西北太平洋深俯冲物质运移及响应
俯冲带是地球内部动力系统的关键环节,是理解地球内部物质和能量交换的重要场所。对俯冲带地区深部精细结构的探测研究是理解俯冲板片组分结构、俯冲物质循环、地幔熔融等地球深部动力学过程的关键。漠河站研究人员针对海域无台站地区地幔转换带间断面结构研究的空白,发展了用于海域下方该间断面结构研究的 ScS 多次反射波方法,获得了日本海及其周边区域地幔转换带间断面的精细结构,发现了与热异常相关的间断面局部升降特点。针对有台站覆盖区域,首次在西北太平洋俯冲地区的地幔过渡带内观察到清晰的俯冲的太平洋板片的上界面和下界面,揭示了俯冲板片的层状组分结构和板片下侧的高含水量(如下图)。进一步对区域高精度的面波相速度图和方位各向异性分布结果显示:长白山火山及日本岛西南部岛弧火山的形成与太平洋俯冲板片在地幔楔中的脱水熔融过程相关。为寻找古板块俯冲在地幔中的痕迹并进一步探寻俯冲板块的命运,通过利用地震散射波信号在下地幔找到了古老 Izanagi 板块的残留体,给出了 Izanagi 板块存在的地震学证据。该工作不仅填补了海域无台站地区深部地幔间断面研究的空白,使进一步联合海-陆结果统一认识俯冲板片和深部地幔的相互作用及其俯冲动力学过程成为可能;同时也为理解地幔流变性以及太平洋俯冲板块在地幔深部的行为和最终命运提供了新的线索。
