及过程具有重要意义。

雅浦俯冲带弧前滑塌构造的地层特征 

  地震剖面揭示雅浦海沟内未发育明显沉积,俯冲的卡罗琳洋脊对构造地貌具有改造作用,并诱发俯冲侵蚀。俯冲侵蚀是俯冲系统内地壳物质从上覆板块剥离的地质过程,常伴有较高的板块汇聚速率。然而,雅浦俯冲带虽具有典型的俯冲侵蚀特征,如极短的沟弧间距(~40 km)、陡峭的弧前斜坡和沉积物缺失的海沟等,但是板块汇聚速率极低,因而具有重要的研究意义。研究团队通过地震剖面解释和地壳结构正演模拟等手段,首次详细揭示了雅浦俯冲带的俯冲侵蚀模型,认为该区域俯冲板块的粗糙程度与地壳厚度是控制上覆板块侵蚀过程的主要因素,俯冲板块内部海山与地垒地堑构造带的发育导致了俯冲过程中上覆板块的侵蚀。该模型为全球慢速汇聚的侵蚀陆缘研究提供了很好的实例。 

雅浦俯冲带差异俯冲侵蚀

(a)北侧断层带俯冲侵蚀模型,(b)南侧海山俯冲侵蚀模型  

  上述研究成果得到了中国科学院海洋先导专项、国家自然科学基金和“科学”号高端用户等项目的资助,该研究成果由董冬冬副研究员和博士研究生张正一分别为论文通讯作者和第一作者。 

    

  相关论文: 

  Dong, D., Zhang, Z., Bai, Y., Fan, J., & Zhang, G. (2018). Topographic and sedimentary features in the yap subduction zone and their implications for the caroline ridge subduction. Tectonophysics, 722, 410-421. 

  原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0040195117304924 

  Zhang Z., Dong D.*, Sun W., Wu S., Bai Y., Wang X. & Fan J. (2018). Subduction erosion, crustal structure and evolution model for the northern Yap subduction zone: new observations from the latest geophysical survey. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, doi: 10.1029/2018GC007751 

  原文链接:https://doi.org/10.1029/2018GC007751

 

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