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Three-Dimensional Mantle Flow and Temperature Structure Beneath the Shatsky Rise Ridge-Ridge-Ridge Triple Junction
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作者 ZHANG Jinchang ZHOU Zhiyuan +1 位作者 DING Min LIN Jian 《Journal of Ocean University of China》 SCIE CAS CSCD 2021年第4期857-865,共9页
The Shatsky Rise ridge-ridge-ridge triple junction is an ancient triple junction in the Western Pacific Ocean whose initial geodynamic process is poorly understood and can only be inferred based on indirect geological... The Shatsky Rise ridge-ridge-ridge triple junction is an ancient triple junction in the Western Pacific Ocean whose initial geodynamic process is poorly understood and can only be inferred based on indirect geological and geophysical constraints.In this paper,we present three-dimensional numerical models that simulate the Shatsky Rise triple junction and calculate its coupled mantle flow and temperature structure.The mantle flow velocity field shows several distinctive features:1)stronger mantle upwelling closer to the ridge axis and triple junction;2)greater upwelling velocity at the faster-spreading ridges;and 3)the most significant increase in upwelling velocity for the slowest-spreading ridge toward the triple junction.The calculated mantle temperature field also reveals distinctive characteristics:1)sharp increases in the mantle temperature with depth and increases toward the spreading ridges and triple junction;2)the faster-spreading ridges are associated with higher temperatures at depth and identical distances from the triple junction;and 3)the slowest-spreading ridge shows the greatest increase in the along-ridge-axis temperature toward the triple junction.Compared to many present-day triple junctions with slower spreading rates,the along-ridge-axis velocity and thermal fields of the Shatsky Rise are more altered due to the presence of the triple junction. 展开更多
关键词 triple junction mid-ocean ridge Shatsky Rise numerical modeling mantle flow mantle temperature
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洋脊俯冲对智利三联点南部孕震区尺度影响的动力学模拟
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作者 郭长升 孙鹏超 魏东平 《地震学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期521-537,共17页
智利三联点以北地震较多,智利三联点以南地震很少且热异常显著。为探究洋脊俯冲对由温度定义的孕震区的影响,以智利三联点区域的地质背景为基础建立二维有限元数值模型,对洋脊俯冲过程进行数值模拟,并将俯冲角度和汇聚速率等因素对孕震... 智利三联点以北地震较多,智利三联点以南地震很少且热异常显著。为探究洋脊俯冲对由温度定义的孕震区的影响,以智利三联点区域的地质背景为基础建立二维有限元数值模型,对洋脊俯冲过程进行数值模拟,并将俯冲角度和汇聚速率等因素对孕震区的影响进行了对比。结果表明,洋脊俯冲过程中孕震区宽度减小,导致发生在智利三联点以南的地震远少于智利三联点以北。剖面附近的观测数据与数值模拟结果的对比表明,数值模拟可以大致反映智利三联点区域板块间的孕震区宽度和地表热流特征。当俯冲汇聚量相同时,板块间的汇聚速率越大,洋脊俯冲过程中孕震区则越宽且其下边界越深,海沟附近的地表热流越高。与汇聚速率相比,俯冲角度等因素对地表热流的影响较小。俯冲角度越大,洋脊俯冲过程中孕震区越窄。当数值模型包含剪切生热时,洋脊俯冲过程中孕震区宽度大约可减小至15 km,且孕震区很浅。这可导致智利三联点以南部分区域难以发生地震,出现观测不到和达-贝尼奥夫带的现象。 展开更多
关键词 智利三联点 洋脊俯冲 孕震区 数值模拟
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太平洋洋底高原和海山成因--重点以Shatsky海隆成因为例 被引量:7
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作者 庞洁红 李三忠 +3 位作者 戴黎明 吴婷婷 索艳慧 IODP324航次科学团队 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期1-10,共10页
太平洋洋底虽然有大规模的洋底高原和大量大大小小的海山,但西北太平洋的Shatsky海隆不管在构造位置上,还是在理解洋底高原成因所特有的重要证据上,都是独一无二的,对研究太平洋各隆起形成的机制有重要参考价值。目前,对Shatsky海隆的... 太平洋洋底虽然有大规模的洋底高原和大量大大小小的海山,但西北太平洋的Shatsky海隆不管在构造位置上,还是在理解洋底高原成因所特有的重要证据上,都是独一无二的,对研究太平洋各隆起形成的机制有重要参考价值。目前,对Shatsky海隆的形成有3种主要假说:(1)地幔柱头假说;(2)洋中脊假说;(3)陨星撞击假说。这些假说都需要大规模的、始于地球深处的热异常,把地幔深部物质运送到板块底部。其中(1)、(2)假说中,依泽奈崎、法拉隆和太平洋板块形成的RRR三节点是关键。西北太平洋海隆的形成与板块运动速度改变、洋中脊/三节点跃迁重组有关。对于Shatsky海隆来说,哪种假说更适合解释其形成?通过综合磁条带、钻孔岩心等地球物理和地球化学方面的已有数据,以及IODP324航次FMS测井得到的节理及火成岩接触的倾向玫瑰花图,从构造角度分析了其形成历史时期内发生的构造过程和机制。认为组成Shatsky海隆的三大地块中,Tamu和Shirshov地块是由三节点跃迁过程中洋中脊之间相互作用形成,Ori地块很可能是地幔柱成因,但不排除洋中脊和地幔柱相互作用的过程。 展开更多
关键词 海隆成因 地幔柱头 三节点 洋中脊 Shatsky海隆
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洋脊三联点研究进展 被引量:2
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作者 吴树仁 陈庆宣 谭成轩 《地质科技情报》 CAS CSCD 北大核心 1999年第1期13-18,共6页
概述了80年代后期以来洋脊三联点构造研究方面的某些新资料和新成果,综合分析了全球洋脊三联点构造的主要类型和基本特征;重点论述RRR型和RRF型洋脊三联点轨迹结构特性、几何形态、运动状态和构造演化过程,并以具有微板块的... 概述了80年代后期以来洋脊三联点构造研究方面的某些新资料和新成果,综合分析了全球洋脊三联点构造的主要类型和基本特征;重点论述RRR型和RRF型洋脊三联点轨迹结构特性、几何形态、运动状态和构造演化过程,并以具有微板块的三联点结构演化过程分析为例。 展开更多
关键词 洋中脊 三联点 转换断层 研究进展
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湖北郧县王家庄绿色纤维状石英云母脉特征及成因——对板块构造几个问题的思考 被引量:1
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作者 杨巍然 《地学前缘》 EI CAS CSCD 2004年第2期525-532,共8页
湖北郧县王家庄有两期脉体 ,早期为纤维状石英脉 ,总体呈北北东向分布 ,平行脉壁有一中间面使其对称分布 ,显示张性裂隙持续发育过程 ;与之垂直的横向压性裂隙将它“错开”。形貌上酷似板块构造的大洋中脊和转换断层。晚期云母脉叠置在... 湖北郧县王家庄有两期脉体 ,早期为纤维状石英脉 ,总体呈北北东向分布 ,平行脉壁有一中间面使其对称分布 ,显示张性裂隙持续发育过程 ;与之垂直的横向压性裂隙将它“错开”。形貌上酷似板块构造的大洋中脊和转换断层。晚期云母脉叠置在上述两组裂隙之上 ,并使原来裂隙性质发生变化。这些特征与区域应力场分布 ,特别是与两郧断裂的演化息息相关。根据分形理论 ,将王家庄石英云母脉与板块构造进行对比 ,一方面从微观的角度证实了板块构造一些基本观点的合理性。同时从微观信息得到深入研究板块构造的一些新启示 :对板块形成机制不要局限于软流圈对流 ,而应从更深层次研究地幔物质运动规律 ;要将大陆和大洋作为一个整体研究全球应力场分布规律与构造演化历史 ,其中转换断层是联系大陆和大洋的纽带 ;加强RRR型三联点研究 ,它是研究深部 (地幔 )物质运动和上部 (地壳、岩石圈 ) 展开更多
关键词 湖北郧县 纤维状脉体 大洋中脊 转换断层 三联点 开裂一愈合作用
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跃生型微地块:离散型板块边界的复杂演化 被引量:3
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作者 孟繁 李三忠 +6 位作者 索艳慧 朱俊江 李玺瑶 戴黎明 刘永江 于胜尧 汪刚 《大地构造与成矿学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期644-664,共21页
当今板块构造理论的发展越发需要精细化研究,前人在板内变形、洋中脊增生、裂谷拓展以及板块驱动力等方面开展了大量工作。但大洋岩石圈内部仍有很多微型构造块体没有得到更完善的认识和整理。本文总结前人关于裂谷拓展、洋中脊跃迁以... 当今板块构造理论的发展越发需要精细化研究,前人在板内变形、洋中脊增生、裂谷拓展以及板块驱动力等方面开展了大量工作。但大洋岩石圈内部仍有很多微型构造块体没有得到更完善的认识和整理。本文总结前人关于裂谷拓展、洋中脊跃迁以及洋中脊?热点相互作用的研究,归纳全球跃生型微地块实例。结合大洋岩石圈内部微地块的形成和消亡过程,提出了3个跃生型微地块演化模型,即三节点重组模型、微陆块的大陆裂谷跃迁模型和微洋块的洋中脊跃迁模型,并探讨其深部动力和物质来源,便于进一步开拓洋中脊重组和海底构造的研究工作。大多数跃生型微地块是由于洋中脊?热点相互作用导致的,地幔柱对跃生型微地块的形成具有显著控制作用。跃生型微地块是深浅部构造耦合研究的关键。跃生型微地块可以由延生型微地块、残生型微地块等转化而来,也可能在板块运动过程中转化为增生型微地块或碰生型微地块等。 展开更多
关键词 跃生型微地块 微板块 洋中脊跃迁 板块三节点 地幔柱
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智利三联点南部扩张洋脊俯冲区域岩石层热结构的数值模拟 被引量:2
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作者 徐佳静 王振山 +1 位作者 王少坡 魏东平 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期4729-4737,共9页
智利三联点(CTJ)位于纳兹卡板块、南极洲板块与南美板块的交界处,由南极洲—纳兹卡板块之间的智利洋脊俯冲到智利海沟而形成.巴塔哥尼亚板片窗的发展是智利洋脊长期扩张俯冲的结果之一.随着纳兹卡板块的不断东向俯冲,纳兹卡板块范围逐... 智利三联点(CTJ)位于纳兹卡板块、南极洲板块与南美板块的交界处,由南极洲—纳兹卡板块之间的智利洋脊俯冲到智利海沟而形成.巴塔哥尼亚板片窗的发展是智利洋脊长期扩张俯冲的结果之一.随着纳兹卡板块的不断东向俯冲,纳兹卡板块范围逐渐变小,CTJ同时向北移动.本文采用数值模拟方法,建立了关于洋脊海沟碰撞的简单二维模型,来研究智利三联点南部扩张洋脊俯冲区域岩石层的热结构.模拟结果表明,洋脊的位置、板块相对汇聚速度及上覆大陆板块的存在均对俯冲区域海洋板块的温度结构有着很大影响,并且大陆板块下方海洋板块温度变化最大的位置距洋脊的水平距离与洋脊到板片窗范围的水平距离两者之间具有较好的一致性.同时,当存在两两板块间的相对汇聚时,洋脊右侧大陆板块下表面的温度升高,俯冲带内海洋板块温度接近于地幔温度.纳兹卡板块以7.8 cm·a-1的速度急速俯冲于南美板块之下的过程中,同时伴随着智利洋脊的持续扩张俯冲,在智利三联点南部,南美板块之下纳兹卡板块的温度因而可以更快地达到地幔软流层的约1300℃温度,并最终消亡于地幔之中. 展开更多
关键词 扩张洋脊俯冲 智利三联点 温度结构 板片窗 数值模拟
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智利三联点相关的板块相对运动及其地球动力学意义 被引量:1
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作者 贾鸿瑞 魏东平 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期3567-3575,共9页
智利三联点作为典型的RTT型三联点,伴随智利洋脊俯冲到南美大陆板块下方,通过建立纳兹卡—南极—南美—太平洋四板块系统,并基于GPS、地震滑移矢量、洋中脊扩展速率及转换断层方位角等观测资料,给出了前三个板块相对于太平洋板块的欧拉... 智利三联点作为典型的RTT型三联点,伴随智利洋脊俯冲到南美大陆板块下方,通过建立纳兹卡—南极—南美—太平洋四板块系统,并基于GPS、地震滑移矢量、洋中脊扩展速率及转换断层方位角等观测资料,给出了前三个板块相对于太平洋板块的欧拉矢量,据此进一步得到了各板块两两之间的相对欧拉运动矢量.结果显示,整个智利海沟处,三联点以北表现为纳兹卡板块相对南美板块的约83.0 mm·a^(-1)的近东向俯冲,快速下降到三联点以南的南极板块相对南美板块的约22.0 mm·a^(-1)的东偏南俯冲,由于洋脊俯冲效应,智利三联点自5.3Ma以来,整体由南向北作迁移运动,同时因为智利洋脊被转换断层切割成多个小段,导致智利三联点的性质在RTT型与FTT型间不断转变,当智利三联点为FTT型时,其运动方向改变为反向自北向南迁移,使得部分地区会经历多段洋脊的重复俯冲,从而导致洋壳玄武岩多次经历800~900℃的温度条件和低压(10~20 km深度)下的部分熔融,使熔体与残留物从第一次相平衡后形成的中性岩石,在经历又一次的部分熔融后形成酸性岩,这也是我们在三联点交替向北向南迁移的位置,多处发现弧前酸性岩存在的重要原因. 展开更多
关键词 智利三联点 欧拉矢量 板块相对运动 洋脊俯冲 弧前酸性岩
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板块三节点 被引量:6
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作者 李三忠 吕海青 +3 位作者 侯方辉 郭晓玉 金宠 刘保华 《海洋地质动态》 2004年第11期29-39,共11页
三条板块边界常相交于一点,这一个交点就叫做板块三联接合点(简称三联点,或称三节点)。三联点相接的3个板块之间的边界可以是拉张型、挤压型或剪切型的边界,它们的组合类型比较复杂,而且稳定性不同,这对精细研究海底构造格局与演化具有... 三条板块边界常相交于一点,这一个交点就叫做板块三联接合点(简称三联点,或称三节点)。三联点相接的3个板块之间的边界可以是拉张型、挤压型或剪切型的边界,它们的组合类型比较复杂,而且稳定性不同,这对精细研究海底构造格局与演化具有重要的意义。三节点的稳定性取决于相邻板块运动的方向,一个空间位置稳定的三节点不一定在演化期间其构造活动性是稳定的或空间位置永远不变,一个不稳定的三节点必然发展到稳定的三节点。文中系统分析了海沟、洋脊以及转换断层的16种组合的几何学和相关三节点的稳定性。 展开更多
关键词 三节点 洋中脊 大陆边缘 构造
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智利三联点南部含洋脊海洋板块俯冲过程的数值模拟
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作者 原一哲 郭长升 +1 位作者 胡才博 魏东平 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期96-107,共12页
“三联点”是全球板块运动系统的重要组成部分.扩张的智利洋脊向南美板块俯冲形成了智利三联点,并造成了智利三联点以南数百千米范围内剧烈的地形变化.智利三联点区域的初始板块俯冲角度、洋脊扩张速率等因素的差异对南美板块岩石层热... “三联点”是全球板块运动系统的重要组成部分.扩张的智利洋脊向南美板块俯冲形成了智利三联点,并造成了智利三联点以南数百千米范围内剧烈的地形变化.智利三联点区域的初始板块俯冲角度、洋脊扩张速率等因素的差异对南美板块岩石层热结构及地形起伏造成了显著影响.本文采用有限差分方法,构建了智利三联点区域洋脊俯冲的二维数值模型,模拟洋脊俯冲的动力学过程,探究扩张洋脊俯冲过程中的岩石层变形机制、地表热流的分布特征及其影响因素.结果表明,与俯冲速率相比,俯冲角度对地表热流的影响相对较大,较小俯冲角度(15°)情况下的计算热流分布与基于观测点的插值数据较为吻合,并且俯冲速率越大,上覆板块岩石层温度异常区的水平长度越大,其距海沟的距离最大可至190 km.我们的模拟结果支持智利三联点南部南极洲板块以低角度俯冲至南美大陆板块下方的观点. 展开更多
关键词 三联点 伴随洋脊俯冲 岩石层热结构 热流
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太平洋大塔穆火山研究进展及对巨型洋底火山成因的启示 被引量:5
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作者 罗怡鸣 张锦昌 林间 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2019年第2期781-795,共15页
坐落在西北太平洋的沙茨基海隆为地球上第三大洋底高原,而其中的大塔穆火山被称为"地球上最大的单体火山".本文综述了国际科学团队近期对大塔穆火山进行的多次海洋地质与地球物理调查,阐述"地幔柱"与"洋中脊&q... 坐落在西北太平洋的沙茨基海隆为地球上第三大洋底高原,而其中的大塔穆火山被称为"地球上最大的单体火山".本文综述了国际科学团队近期对大塔穆火山进行的多次海洋地质与地球物理调查,阐述"地幔柱"与"洋中脊"两种端元成因假说各自的重要证据以及争论的焦点问题.沙茨基海隆自南西向北东年龄逐渐变年轻、火山规模变小,是支持"地幔柱"假说的直接证据.大塔穆火山上巨厚块状熔岩、低坡度盾状单体火山构造代表地幔柱头岩浆大规模快速喷发,而奥里火山和希尔绍夫火山枕状熔岩则反映从地幔柱头过渡到地幔柱尾的过程中岩浆作用减弱.另一方面,大塔穆火山水下喷发,岩石样品显示洋中脊玄武岩的特征,以及地壳厚度与平均速度负相关性(反映化学异常来源),这些证据与"地幔柱"假说的预测不符,因而更支持"洋中脊"假说.然而"洋中脊"假说不能解释大塔穆火山单个来源如何输出如此大量的岩浆.再一方面,由人工地震长剖面观测到的莫霍面与艾里重力均衡模型所预测的莫霍面基本吻合,但此观测本身并不能区别更符合哪一种端元模型.总之,大塔穆火山既有"地幔柱"的特征,又有"洋中脊"的特征,单靠一种端元模式无法解释所有的重要观测.因此,"地幔柱-洋中脊相互作用"可能是一种更合理的替代模型,但地幔柱与洋中脊相互作用的具体过程及机制等重要问题目前尚未解决,仍需进一步研究.获取高精度地磁异常等观测资料以及开展三维地球动力学模拟将实质性地推动对沙茨基海隆等洋底高原形成机制的研究. 展开更多
关键词 沙茨基海隆 大塔穆火山 大火成岩省 洋底高原 地幔柱-洋中脊相互作用 洋中脊三联点
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