“透明地殼”計(jì)劃進(jìn)展 | 利用多觀測(cè)概率聯(lián)合反演華南地區(qū)上地幔熱-化學(xué)結(jié)構(gòu)
大陸殼?,F(xiàn)今的熱化學(xué)結(jié)構(gòu)至關(guān)重要,它不僅決定著殼幔介質(zhì)物理屬性(如密度、粘度),且不同的深部結(jié)構(gòu)特征意味著不同的殼幔作用與深部動(dòng)力學(xué)過(guò)程。受太平洋板塊俯沖的影響,中、新生代以來(lái),華南地區(qū)經(jīng)歷了多期次的復(fù)雜構(gòu)造-巖漿事件,確定其巖石圈地幔結(jié)構(gòu)的物理和化學(xué)特征,將為認(rèn)識(shí)和理解其形成、演化及其地球動(dòng)力學(xué)過(guò)程提供重要約束。
本研究利用多觀測(cè)概率聯(lián)合反演方法(LitMod1D),基于瑞利波相群速度頻散、絕對(duì)高程、大地水準(zhǔn)面高度和地表熱流數(shù)據(jù),給出了華南地區(qū)巖石圈地幔速度、密度、溫度和化學(xué)組分結(jié)構(gòu)模型。研究結(jié)果表明,揚(yáng)子克拉通西部(四川盆地及其鄰近區(qū)域)熱巖石圈(即1250 ℃等溫面深度)較厚,而揚(yáng)子克拉通東部和華夏塊體巖石圈較?。▓D1)。
圖 1 熱巖石圈厚度(a)及其不確定性(b)
本研究首次揭示了揚(yáng)子克拉通巖石圈地幔交代/富集作用的程度(圖2),研究發(fā)現(xiàn)揚(yáng)子克拉通西端地幔富集和虧損的邊界與峨眉山大火成巖省(ELIP)中間帶外圍邊界很好地重合,推測(cè)與地幔柱上涌導(dǎo)致的鎂鐵質(zhì)熔體滲流到巖石圈地幔甚至地殼有關(guān)。此外,研究顯示,華南東部巖石圈地幔表現(xiàn)為相對(duì)的高/低速、虧損/富集的交替相間模式,暗示巖石圈地幔已被部分改造/置換。
圖 2 (a)和(b)分別為巖石圈地幔平均Mg#及其不確定性;(c)和(d)分別表示巖石圈地幔的平均密度和溫度;(e)和(f)分別展示(a)中藍(lán)色和紅色圓圈所在位置平均Mg#的后驗(yàn)分布
參考文獻(xiàn):Xiaoyu Yang, Yonghua Li*, Juan Carlos Afonso*, et al., Thermochemical State of the Upper Mantle Beneath South China From Multi-Observable Probabilistic Inversion. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 2021, 126, e2020JB021114.



