Geology & Geophysics Research Spotlight

俯冲起始可能取决于构造板块的历史

对Puyssegur海沟的最新地震成像研究旨在解决板块构造的一个最主要问题。

Source: Tectonics


By

This is an authorized translation of an Eos article. 本文是Eos文章的授权翻译。

俯冲带是板块构造的基本组成部分,在这里一个板块滑入另一个板块之下向地幔靠近。但这个过程的最初阶段——俯冲起始——对于科学家来说仍然有些神秘,因为大多数俯冲作用的地质记录都被正在发挥作用的极端力量掩盖和覆盖了。要想了解俯冲带如何开始形成,唯一的办法就是看看现今地球上的年轻例子。

Schematic illustration showing the tectonic setting of the Puysegur Margin approximately 16 million years ago
这张示意图显示了大约1600万年前Puysegur边缘的构造背景。走滑运动使得来自澳大利亚板块的海洋地壳与来自太平洋板块的变薄的大陆地壳并置。在新西兰南岛附近的板块碰撞迫使澳大利亚大洋板块处于太平洋大陆板块之下,在Puysegur海沟产生了俯冲作用。图片来源: Brandon Shuck

在一项新的研究中,Shuck等人使用地震成像技术的组合构建了新西兰西南海岸Puysegur海沟的详细图像。在这个地方,东边的太平洋板块覆盖了西边的澳大利亚板块。Puysegur边缘的构造活动非常活跃,在过去的4500万年里已经发生了几次更替,从裂谷作用到走滑作用再到早期俯冲作用。该地区边缘保存完好的地质历史使其成为研究俯冲作用如何开始的理想地点。该研究团队进行的地震结构分析表明,俯冲带的形成始于地壳中现有的薄弱部分,并依赖于岩石圈密度的差异。

该俯冲带形成的必要条件大约始于4500万年前,当时澳大利亚板块和太平洋板块开始相互分离。在这一时期,伸展力导致海底扩张,并在南部形成新的高密度海洋岩石圈。而在北部,西兰大陆厚厚的、浮力强的大陆地壳只是被拉伸和略微变薄。在接下来的几百万年里,板块旋转,走滑变形使得高密度的海洋岩石圈自南向北移动,在那里撞上低密度的大陆岩石圈,促使了俯冲作用的开始。

研究人员认为,岩石圈密度的差异,加上以往构造期的走滑边界上存在的薄弱区域,促进了俯冲作用的发生。研究团队得出结论称,走滑作用可能是俯冲带形成的关键驱动因素,因为走滑作用能够有效地将非均匀岩石圈的不同部分聚集到板块边界上。(Tectonics, https://doi.org/10.1029/2020TC006436, 2021)

—科学作家David Shultz

This translation was made by Wiley. 本文翻译由Wiley提供。

Share this article on WeChat. 在微信上分享本文。

Text © 2021. AGU. CC BY-NC-ND 3.0
Except where otherwise noted, images are subject to copyright. Any reuse without express permission from the copyright owner is prohibited.