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【鲁明文等-JGR】五大连池火山区地幔各向异性与深部动力学
来源:办公室 发布时间:2020-03-25

     五大连池火山位于我国东北地区,地处大兴安岭、小兴安岭和松辽盆地三个构造单元结合部位(图1),是我国新生代最年轻的火山之一,最近一次喷发时间距今约300年,被认为是活火山,因此其形成机制一直是国际关注的热点研究课题之一。然而,由于五大连池火山区此前地震台站分布较为稀疏,因此该火山的形成机制目前存在很大争议。
     为此,在雷建设研究员负责的国家自然科学基金重点研究课题和基本科研业务专项等项目资助下,联合中国科学院地质与地球物理研究所国家自然基金面上项目,“深部结构”学科组全体成员,在零下40度冰天雪地恶劣观测条件,于2015年至2019年期间在五大连池火山及周边地区顺利完成了WAVESArray (Wudalianchi Active Volcanic Experiment of Seismology Array)148套宽频带密集野外流动地震观测(图2)。这些流动观测的开展,极大地改善了五大连池火山区地震台站覆盖,填补了这一地区密集观测的空白,台站间距可达15-20 km,为深入研究五大连池火山区深部地幔动力学提供了可能。
     本研究通过收集2015-2019年期间WAVESArray密集流动观测台站和2008-2016年的固定地震台站以及2009-2011年NECESSArray流动台站的波形资料,采用SKS剪切波分裂方法,深入开展五大连池火山区地幔各向异性研究,以认识火山活动机制和板块俯冲的深部动力学过程。由于WAVESArray流动台站的增加,在空间上对固定台站起到了很好的补充作用,使得研究区台站分布更加均匀,从而能获得火山区下方更为精细的地幔各向异性结构特征(图3),为更好理解研究区的深部动力学过程提供重要的地震学证据。
     我们研究结果显示,五大连池火山区各向异性快波方向和分裂时间存在东南向开口的“U形”分布特征(图4),软流圈物质水平流方向的变化可能与大兴安岭下方较厚的岩石圈的阻挡有关。这些结果均与太平洋板块深俯冲形成的“大地幔楔(Big Mantle Wedge)”中的板块滞留脱水引起的热物质上涌密切相关。

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图1 五大连池火山及周边区域构造图


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不收费的真人性视频图2 研究区台站位置分布

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图3 五大连池火山区地幔各向异性结果

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图4 五大连池火山区深部动力学模型

 

     原文链接:Lu, M., Lei, J., Zhao, D., Ai, Y., Xu, X., Zhang, G. 2020. SKS splitting measurements in NE China: New insights into the Wudalianchi intraplate volcanism and mantle dynamics. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 125, e2019JB018575.

 

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