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)室研究員王志及其合作者，在東北亞大洋板塊俯沖過程與巖石圈形變響應(yīng)機(jī)制研究中取得了一項(xiàng)重要突破。相關(guān)研究成果發(fā)表在《Earth-Science Reviews》（ESR）/《地球科學(xué)評(píng)論》上。研究員王志和博士伏毅為論文共同第一作者，王志為論文通訊作者。 

　　東北亞地區(qū)的深部動(dòng)力學(xué)過程與地表地質(zhì)形變響應(yīng)關(guān)系一直備受地質(zhì)學(xué)家關(guān)注，盡管已認(rèn)識(shí)到地表構(gòu)造與深部板塊俯沖過程存在關(guān)聯(lián)性，但是對(duì)于中生代以來的地表巖漿活動(dòng)、巖石圈的減薄、地殼的變形以及南北重力梯度帶的形成機(jī)制等地質(zhì)現(xiàn)象與深部動(dòng)力學(xué)過程的響應(yīng)關(guān)系尚缺乏系統(tǒng)認(rèn)識(shí)。  

　　研究團(tuán)隊(duì)利用全球體波成像技術(shù)和大量地震數(shù)據(jù)，成功獲得了東北亞地區(qū)的整個(gè)地幔（0-2900km）結(jié)構(gòu)，結(jié)合地球化學(xué)和地球動(dòng)力學(xué)模擬等數(shù)據(jù)，重構(gòu)了該地區(qū)古大洋板塊、伊澤納崎板塊和現(xiàn)今太平洋板塊多級(jí)俯沖過程的新模式，闡明了大洋板塊、洋中脊和島弧多級(jí)俯沖過程在地表地質(zhì)構(gòu)造形變的重要作用。研究結(jié)果表明，東北亞地區(qū)中生代巖漿活動(dòng)、克拉通減薄和南北重力梯度帶主要受到古代板塊俯沖作用的影響，而與現(xiàn)今太平洋的俯沖關(guān)系較小。這項(xiàng)研究有助于更深入理解板塊深部動(dòng)力學(xué)過程與地表地質(zhì)構(gòu)造形變的響應(yīng)關(guān)系，為揭示地球深部流-固相互作用提供了研究示范。  

　　研究團(tuán)隊(duì)還包括邊緣海與大洋地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室林間院士，中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所劉麗軍研究員和趙亮研究員，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）的金振民院士等。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、廣東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院項(xiàng)目等聯(lián)合資助。  

　　圖1. （左）區(qū)域構(gòu)造和新生代巖漿活動(dòng)分布圖。藍(lán)色虛線表示俯沖板塊線。不同顏色的三角形表示火山的成因機(jī)制與板塊之間的聯(lián)系不同。（右）中生代巖漿活動(dòng)分布圖。  

　　圖2. 不同剖面展示地幔的速度異常結(jié)構(gòu)。 三角形表示不同性質(zhì)的火山成因。通過對(duì)高速體（藍(lán)色）的幾何形態(tài)，板塊的下沉速率和板塊重建等聯(lián)合約束，建立高速體與俯沖板塊的聯(lián)系。PO： Proto-oceanic plate， 古大洋板塊； IZA： Izanagi, 伊澤納崎板塊；PAC：Pacific plate, 現(xiàn)今太平洋板塊。 

　　　圖3.（左）巖漿活動(dòng)分布和變化趨勢(shì)圖（200-0 Ma）。侏羅紀(jì)到早白堊紀(jì)（200-140 Ma），巖漿活動(dòng)主要靠向陸地，而白堊紀(jì)則是相反的趨勢(shì)。（右）模式圖解釋不同板塊的俯沖過程對(duì)整個(gè)東北亞地區(qū)的構(gòu)造演化的控制作用。   

　　論文信息：Zhi Wang^*, Lijun Liu, Yi Fu, Liang Zhao, Jian Lin, Zhenmin Jin, Bo Zheng. Multistage plate subduction controls intraplate volcanism and cratonic lithospheric thinning in Northeast Asia, Earth-Science Reviews 246, 104590, 2023. 

　　論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0012825223002799