在國(guó)家自然科學(xué)基金、南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室(廣州)重大專(zhuān)項(xiàng)、中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所所長(zhǎng)基金等項(xiàng)目的聯(lián)合資助下,徐義剛院士團(tuán)隊(duì)博士后華遠(yuǎn)遠(yuǎn)聯(lián)合日本東北大學(xué)趙大鵬教授,對(duì)東南亞環(huán)形俯沖系統(tǒng)進(jìn)行了各向異性層析成像研究。相關(guān)研究近日發(fā)表于《地球物理學(xué)研究雜志:固體地球物理學(xué)》。
東南亞環(huán)形俯沖系統(tǒng)是自然界規(guī)模最大的環(huán)形俯沖系統(tǒng),是地球上獨(dú)特的超級(jí)匯聚中心。該區(qū)域存在多個(gè)板塊俯沖碰撞,造成大量島弧火山和地震活動(dòng)。俯沖板塊和海南地幔柱的共同存在以及相互作用使得該區(qū)域成為研究板塊構(gòu)造理論和俯沖動(dòng)力學(xué)的理想場(chǎng)所。由于該區(qū)域被大范圍的海洋覆蓋,東南亞區(qū)域地震臺(tái)站和地震事件分布較為不均勻,前人對(duì)該區(qū)域俯沖板塊和海南地幔柱的三維形態(tài)及其動(dòng)力學(xué)過(guò)程認(rèn)識(shí)仍然不足。
研究人員使用近-遠(yuǎn)震聯(lián)合反演該區(qū)域P波方位各向異性層析成像。成像結(jié)果顯示,在地幔轉(zhuǎn)換帶(MTZ)內(nèi)部存在大范圍的高速異常滯留板片,這些滯留板片代表了環(huán)形俯沖系統(tǒng)中的印度-澳大利亞俯沖板塊、菲律賓俯沖板塊以及部分古南海板塊;在MTZ滯留板片的下方,存在清晰的大范圍低速異常體(深度為750-1600 km),該異常體代表了下地幔起源的海南地幔柱。
據(jù)介紹,在750 km深度,以該低速的海南地幔柱為中心,方位各向異性表現(xiàn)為發(fā)散型的快波方向。地震波速度和方位各向異性特征表明,海南地幔柱從下地幔起源上涌,受到MTZ內(nèi)部滯留板片的阻擋,產(chǎn)生了以海南地幔柱為中心的發(fā)散型快波方向。
在東南亞超級(jí)匯聚系統(tǒng)中,環(huán)形俯沖系統(tǒng)中的滯留板片與海南地幔柱的共同存在及其相互作用造成了東南亞區(qū)域復(fù)雜的構(gòu)造歷史和構(gòu)造特征,形成了眾多島弧火山,板內(nèi)火山以及廣泛分布的新生代玄武巖。
該研究為認(rèn)識(shí)東南亞環(huán)形俯沖系統(tǒng)復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)過(guò)程提供了重要信息。