近日，中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（OMG）研究員趙明輝團(tuán)隊(duì)聯(lián)合浙江海洋大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)，在非典型俯沖系統(tǒng)的演化規(guī)律研究方面取得了新進(jìn)展。相關(guān)成果于近日發(fā)表在Gondwana Research（《岡瓦納研究》）上，研究生王星月為第一作者，趙明輝為通訊作者，曹令敏、何小波、程錦輝為論文共同作者。
俯沖帶是地球上最大的物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)，具有復(fù)雜的構(gòu)造活動(dòng)，是板塊構(gòu)造理論中至關(guān)重要的地質(zhì)單元。當(dāng)年老的、厚的、密度大的大洋板塊俯沖到年輕的、薄的、密度小的大洋板塊之下時(shí)，稱為典型俯沖，如：伊豆-小笠原-馬里亞納（IBM）俯沖帶。當(dāng)年輕板塊向年老板塊俯沖時(shí)，稱為非典型俯沖，如：穆紹海溝（Mussau Trench）、約爾特海溝（Hjort Trench）和存在爭(zhēng)議的加瓜海脊（Gagua Ridge），且構(gòu)造環(huán)境及控制因素是認(rèn)識(shí)非典型俯沖的關(guān)鍵因素。
研究團(tuán)隊(duì)通過系統(tǒng)分析穆紹海溝、約爾特海溝和加瓜海脊的構(gòu)造演化背景及地質(zhì)與地球物理結(jié)構(gòu)特征，提升了對(duì)板塊俯沖體系的認(rèn)識(shí)。研究認(rèn)為：當(dāng)板塊邊界以走滑分量為主，處于走滑擠壓構(gòu)造環(huán)境，且由老板塊向著新板塊運(yùn)動(dòng)時(shí)，更易形成非典型俯沖。加瓜海脊不具備這種構(gòu)造環(huán)境，速度結(jié)構(gòu)剖面沒發(fā)現(xiàn)俯沖證據(jù)（圖1），因此，不屬于非典型俯沖。
基于構(gòu)造環(huán)境和控制因素提出了兩種非典型俯沖演化模式（圖2）：當(dāng)板塊邊界近平行或重合于年輕板塊的殘余擴(kuò)張脊時(shí)，以走滑分量為主的走滑擠壓應(yīng)力條件下可直接形成非典型俯沖（如約爾特海溝）；當(dāng)板塊邊界近垂直于年輕板塊的殘余擴(kuò)張脊時(shí)，在年老板塊向年輕板塊運(yùn)動(dòng)的初期，海槽作為二者之間的板塊邊界，隨著以走滑分量為主的走滑擠壓應(yīng)力的增加，年輕板塊沿著其內(nèi)部的一個(gè)轉(zhuǎn)換斷層向年老板塊俯沖，形成非典型俯沖（如穆紹海溝）。
該研究得到了西太平洋地球系統(tǒng)多圏層相互作用重大研究計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金和中國(guó)科學(xué)院邊緣海與大洋地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室基金的聯(lián)合資助。
相關(guān)論文信息：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1342937X22003069
圖1 （a）穿過Gagua海脊的T1B測(cè)線水深圖；（b）T1B測(cè)線的多道地震剖面；（c）T1B測(cè)線的P波速度模型
圖2 非典型俯沖的兩種構(gòu)造演化模式。模型1（a, b, c）板塊邊界近平行于年輕板塊擴(kuò)張脊；模型2（d, e, f）板塊邊界近垂直于年輕板塊擴(kuò)張脊。紅-黃-藍(lán)表示板塊年齡逐漸增大。
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