GR: 西蘭大陸(Zealandia)巖石圈強度及其對變形的指示意義取得新認識

2021-01-15 地學之家


地質力學所極地地質研究室聯合中國地震局地殼應力研究所及國內高校，利用基於彈性板模型下的小波相關技術獲得了整個西蘭大陸有效彈性厚度(Effective elastic thickness)的空間變化特徵。結合研究區構造演化歷史，作者對計算結果進行分析，得出以下主要結論：

（1）Tonga-Kermadec海溝俯衝帶呈現異常高EET值，與高熱流、強地震活動帶明顯不符；排除了動態地形、重力效應對反演結果的影響，認為俯衝帶的外力作用（非均衡因素）導致了上述高值現象；

（2）冷的俯衝大洋板塊和相對熱、活動強烈的上覆大陸板塊的強耦合作用可以解釋紐西蘭北島和南島最南部展示出相對高的EET值，其幅值基本相當於二者強度的疊加；

（3）西蘭大陸北部的「弧盆」系統（殘留陸塊與新生洋殼）整體表示出低EET值，分析認為廣泛分布的低強度特徵與巖石圈物質組成和溫度影響不大，而主要受其厚度控制。該認識與古近紀受太平洋對澳大利亞板塊俯衝，「弧盆」系統發生大規模的下地殼拆沉機制相一致（Sutherland et al., 2010）。

本研究基於對西蘭大陸巖石圈強度分析，提供了一些新的認識，對理解紐西蘭及周圍區域板內及板塊間的巖石圈結構和變形機制有重要的推進作用。目前，研究成果已發表在國際地學期刊《Gondwana Research》。

圖1 （a）西蘭大陸的位置（紅色虛線），其它構造線信息及簡寫含義見原文。（b）紐西蘭地區主要構造特徵。


圖2 （a）和（b）表徵了分別取中央波數3.081和5.336時，研究區域未表達的載荷（地表剝蝕或沉積作用等所導致）對相關性求解EET所產生的影響程度-重力噪聲。（c）和（d）為上述兩個中央波數下，估算得到的EET空間分布特徵。其中，深灰色區域代表了可能影響EET值的重力噪聲（> 0.5）分布情況，淺灰色區域指示了受板塊邊界非均衡因素的影響所產生的異常高巖石圈強度值。

文章信息: Ji, F., Zhang Q.*, Zhou, X., Bai, Y. & Li, Y. (2020). Effective elastic thickness of Zealandia and its implications for lithospheric deformation. Gondwana Research, 86, 46-59. https://doi.org/10.1016/j.gr.2020.05.008

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