俯冲带深海-岩石圈流体交换及其效应

作     者：邢会林 王建超 逄硕 王瑞泽 刘冬豫 马子涵 张愉玲 谭玉阳 XING Huilin;WANG Jianchao;PANG Shuo;WANG Ruize;LIU Dongyu;MA Zihan;ZHANG Yuling;TAN Yuyang

作者机构：中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心/海底科学与探测技术教育部重点实验室/海洋地球科学学院山东青岛266100 青岛海洋科学与技术试点国家实验室深海多学科交叉研究中心山东青岛266100 中国海洋大学海底科学与工程计算国际中心山东青岛266100 

出 版 物：《地学前缘》 (Earth Science Frontiers)

年 卷 期：2022年第29卷第5期

页      面：246-254页

核心收录：

学科分类：070801[理学-固体地球物理学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 07[理学] 0708[理学-地球物理学] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(92058211,52074251) 中央高校基本科研业务经费项目(842012003) 高等学校学科创新引智计划项目(B20048) 

主　　题：俯冲带 流体交换 相变反应 流体运移 多场耦合动力学 

摘      要：俯冲带是地球上构造活动最复杂、最强烈的区域,也是地球物质循环系统的重要组成部分,对俯冲带的深入研究有助于加深我们对地球系统科学的认识。通过系统地梳理分析国内外相关文献,大洋岩石圈通过在汇聚板块边界的俯冲将大量水带入到地幔中,并对俯冲带地震的发生、地幔的熔融、岩浆的产生、陆壳的形成乃至矿产资源富集都起到了重要的控制作用。弧前隆起区的岩石圈地幔在顺断层渗透的深海水作用下发生强烈水化作用并形成水化地幔,是水富集在岩石圈的主要方式之一。随着俯冲板片深度的增加,在一定的温压条件下,水化地幔(蛇纹岩)发生脱水相变,引发俯冲带中源地震。脱出的水则由于运移的差异,既可以产生板内的水压致裂,也会影响俯冲界面的耦合,进而导致慢滑移地震区的形成。由此可见,俯冲带地区深海-岩石圈流体交换及其在深部的效应是一个包含化学反应-温度-流体流动-应力变形/破坏的多物理场耦合的复杂动力学系统。然而,目前的相关研究工作主要侧重于对其中某个因素、现象或者某个特定条件下具体过程的探索性观测分析研究。因此,我们需要从地球系统科学的角度出发,将流体运移、化学反应与传统的固体地球研究相结合,着眼于多学科交叉的多场耦合动力学综合研究,对俯冲带地区深海-岩石圈流体交换及其效应进行多时空尺度定量化表征和分析。