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大陆俯冲带壳幔相互作用 被引量：39
1
作者 郑永飞 陈伊翔 《地球科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期3961-3983,共23页
由板块俯冲引发的深部物质循环过程是地球内部的一级运行机制,主宰了地球从内到外的演化进程,是地球科学研究的重要前沿.俯冲带化学地球动力学研究不仅需要确定俯冲带地壳物质再循环的机制和形式,而且需要确定俯冲带动力来源和热体制及... 由板块俯冲引发的深部物质循环过程是地球内部的一级运行机制,主宰了地球从内到外的演化进程,是地球科学研究的重要前沿.俯冲带化学地球动力学研究不仅需要确定俯冲带地壳物质再循环的机制和形式,而且需要确定俯冲带动力来源和热体制及其随时间的变化.为了识别不同类型壳源熔/流体对地幔楔的交代作用、寻求板片-地幔界面反应的岩石学和地球化学证据、理解汇聚板块边缘地壳俯冲和拆沉对地幔不均一性的贡献,我们必须将俯冲带变质作用、交代作用和岩浆作用作为一个地球科学系统来考虑.板块俯冲带变质过程中发生一系列物理化学变化,这些变化不但是导致板块进一步俯冲的主要驱动力,同时也控制着释放的熔/流体组成和俯冲到地球深部的物质组成,对俯冲带化学地球动力学过程产生重要影响.地幔楔作为俯冲系统中连接俯冲盘和仰冲盘的关键构造单元,在地球层圈之间物质循环和能量交换等方面起着重要作用.造山带地幔楔橄榄岩直接记录了俯冲带多种性质的熔/流体交代作用,以及复杂的壳幔物质循环过程.俯冲带岩浆岩是大洋/大陆板块俯冲物质再循环的表现形式,这些岩石样品记录了俯冲带从深部地幔到浅部地壳的过程,也为认识地球深部物质循环提供了理想的天然样品.尽管国际上在俯冲带岩石学和地球化学领域针对地球深部过程的研究方面取得了多项重要进展,但由于研究工作缺乏密切的协同配合,包括俯冲带熔/流体的物理化学性质、俯冲带壳幔相互作用的机制和过程、俯冲带幔源岩浆活动的物质来源和启动机制以及深部地幔过程对地表环境的影响等许多关键科学问题尚未得到根本解决.将来的研究需要聚焦俯冲带物质循环这一核心科学问题,进一步查明俯冲带变质作用、交代作用、岩浆作用等过程的各自特征和相互联系,包括挥发性组分在地球深部的迁移过程及其资源和环境效应,着力考察研究相对薄弱的古俯冲带,阐明板块俯冲与地球深部物质循环之间的耦合机制. 展开更多
关键词 大陆俯冲带 俯冲隧道 壳幔相互作用 俯冲带变质作用 俯冲带交代作用 俯冲带岩浆作用 化学地球动力学
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西菲律宾海盆加瓜海脊沉没事件与西南琉球俯冲带形成时间探讨 被引量：1
2
作者 高红芳 周洋 +7 位作者 李学杰 赵明辉 孙美静 聂鑫 张金鹏 周娇 罗伟东 王哲 《大地构造与成矿学》 北大核心 2025年第1期34-45,共12页
通过对加瓜海脊拖网获取得大量珊瑚和浅水微体古生物化石的研究发现,现今水深1506~2880 m的加瓜海脊曾在较长时期内处于浅水环境,而后经历了沉没事件。地形图和地震剖面显示:①加瓜海脊北部俯冲进入琉球构造带;②海脊北部发育的部分生... 通过对加瓜海脊拖网获取得大量珊瑚和浅水微体古生物化石的研究发现,现今水深1506~2880 m的加瓜海脊曾在较长时期内处于浅水环境,而后经历了沉没事件。地形图和地震剖面显示:①加瓜海脊北部俯冲进入琉球构造带;②海脊北部发育的部分生物礁随着俯冲活动埋藏于琉球构造带之下。根据大洋钻探钻井资料(DSDP)综合分析,琉球海沟沉积层序发育时代大致处于早中新世‒第四纪,地层覆盖于加瓜海脊生物礁之上,指示:①从早中新世起,加瓜海脊开始沉没并逐渐脱离浅水环境;②中中新世早期,生物礁逐渐停止生长;③海脊北部的生物礁被海沟沉积物覆盖。本次研究表明,作为菲律宾海板块组成部分的加瓜海脊参与了西南琉球海沟俯冲,而俯冲必然产生沉降,所以加瓜海脊的沉没是菲律宾海板块俯冲进入西南琉球构造带的结果。由此推断,加瓜海脊在早中新世便已开始向西南琉球构造带俯冲,这也应该是西南琉球俯冲带开始形成的时间。西南琉球俯冲带北部的弧前盆地受加瓜海脊俯冲的影响,被分为南澳盆地和东南澳盆地两部分,其形成时间约在中中新世早期。这些地质要素的形成过程揭示了板块汇合带构造单元次第形成的关系以及相互作用。 展开更多
关键词 菲律宾海板块 加瓜海脊 西南琉球俯冲带 形成时间
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俯冲带元素循环综述
3
作者 李继磊 郭顺 《岩石学报》 北大核心 2025年第12期4036-4059,共24页
俯冲带作为地球最大的物质循环系统,通过板块俯冲将地表物质/元素输送至深部地幔,同时通过熔流体迁移、火山/地幔柱作用等将深俯冲物质/元素重新循环回地表,深刻影响地球多圈层物质循环、岩浆活动、成矿作用及宜居性演化。本文系统综述... 俯冲带作为地球最大的物质循环系统,通过板块俯冲将地表物质/元素输送至深部地幔,同时通过熔流体迁移、火山/地幔柱作用等将深俯冲物质/元素重新循环回地表,深刻影响地球多圈层物质循环、岩浆活动、成矿作用及宜居性演化。本文系统综述了俯冲带挥发分(H_(2)O、C、S、N、卤素)、主量元素(Si、Ca、Mg、P)、微量元素(LILE、REE、HFSE)、金属元素(Cu、Au、Os、Mo、W)及轻元素(Li、Be、B)的循环规律,具体如下:H_(2)O通过含水矿物俯冲脱水引发弧岩浆作用,部分进入地幔过渡带甚至核幔边界,调控地幔熔融与火山活动;碳循环以多机制协同为特征,岛弧火山CO_(2)释放仅占板片脱碳量的40%~70%,未释放碳通过深俯冲形成金刚石或地幔柱重返地表,构成跨圈层闭环;硫循环受流体氧化还原状态控制,冷俯冲以还原性流体(HS^(-)、H_(2)S)主导,热俯冲可能释放SO^(2-)_(4),硫海沟输入通量显著高于岛弧输出,循环效率不足10%;氮循环受载体矿物(如云母)稳定性与氧逸度调控,俯冲板片-岛弧循环效率低于50%;卤素中Cl、Br优先进入流体,而F滞留固相,反映流体-矿物分配差异。主微量元素迁移受流体类型与矿物残留制约:富水流体迁移LILE,超临界流体可携带HFSE及HREE,高效迁移这些传统不活动性元素。金属元素中Cu、Au通过硫络合物迁移,Os同位素揭示地壳物质再循环,Mo-W同位素分馏为示踪板片熔/流体氧化还原提供新工具。轻元素循环中Li同位素动力学分馏、^(10)Be示踪年轻沉积物俯冲、B同位素分馏均揭示流体-岩石相互作用特征。此外,还整合了天然样品解析、高温高压实验、同位素示踪及数值模拟等多学科成果,阐述了俯冲带元素循环的综合框架。最后,本文提出俯冲带元素循环研究未来需聚焦超临界流体性质识别、挥发分资源-环境效应、地球物理成像技术创新及深时循环与宜居性关联,通过多学科交叉深化俯冲带元素循环理论,为全球物质通量评估与行星宜居性研究提供基础支撑。 展开更多
关键词 俯冲带 元素循环 板片 熔流体 挥发分
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莫克兰俯冲带巨厚沉积层速度结构及含水量分布特征
4
作者 于传海 刘思青 +3 位作者 高维 曾信 赵旭 徐敏 《地球物理学报》 北大核心 2025年第3期1054-1068,共15页
北印度洋莫克兰俯冲带是全球超低角度俯冲、巨厚沉积覆盖、特宽增生楔的俯冲带端元代表,其巴基斯坦海域区段构造特征复杂、大震活动频繁.巨厚沉积层的结构、固结状态及含水量直接影响着俯冲带的板片耦合程度、地震活动与构造演化特征.... 北印度洋莫克兰俯冲带是全球超低角度俯冲、巨厚沉积覆盖、特宽增生楔的俯冲带端元代表,其巴基斯坦海域区段构造特征复杂、大震活动频繁.巨厚沉积层的结构、固结状态及含水量直接影响着俯冲带的板片耦合程度、地震活动与构造演化特征.莫克兰俯冲带海上探测数据有限,沉积分层结构与力学属性仍不清楚,严重制约了其俯冲动力学过程和地震发育机制的研究.本研究基于2018年中巴联合航次获取的主动源海底地震仪数据,通过走时层析成像方法获取了莫克兰俯冲带穿过深海盆地、变形前缘和增生楔的沉积层速度结构,揭示了其孔隙度结构和含水量分布特征.模型结果显示,莫克兰俯冲带输入沉积厚达8.2 km,地震P波速度达4.5 km·s^(-1),4 km埋深之下沉积物固结成岩.莫克兰俯冲带浅部含水量在15 wt%以上,俯冲沉积脱水固结程度较高,含水量在3 wt%以下,高固结沉积可能增加莫克兰俯冲带的大震孕育潜力. 展开更多
关键词 莫克兰俯冲带 沉积层 速度结构 孔隙度 孕震潜力
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卡斯卡迪亚俯冲带高分辨率宽频带地壳Pg波衰减模型及其对壳内流体分布的启示
5
作者 杨庚 赵连锋 +3 位作者 杨英杰 谢小碧 李若婕 姚振兴 《地球物理学报》 北大核心 2025年第10期3810-3822,共13页
美国西北部的卡斯卡迪亚是典型的暖俯冲带,在其沿岸地区观测到大量非火山震颤,呈不均匀分布.非火山震颤的发生与俯冲带中流体引发的孔隙压力升高有关,然而,该地区流体分布和运移模式一直存在争议.在震颤区附近弧火山活动减弱,甚至缺失,... 美国西北部的卡斯卡迪亚是典型的暖俯冲带,在其沿岸地区观测到大量非火山震颤,呈不均匀分布.非火山震颤的发生与俯冲带中流体引发的孔隙压力升高有关,然而,该地区流体分布和运移模式一直存在争议.在震颤区附近弧火山活动减弱,甚至缺失,其减弱的原因也不清楚.由于壳内熔体或流体会导致地震Pg波振幅的显著衰减,因此通过Pg波Q值成像能够提供对地壳流体分布的约束.本研究收集了卡斯卡迪亚俯冲带623个台站记录的地壳Pg波波形资料,构建了宽频带衰减模型,分辨率达到0.5°×0.5°.成像结果显示,在震颤密集区西侧存在两个强衰减异常区,可能指示地壳内流体富集.卡斯卡迪亚沿岸“强-弱-强”分段式衰减结构与震颤的分布高度吻合,与“低-高-低”的速度和电阻率观测保持一致,说明壳内流体赋存形态的横向不均匀性.具有较低的渗透率的Siletzia地体表现为弱衰减特征,可能阻碍了流体运移,导致震颤强度减弱和复发周期增大.浅部流体聚集可能导致进入深部地幔楔的流体较少,抑制了熔体的产生,因而在震颤区附近弧火山活动减少. 展开更多
关键词 Pg波衰减成像 卡斯卡迪亚俯冲带 非火山震颤 流体运移 火山活动
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阿拉斯加俯冲带构造不均匀性及其对板间逆冲型大地震的影响
6
作者 王超平 刘鑫 +2 位作者 赵大鹏 郭玲莉 苟涛 《海洋地质与第四纪地质》 北大核心 2025年第3期96-108,共13页
由于太平洋板块俯冲到北美板块之下,阿拉斯加俯冲带弧前地区频繁发生板间逆冲型大地震。大地震的空间分布并不均匀,且孕震机制仍不清晰。为了厘清阿拉斯加俯冲带弧前板间逆冲型大地震的成因机制,本研究收集了2018—2019年间布设在阿拉... 由于太平洋板块俯冲到北美板块之下,阿拉斯加俯冲带弧前地区频繁发生板间逆冲型大地震。大地震的空间分布并不均匀,且孕震机制仍不清晰。为了厘清阿拉斯加俯冲带弧前板间逆冲型大地震的成因机制,本研究收集了2018—2019年间布设在阿拉斯加地区的268台地震台站记录到的远震波形数据,从中测量了25~100 s周期的远震瑞利波振幅和相位数据。通过地震层析成像方法,建立了一个新的阿拉斯加俯冲带上地幔三维剪切波速度模型。成像结果显示,在阿拉斯加弧前之下,存在着沿海沟方向的横向构造变化。在弧前板间逆冲型大地震震源区之下,俯冲板片常呈现为显著的高速异常体,并被具有明显低速异常的板下地幔所撑起。该特征表明,在板间逆冲型大地震震源区之下发生了软流圈的聚集,这可能增加了俯冲板片的浮力,从而加强了俯冲板片与上覆板块间的耦合,从而在一定程度上控制了弧前板间逆冲型大地震的形成。 展开更多
关键词 地震层析成像 逆冲型大地震 剪切波 瑞利波 阿拉斯加俯冲带
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俯冲带挥发分循环过程及其对弧岩浆氧逸度的影响
7
作者 徐强 纪伟强 胡峰 《岩石学报》 北大核心 2025年第10期3490-3501,共12页
俯冲带作为地球深部挥发分循环的核心区域,其携带的挥发分通过脱流体过程深刻影响地幔楔的氧逸度及弧岩浆活动。本文系统梳理了俯冲板片中挥发分的来源与赋存状态,重点解析大洋沉积物、蚀变洋壳及蛇纹岩化大洋岩石圈地幔等来源流体的氧... 俯冲带作为地球深部挥发分循环的核心区域,其携带的挥发分通过脱流体过程深刻影响地幔楔的氧逸度及弧岩浆活动。本文系统梳理了俯冲板片中挥发分的来源与赋存状态,重点解析大洋沉积物、蚀变洋壳及蛇纹岩化大洋岩石圈地幔等来源流体的氧化还原性质差异及控制因素,进而阐明不同流体影响下弧下地幔楔的氧化还原状态。除此之外,弧岩浆初始氧逸度还受俯冲带结构、热状态及纬度效应的协同影响。挥发分还通过降低地幔熔融温度、调控矿物结晶序列及影响岩浆脱气过程等方式,驱动弧岩浆氧逸度演化,进而制约斑岩铜矿与金矿等成矿系统的金属富集过程。未来需结合高温高压实验与多同位素示踪技术,深化俯冲带挥发分迁移路径与氧化还原动力学的定量研究,为深部挥发分循环机制、资源勘探及地球宜居性演化提供理论支撑。 展开更多
关键词 挥发分 氧逸度 俯冲带 弧岩浆
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汤加俯冲带上地幔剪切波速度和方位各向异性结构
8
作者 赵迪 刘鑫 赵大鹏 《现代地质》 北大核心 2025年第1期1-17,共17页
位于西南太平洋的汤加俯冲带发育有世界上最典型的“沟-弧-盆”体系,该区域不仅具有全球最快的板块俯冲速度,还发育扩张速率最快的弧后盆地——劳盆地。汤加俯冲带东北侧的萨摩亚地幔柱也与该俯冲系统间存在着强烈的相互作用,这使得该... 位于西南太平洋的汤加俯冲带发育有世界上最典型的“沟-弧-盆”体系,该区域不仅具有全球最快的板块俯冲速度,还发育扩张速率最快的弧后盆地——劳盆地。汤加俯冲带东北侧的萨摩亚地幔柱也与该俯冲系统间存在着强烈的相互作用,这使得该区的地幔动力过程更加复杂。虽然前人已在此进行了许多地球物理研究,但汤加俯冲带上地幔的精细三维结构,尤其是各向异性结构特征仍不清晰。为此,本文利用20~150 s周期范围内的远震基阶瑞利波的振幅和相位数据开展了方位各向异性层析成像研究,以期进一步约束汤加地区上地幔速度结构。研究结果认为:(1)萨摩亚地幔柱物质向南流入劳盆地主要发生在小于50 km的深度范围内;(2)劳盆地北部地幔楔中主要呈现东西向的地幔流动,而南部则存在南北向的地幔流动,这可能是地幔物质被动流动以适应俯冲板块不对称回卷的结果;(3)俯冲板片内主要呈现近南北向的快波方向,这可能与俯冲相关的正断层有关;(4)海沟外侧软流圈中存在平行海沟的横向地幔流动,这可能是软流圈物质受俯冲板块回卷挤压产生的。 展开更多
关键词 各向异性层析成像 地幔对流 俯冲板片 汤加俯冲带 劳盆地
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西南天山榴辉岩相脉体记录的俯冲带多期流体作用
9
作者 吕佳阳 李继磊 +1 位作者 王钟瑞 马智佩 《岩石学报》 SCIE EI CAS 北大核心 2025年第1期183-197,共15页
俯冲带是全球最大的物质循环系统,控制着壳幔相互作用、岛弧岩浆作用、成矿物质聚集和全球元素循环等诸多重要的地质过程。俯冲带流体作为板片向上覆地幔楔进行物质传输的重要媒介,在上述地质过程中扮演着关键角色。基于岛弧火山岩地球... 俯冲带是全球最大的物质循环系统,控制着壳幔相互作用、岛弧岩浆作用、成矿物质聚集和全球元素循环等诸多重要的地质过程。俯冲带流体作为板片向上覆地幔楔进行物质传输的重要媒介,在上述地质过程中扮演着关键角色。基于岛弧火山岩地球化学特征、高温高压实验、相平衡模拟,以及高压-超高压变质岩的研究,我们对俯冲带流体基本特征及其地球化学行为已经有了较为深刻的认识,然而,目前对俯冲带流体作用的复杂性,如多期流体作用,还缺少深入的理解。本文对西南天山高压-超高压变质带榴辉岩中一条含石英-绿帘石-铁白云石-硫化物的高压脉开展了详细的岩石学、地球化学研究。脉体中有绿辉石、铁白云石、金红石等特征高压矿物的产出,暗示其代表的流体作用发生于高压条件下。脉体与主岩榴辉岩界线截然,之间无蚀变带/过渡带/交代晕产出,说明主岩榴辉岩与迁移流体之间没有发生显著的水-岩交换反应。脉体矿物(如绿帘石、铁白云石、黄铁矿等)的多期生长特征及其成分差异研究揭示出至少三期流体作用。前两期流体作用均发生于高压条件下,特征如下:(1)两期流体分别以两期矿物组合(Ep^(1)-Dol^(1)-Py^(1)组合以及Ep^(2)-Dol^(2)-Py^(2)组合)为代表,在第二期流体作用下,第一期流体沉淀的矿物(如Dol^(1)等)发生了明显的溶解-再沉淀作用;(2)两期流体性质均以富Ca、Si,含CO_(2)、S为特征,第一期流体较第二期流体富Fe贫Mg,富Ni贫Co,富轻稀土元素(LREE);(3)两期黄铁矿的δ^(34)S值分别为-8‰和-5‰,暗示这两期流体均主要来源于俯冲沉积物,且第二期流体可能有更多俯冲洋壳或蛇纹岩脱水流体的参与;(4)两期流体作用下,碳酸盐矿物和硫化物显示出耦合共生的特点,暗示C、S在流体作用下可能具有协同演化(如溶解-迁移-沉淀)的关系。第三期流体作用以绿帘石+铁白云石反应生成方解石+绿泥石、绿帘石边部(与黄铁矿相邻处)发生成分改造为特征,流体作用发生在高压岩石折返的退变质阶段,记录了退变质流体的信息。本研究通过榴辉岩高压脉体中多期矿物生长的特征,揭示了俯冲带内多期流体作用,对深入理解俯冲带流体性质、流体来源、以及俯冲带关键挥发分元素的耦合演化信息,具有重要的科学意义。 展开更多
关键词 西南天山 榴辉岩 高压脉体 俯冲带流体 多期流体作用
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俯冲带玻安岩研究进展
10
作者 林若澜 吴涛 +1 位作者 田丽艳 鲁江姑 《地球科学》 北大核心 2025年第8期2956-2976,共21页
玻安岩(Boninite)是一种特殊的镁铁质火山岩,主要形成于与板块俯冲相关的特殊地质环境,是俯冲起始的直接地质记录.其斑晶矿物组合以橄榄石和辉石为主,不含斜长石,具有高Mg和Si含量、低Ti含量,富集大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损高场... 玻安岩(Boninite)是一种特殊的镁铁质火山岩,主要形成于与板块俯冲相关的特殊地质环境,是俯冲起始的直接地质记录.其斑晶矿物组合以橄榄石和辉石为主,不含斜长石,具有高Mg和Si含量、低Ti含量,富集大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损高场强元素和中稀土元素.典型的玻安岩呈特殊的“U”型稀土元素配分模式.玻安岩的特殊化学成分反映了其地幔熔融的特殊条件,如高温、低压和相对富水的环境.初始岩浆形成涉及地幔的二次熔融过程,发生在地幔经历初次熔融并亏损之后.这种特殊的熔融过程为揭示地幔源区组成、熔融程度及流体在地幔熔融和俯冲起始过程中的作用提供了重要信息.本文回顾了俯冲带玻安岩的矿物学、地球化学特征及岩石成因机制,总结了其深部动力学和岩浆演化过程,并探讨其对地球动力学领域的重要意义.最后,还探讨了当前研究中的问题及未来可能的研究方向. 展开更多
关键词 玻安岩 地球化学 岩石成因 地幔熔融 俯冲起始 俯冲带
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硬柱石榴辉岩的变质作用及其在俯冲带挥发分和元素循环中的意义
11
作者 田雨露 王佳敏 《岩石学报》 北大核心 2025年第10期3531-3546,共16页
硬柱石榴辉岩是俯冲带产出的重要低温高压变质岩,是冷俯冲带的岩石学标志。其典型矿物组合(硬柱石+石榴子石+绿辉石)中,硬柱石是关键载体矿物,具有约11.2%H_(2)O的强携水能力及高达8.5GPa的高压稳定性,能在俯冲带中将大量水分输运至深... 硬柱石榴辉岩是俯冲带产出的重要低温高压变质岩,是冷俯冲带的岩石学标志。其典型矿物组合(硬柱石+石榴子石+绿辉石)中,硬柱石是关键载体矿物,具有约11.2%H_(2)O的强携水能力及高达8.5GPa的高压稳定性,能在俯冲带中将大量水分输运至深部地幔,显著影响俯冲带水循环、岩浆生成与地震活动。同时,硬柱石可容纳高浓度的稀土元素及Sr、Pb、Th、U等微量元素以及过渡元素,是俯冲带元素循环的关键媒介。此外,硬柱石的形成与分解过程能稳定碳酸盐矿物或影响其溶解行为,对俯冲带碳循环具有重要调控作用。本文系统综述了硬柱石榴辉岩的矿物学与岩石学特征(矿物组成、成分、结构构造);梳理了其经历的变质相特征、相关相变反应及温压条件,并厘清了不同类型硬柱石榴辉岩的鉴别标志与成因联系;重点分析了其在俯冲带挥发分(H_(2)O、CO_(2))及微量元素循环中的核心枢纽作用。旨在为深入理解俯冲带物质循环、流体活动及地球化学过程提供关键岩石学约束与理论基础。 展开更多
关键词 硬柱石榴辉岩 变质作用 俯冲带 水循环 碳循环 微量元素循环
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北苏拉威西俯冲带的构造震颤与地震活动性
12
作者 姜程浩 张健 +2 位作者 董淼 郝天珧 邓裕丰 《地球物理学报》 北大核心 2025年第12期4960-4969,共10页
北苏拉威西俯冲带是由西里伯斯海盆地俯冲至苏拉威西岛北支之下形成的,自20世纪以来遭受数次大地震侵害,同时小地震也不断发生,是研究地震活动性的重要区域.本文利用部署在北苏拉威西海沟附近的6台海底地震仪记录的连续波形数据,使用基... 北苏拉威西俯冲带是由西里伯斯海盆地俯冲至苏拉威西岛北支之下形成的,自20世纪以来遭受数次大地震侵害,同时小地震也不断发生,是研究地震活动性的重要区域.本文利用部署在北苏拉威西海沟附近的6台海底地震仪记录的连续波形数据,使用基于包络互相关的贝叶斯反演方法,对慢地震开展了研究,获得了北苏拉威西俯冲带中部39个浅部构造震颤.这些震颤的分布和西里伯斯海盆地的沉积结构密切相关,主要集中在俯冲深度20 km以浅的俯冲板片表面,与深处的普通地震有明显的分界.北苏拉威西俯冲带中部震颤的频繁发生会持续释放应力,同时阻碍周缘地震破裂的传播,是导致该区地震活动性较低的原因. 展开更多
关键词 海底地震观测 北苏拉威西俯冲带 构造震颤 沉积结构
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水镁石的弹性波速及其对俯冲带水含量的意义
13
作者 张瑞 王多君 蔡闹 《高压物理学报》 北大核心 2025年第10期11-22,共12页
水镁石(brucite)是俯冲带水饱和橄榄岩的重要组成矿物之一,其体积分数可高达15%。研究水镁石在高压下的弹性波速,对于理解俯冲带含水橄榄岩的物质组成、速度结构以及水在深部的循环具有重要意义。以Mg(OH)_(2)试剂为初始材料,在4 GPa、5... 水镁石(brucite)是俯冲带水饱和橄榄岩的重要组成矿物之一,其体积分数可高达15%。研究水镁石在高压下的弹性波速,对于理解俯冲带含水橄榄岩的物质组成、速度结构以及水在深部的循环具有重要意义。以Mg(OH)_(2)试剂为初始材料,在4 GPa、523 K的条件下热压2 h,合成了致密的多晶水镁石。在高达14 GPa的压力下,采用超声干涉法测量了水镁石的弹性波速和模量。研究发现,水镁石的弹性波速和模量随压力的增加而增大。结合地震学层析成像结果和矿物组合模型,利用Voigt-Reuss-Hill(VRH)模型,约束了日本东北俯冲带低速异常区的水含量。结果表明:俯冲板片上方地幔楔在20~40 km深度处的低速异常区水的质量分数为3.0%~10.0%,俯冲板片内部60~80 km深度处的低速异常区水的质量分数为1.0%~3.0%。 展开更多
关键词 水镁石 波速 俯冲带 水含量 高压
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蛇纹石化对橄榄岩弹性波速和俯冲带水迁移的影响
14
作者 管浩 马麦宁 +2 位作者 李潇 曾欢 毕亚楠 《矿物学报》 北大核心 2025年第2期251-263,共13页
橄榄岩在造山带和地幔中普遍存在,橄榄岩蛇纹石化是最重要的水岩相互作用之一,对橄榄岩的弹性波速具有重要影响。本文首先综述了近十年来有关橄榄岩弹性波速的实验和理论计算研究进展,包括温压条件、矿物组成及晶体优选取向等因素对橄... 橄榄岩在造山带和地幔中普遍存在,橄榄岩蛇纹石化是最重要的水岩相互作用之一,对橄榄岩的弹性波速具有重要影响。本文首先综述了近十年来有关橄榄岩弹性波速的实验和理论计算研究进展,包括温压条件、矿物组成及晶体优选取向等因素对橄榄岩弹性波速的影响,然后重点分析了蛇纹石化对纯橄岩和方辉橄榄岩弹性波速的影响,包括改变岩石的矿物组成,导致其弹性波速和密度明显降低,进而造成了俯冲带低速异常;而蛇纹石化对橄榄岩各向异性的影响比较复杂,与矿物的晶体优选取向有关,并且不同矿物组成的橄榄岩弹性波速在蛇纹石化过程中存在显著差异。本文最后探讨了橄榄岩蛇纹石化对地幔楔水含量估算和俯冲带水迁移的影响。 展开更多
关键词 橄榄岩 蛇纹石化 弹性波速 俯冲带
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叶蛇纹石-橄榄石组构的相互作用及其对大洋俯冲带地震波性质的影响
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作者 胡钟文 邢会林 秦慕天 《大地构造与成矿学》 北大核心 2025年第6期1273-1285,共13页
叶蛇纹石和橄榄石分别是大洋俯冲带中重要的含水矿物和名义无水矿物,二者的组构显著影响大洋俯冲带的地震波性质,但关于二者之间的相互作用及其对地震波性质影响的研究却相对较少。本文基于有效介质理论,结合前人的组构分析成果,系统研... 叶蛇纹石和橄榄石分别是大洋俯冲带中重要的含水矿物和名义无水矿物,二者的组构显著影响大洋俯冲带的地震波性质,但关于二者之间的相互作用及其对地震波性质影响的研究却相对较少。本文基于有效介质理论,结合前人的组构分析成果,系统研究叶蛇纹石-橄榄石组构之间的相互作用及其对大洋俯冲带地震波性质的潜在影响。结果表明:(1)矿物组构和晶体取向关系的不确定性使叶蛇纹石-橄榄石集合体整体的地震波各向异性复杂化,当叶蛇纹石与橄榄石的慢速轴不平行时,二者组构之间的地震波各向异性是相互竞争的;(2)沿特定方向传播的地震波速度受矿物之间晶体取向关系的控制,蛇纹石含量的增加不一定降低叶蛇纹石-橄榄石集合体的地震波速;(3)叶蛇纹石和橄榄石组构对横波分裂各向异性的影响是相互竞争的,并且在解释大洋俯冲带横波分裂时还应考虑地震波传播路径的综合影响,蛇纹石含量的增加可能会转变集合体的快横波偏振方向,并降低沿特定方向传播的快慢横波之间的延迟时间。 展开更多
关键词 叶蛇纹石组构 橄榄石组构 大洋俯冲带 地震波性质 横波分裂
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俯冲带板间非设定地震的水平与竖向加速度反应谱比模型
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作者 王乐添 何瑾 侯瑞彬 《地震学报》 北大核心 2025年第2期269-283,共15页
基于日本KiK-net和K-NET台网所获取的59次俯冲带板间地震的3048条强震记录,采用随机效应算法和数理统计方法,分析了地震类型、谱周期、场地条件等因素对水平与竖向加速度(H/V)反应谱比的影响,并建立了俯冲带板间非设定地震(不包含震源... 基于日本KiK-net和K-NET台网所获取的59次俯冲带板间地震的3048条强震记录,采用随机效应算法和数理统计方法,分析了地震类型、谱周期、场地条件等因素对水平与竖向加速度(H/V)反应谱比的影响,并建立了俯冲带板间非设定地震(不包含震源项、路径项等参数)的H/V反应谱比模型,用于调整无震源、无路径信息时的工程抗震设计反应谱。研究结果表明:(1)地震类型和场地类别对H/V反应谱比均存在显著影响,H/V反应谱比的峰值周期与各类别场地的平均场地周期接近,预测模型的H/V反应谱比峰值周期与场地的卓越周期具有一定的相关性;(2)路径效应项和场地效应项的随机误差对H/V反应谱比离散程度的贡献随谱周期的增加而不断增大,场地效应的贡献在各类场地的平均场地周期处最大。为便于工程应用,模型中未加入震源和路径参数,残差分析表明震源特性和传播路径仍会对H/V反应谱比产生影响,当有明确的地震信息时,引入震级、断层距、断层深度等因素可进一步提高模型预测精度。 展开更多
关键词 H/V反应谱比 俯冲带板间地震 残差 标准差 随机效应模型
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俯冲带地震引起的海水质量重分布对相对海平面变化的影响——以2004年苏门答腊地震为例
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作者 赵鑫宇 周新 《大地测量与地球动力学》 北大核心 2025年第8期845-850,共6页
利用一维径向分层的球形地球模型模拟2004年苏门答腊地震的同震和震后固体地球表面垂直位移和大地水准面变化,采用伪谱法迭代求解海平面方程,得到该地震引起的长波长(>90 km)相对海平面变化和大地水准面变化。结果表明,海水质量的重... 利用一维径向分层的球形地球模型模拟2004年苏门答腊地震的同震和震后固体地球表面垂直位移和大地水准面变化,采用伪谱法迭代求解海平面方程,得到该地震引起的长波长(>90 km)相对海平面变化和大地水准面变化。结果表明,海水质量的重新分布对相对海平面变化的贡献是二阶小量,在估计长波长相对海平面变化时可以忽略;海水质量重新分布的大地水准面变化效应主要来自于地震扰动海水的自身引力,弹性负荷响应的贡献比之小1个量级。讨论2种近似求解海水效应的方法——求解均匀海洋层模型的海平面方程和布格层近似,结果表明,2种方法均可用于估计苏门答腊地震的同震和震后海水效应,布格改正得到的海水质量效应更接近真实海洋分布模型的海平面方程求解结果。 展开更多
关键词 俯冲带地震 海水质量重新分布 相对海平面变化 同震和震后重力场变化 黏弹地球模型
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北印度洋苏门答腊和莫克兰俯冲带地震海啸综述 被引量：4
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作者 赵旭 徐敏 +1 位作者 曾信 林间 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期62-70,共9页
印度洋海啸发生的频率远低于太平洋,但2000年以来全球因地震引发的10个重大海啸有3个发生在印度洋区域。苏门答腊和莫克兰俯冲带是北印度洋中地震海啸活动较活跃的两个区域。在苏门答腊俯冲带北端,2004年12月26日和2005年3月28日分别发... 印度洋海啸发生的频率远低于太平洋,但2000年以来全球因地震引发的10个重大海啸有3个发生在印度洋区域。苏门答腊和莫克兰俯冲带是北印度洋中地震海啸活动较活跃的两个区域。在苏门答腊俯冲带北端,2004年12月26日和2005年3月28日分别发生了里氏9.0级和8.6级大地震,是1961年以来的第2及第4强震。前者引发了最大爬高50.9m的海啸,造成了历史上最大的海啸灾难;后者却只引发了最大4m的爬高。位置相近、震源机制相似的两次地震引发的海啸灾害完全不同的原因非常值得研究。近期研究表明莫克兰俯冲带的地震活动分为东西两段,东段的地震活动明显多于西段。东段于1945年发生过大海啸,莫克兰西段或是全段俯冲带未来是否会发生大地震与海啸值得深入探讨研究。 展开更多
关键词 北印度洋 海啸 地震 莫克兰俯冲带 苏门答腊俯冲带 古海啸研究
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俯冲带板内地震水平与竖向加速度反应谱比研究
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作者 赵兴权 黄斌 侯瑞彬 《山东建筑大学学报》 2025年第3期1-9,共9页
水平与竖向反应谱比(Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio,HVSR)模型用于调整非设定地震情景(即不包含矩震级和震源距离信息的地震)下的设计反应谱比,可为已知水平向反应谱的竖向反应谱计算提供理论依据和技术支撑。文章收集并处理... 水平与竖向反应谱比(Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio,HVSR)模型用于调整非设定地震情景(即不包含矩震级和震源距离信息的地震)下的设计反应谱比,可为已知水平向反应谱的竖向反应谱计算提供理论依据和技术支撑。文章收集并处理了日本强震观测网K-NET和基盘强震观测网KiK-net台网的原始数据,得到俯冲带板内4695条强震记录,仅考虑谱周期和场地条件的影响,建立了俯冲带板内地震HVSR模型,可用于5%阻尼比条件下非设定地震情景的HVSR计算。结果表明:地震类型和场地类别对HVSR影响显著;场地效应系数的峰值周期同平均场地周期一致,呈现出显著的场地共振效应;非设定地震情景下的HVSR预测值大于现行抗震设计规范的建议值;震源效应引起的离散性小于路径和场地效应引起的离散性,导致模型的事件间标准差远小于事件内标准差。 展开更多
关键词 水平竖向谱比 场地效应 俯冲带板内地震 残差标准差
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大洋板块俯冲带角度的变化特征及其影响因素分析 被引量：4
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作者 周留煜 《中山大学研究生学刊（自然科学与医学版）》 2012年第1期44-62,共19页
汇聚板块边缘的俯冲作用是板块理论中非常重要的一个研究重点。板块俯冲带的几何形态是了解俯冲作用形成演化,板块的各项物理属性和地壳幔特点及相互作用的窗口。俯冲带的经典分类是A型陆-陆俯冲和B型洋-陆俯冲或洋-洋俯冲,后者是研究... 汇聚板块边缘的俯冲作用是板块理论中非常重要的一个研究重点。板块俯冲带的几何形态是了解俯冲作用形成演化,板块的各项物理属性和地壳幔特点及相互作用的窗口。俯冲带的经典分类是A型陆-陆俯冲和B型洋-陆俯冲或洋-洋俯冲,后者是研究的重点,因为洋壳较薄,往往在俯冲带形成过程中同下地壳或上地幔的流体作用相关联。板块俯冲的几何性质中,俯冲带的倾角相对能反映出较多的地质和物理信息,因此本文旨在总结其影响和关联因素,包括洋壳曲率半径,板块汇聚速率,板块年龄,负浮力,板块绝对运动,地幔流体等等。希望能对这些俯冲带的影响因子有一个大致的归纳和分析,为研究俯冲作用的演化和形态有一定的借鉴作用。 展开更多
关键词 俯冲带分类 俯冲带角度 几何形态 影响因子
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