上地幔含水量对海底扩张过程中洋壳厚度的影响:数值模拟

作     者：邵佳 许鹤华 谌永强 施小斌 王晓芳 Shao Jia;Xu Hehua;Shen Yongqiang;Shi Xiaobin;Wang Xiaofang

作者机构：中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室南海海洋研究所南海生态环境工程创新研究院广东广州511458 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)广东广州511458 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《地球科学》 (Earth Science)

年 卷 期：2021年第46卷第3期

页      面：826-839页

核心收录：

学科分类：070801[理学-固体地球物理学] 07[理学] 0708[理学-地球物理学] 

基　　金：NSFC-广东联合基金项目(No.U20A20100) 国家自然科学基金项目(Nos.91428205,41376061) 中国科学院战略性先导科技专项A类项目(No.XDA13010303) 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)人才团队引进重大专项(No.GML2019ZD0104) 

主　　题：上地幔含水量 洋壳厚度 海底扩张 南海 数值模拟 海洋地质 

摘      要：地幔中不同含量的水会对洋壳的生成产生重要影响,但目前不同含水量下的均匀和局部含水地幔会怎样影响洋壳厚度还不清楚.利用动力学数值模拟的方法,对上地幔均匀含水和局部含水两种情况下洋壳的生成过程展开研究.结果表明:当上地幔均匀含水时,含水量的增加在减小最大熔融分数的同时,会增大初始熔融深度和熔融面积,因而生成的洋壳厚度会增加.当上地幔局部含水时,局部含水地幔熔融后也会增大生成的洋壳厚度,但开始影响洋壳厚度的时间与其含水量有关.结合南海洋壳特征进一步分析认为:南海扩张期间其地幔源含水量具有非均质性.东部次海盆的洋壳比西南次海盆厚1 km,可能是因为前者地幔源含水量整体高于后者(本模型表明约高50×10^(-6)).南海玄武岩中碳酸盐化硅酸盐熔体的存在,可能是由局部高含水量地幔在深部熔融产生的熔体携带上来的.南海洋壳厚度在时间上没有大幅度变化,可能是因为局部高含水量地幔的体积相对较小或体积虽大但其含水量没有显著高于地幔背景含水量.