西太平洋俯冲板块精细结构研究

【摘要】: 西太平洋俯冲带是世界上最典型，最活跃的俯冲带俯冲板块的表示，已成为地球科学家的热点. 本研究以堪察加半岛和日本为代表，详细讨论了西太平洋俯冲板块的形态分布和速度结构. 利用768个远震到达时间和从16个地震台采集的赵大鹏远震层析成像技术，研究了从莫霍面到堪察加半岛下方700 km深度的三维速度结构. 成像结果清楚地表明了速度异常的两个特征: 其一是高速太平洋板块在堪察加半岛南部被俯冲到了660 km的不连续面以下，俯冲深度从南向北逐渐变浅. Shen-Kamchatka汇合区几乎消失了. 第二是在堪察加北部和汇合区以下存在低波速软流层高温物质. 在地幔过渡带中和下方发现了两个高速异常体. 分析表明，它们是太平洋板块岩石圈在2 Ma之前脱落，而Komandorsky板块在10 Ma之前俯冲. 结合先前的研究，太平洋板块边缘的岩石圈分层可能是由于其周围高温地幔材料的熔融和剪切作用引起的. 此外，俯冲的明治海山不仅在太平洋板块的拆除中起了重要作用，而且减小了汇合区附近板块的俯冲角. 尽管许多学者对日本群岛下的太平洋俯冲板块进行了大量研究，但板块的精细结构仍不清楚，主要包括板块的厚度，地震波速度随板块深度的变化. ，洋壳的俯冲，橄榄石是否处于亚稳状态等.

该研究使用从日本地震台网收集的用于远，近地震的高精度飞行时间数据来讨论这些问题. 使用三维射线追踪正演模拟方法，使用333个遥测卫星，太平洋板块的平均厚度为85 km. 然后，使用3283个近震（震源深度大于40 km）俯冲板块的表示，分段测试了板中的速度异常分布. 结果表明，速度异常随着深度的增加而减小，这与地幔的温度变化有关. 然后，根据先前的计算结果，在40-300 km的深度范围内进行了近震试验，得出日本东北部和北海道地区大洋地壳的俯冲深度为110 km，平均厚度大洋地壳的距离分别为7.5公里和5公里. 异常分别为1％和-3％. 这表明，当洋壳俯冲到110 km的深度时，由于温度和压力的影响，它逐渐脱水并变质，直到与板块融合，并通过分析震源与洋壳之间的位置关系，人们认为，板块上边界附近的地震是由海洋引起的. 壳的脱水变脆. 最后，利用23次深地震对日本海地区和小gas原地区的太平洋板块的橄榄岩亚稳楔形结构进行了测试，结果表明，在大约30°的深度处确实存在低速异常（-3％）. 在太平洋板块400公里. 解释为橄榄石的亚稳楔形物. 通过分析深震源与亚稳楔之间的位置关系，发现大多数深部地震发生在亚稳楔内. 因此，相变断层理论可以用来解释深部地震的机理.

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