近日，一項最新研究揭示了新西蘭北島弧后地區(qū)南部上地幔和俯沖板片的變形特征。相關(guān)成果發(fā)表于《構(gòu)造物理》（Tectonophysics）。

由中國科學(xué)院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質(zhì)重點實驗室研究員趙明輝團隊與浙江海洋大學(xué)以及西澳大利亞地質(zhì)調(diào)查局、新西蘭惠靈頓維多利亞大學(xué)合作，通過收集區(qū)域臺網(wǎng)的地震波波形資料，利用剪切波分裂方法，刻畫了上地幔介質(zhì)各向異性，揭示了俯沖板片與上覆巖石圈變形和地幔流動特征。

新西蘭北島位于太平洋板塊與澳大利亞板塊之間的斜向匯聚邊界——Hikurangi俯沖帶上。該俯沖帶發(fā)育有陶波火山區(qū)，而在該火山區(qū)以西150 km左右的弧后區(qū)域又發(fā)育有塔拉納基火山；在北島中部，呈東西向的Taranaki-Ruapehu構(gòu)造線（TRL）附近上覆巖石圈可能發(fā)生了拆沉。研究區(qū)構(gòu)造作用強烈，是研究俯沖板片變形、巖漿活動與巖石圈拆沉相互作用的天然實驗室。

最新研究表明，研究區(qū)近震快波方向有明顯不同，北東側(cè)呈北東向，表明俯沖板片內(nèi)發(fā)育有平行于海溝方向的正斷層（形成于外緣隆起地區(qū)），或者陶波火山區(qū)地殼內(nèi)含流體裂隙；而西南側(cè)轉(zhuǎn)變?yōu)槟蠔|向，呈垂直海溝方向，推斷與不同深度的俯沖板片的應(yīng)力變化。同時，該垂直于海溝方向的快波方向表示上地幔可能存在角落流，將部分蛇紋巖化的弧前地幔拖入弧后深部地幔，脫水產(chǎn)生的流體/熔體發(fā)生進一步交代而形成了遠(yuǎn)離火山弧的塔拉納基火山的深部巖漿。

而遠(yuǎn)震快波方向平行于海溝走向，推斷存在板下地幔流或俯沖板片內(nèi)存在平行海溝方向的裂隙；遠(yuǎn)震S/SKS分裂結(jié)果表現(xiàn)有較大的延遲時間，或是俯沖板片與 410 km不連續(xù)面的交互作用的結(jié)果，或與Taranaki-Ruapehu構(gòu)造線附近的巖石圈拆沉有關(guān)。

論文第一作者兼共同通訊作者、中國科學(xué)院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質(zhì)重點實驗室副研究員曹令敏表示，該項研究揭示了太平洋俯沖板片與上地幔變形特征，闡明了俯沖板塊與410 km間斷面相互作用的深部動力學(xué)過程，構(gòu)建了研究區(qū)斜向俯沖的構(gòu)造格局，同時對弧后巖漿活動分布和成因提供重要科學(xué)參考。

上述研究得到國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院南海海洋研究所發(fā)展基金、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項（B類）等項目的共同資助。

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