汇聚板块边缘构造演化及其地质效应

Abstract

大洋岩石圈在离散板块边界产生、在汇聚板块边界消失, 海底扩张与板块俯冲一起构成地球壳层岩石圈运动的物理耦合-质量守恒关系. 俯冲带是汇聚板块边缘物质和能量传输的关键带, 自板块构造理论创立以来一直是地球系统科学研究的热点和前沿. 就汇聚板块边缘的动力体制和地热梯度来说, 在俯冲带演化的不同阶段具有不同的性质. 一般来说, 早期低角度俯冲导致板块界面以低地热梯度为主导的挤压构造, 晚期高角度俯冲导致板块界面及其上盘以高地热梯度为主导的拉张构造; 在俯冲结束之际板片回卷或者断离引起缝合带主动张裂, 在俯冲之后的岩石圈去根减薄也引起缝合带主动张裂. 由于汇聚板块边缘在几何结构和温压结构上的差异和变化, 它们在变质作用和岩浆作用类型上可发生一系列相应的变化. 俯冲地壳在弧下深度的脱水熔融是突出的, 所析出的流体可以溶解不同浓度的流体活动性不相容元素. 这些流体在弧下深度与地幔楔橄榄岩发生化学反应形成交代岩, 成为大洋弧和大陆弧镁铁质岩浆的地幔源区. 但是, 这些交代岩并不是在流体交代过程中就立即发生部分熔融引发弧岩浆作用, 而是直到俯冲板片回卷引起软流圈对流加热时才发生熔融. 因此, 认识汇聚板块不同汇聚阶段在动力体制和地热梯度上的变化, 不仅可以为认识俯冲带向造山带的构造演化提供地球动力学解释, 而且可以为理解不同类型变质岩和岩浆岩的形成和演化提供板块构造解释.

Topics & Concepts