板塊俯沖中水分運移過程及其地球物理含義

作者：盛儉,蔣詩藝,李小軍,周正華,楊澤,朱鵬,王杰

摘要：流體/水分在地球演化過程中具有重要作用,它的存在可以提高地質體的擴散及蠕變,降低巖石/地幔的固液相限,對地質體的地球物理性質、地質災害誘發、地質構造演化等都有著重要的作用.在板塊俯沖區,流體/水分的影響貫穿了整個動力學過程,但板塊深部脫水還存在著爭議,且目前系統地研究水分在整個俯沖中的遷移過程及其地球物理意義的工作還較少.本次研究以我國東北地區為例,借助于地球動力學數值模擬,利用二維巖石化學-熱-力學耦合的數值計算程序,建立西太平洋板塊向歐亞大陸巖石圈俯沖的數值模擬模型,模擬了板塊俯沖整個連續動力學過程中流體/水分的遷移過程.模擬與分析結果表明,板塊俯沖過程中水分的遷移過程可分為三個階段:洋殼水化、板塊淺(中)部脫水、板塊深部脫水.進一步揭示了洋殼水化過程中水分滲流通道形成、水分滲流以及板塊及地幔物質水化反應的機制;解釋了板塊淺(中)部脫水過程對火山島弧、弧后盆地及低速異常帶形成的作用,以及對~410 km不連續帶的影響;模型演化過程中觀察到的板塊深部脫水現象說明了存在板塊深部脫水的可能性,而且板塊深部脫水可以較好地解釋部分內陸火山以及部分地區地幔柱(巖漿羽)和深源地震的成因.研究展示了板塊俯沖過程中水分運移的地球物理意義.

發文機構：南京工業大學交通運輸工程學院 北京工業大學建筑工程學院 中國地震局地球物理研究所

關鍵詞：板塊俯沖水分運移地球物理意義Plate subductionFuildMigrationGeophysical implication

分類號： P541[天文地球—構造地質學]