伊支那岐/太平洋板块向东亚俯冲的板片倾角及其对东亚构造演化的影响

After the fulfill of its assemblage in the early Mesozoic, East Asia experienced a series of unique tectonic and magmatic activities, making it an ideal place to carry out geodynamic studies on the process and mechanism of continental deformation. The tectonic and magmatic events of East Asia have been extensively studied and a large amount of data on geology, geochemistry, geophysics have been acquired. However, many first-order geological problems in East Asia have not yet been fully resolved. Constructing a geodynamic model with mantle convection and plate tectonics can provide a new perspective for understanding relevant geological problems. This application attempts to construct a preliminary geodynamic model of East Asia since the Jurassic that is consistent with major geological and geophysical observations. In particular, the applicant attempts to constrain the dip angle of the Izanagi and Pacific subducted slabs under East Asia. This study is expected to further improve our understanding of the tectonic evolution in East Asia.

在中生代早期完成大陆拼合之后，东亚区域经历了一系列独特的构造和岩浆活动，存在不少地球科学研究的关键性问题，是开展大陆变形的动力学过程和机制研究的理想场所。前人对东亚的构造和岩浆活动进行了广泛的研究，并积累了大量的地质学、地球化学、地球物理学等方面的数据。然而，关于东亚区域的许多一级地质问题仍然尚未完全解决。例如伊支那岐/太平洋板块向东亚俯冲，其板片形态及倾角仍然不清楚。构建以地幔对流与板块构造为主体的地球动力学模型将为理解相关地质问题提供新的视角。本申请试图通过综合不同学科的主要观测，并联合半经验和纯地球动力学模型,构建一个初步的、符合主要地质与地球物理观测的东亚侏罗纪以来地球动力学演化模型。特别地，申请者试图对伊支那岐及太平洋板块向东亚俯冲，其板片形态及倾角进行限制。该研究将有助于我们进一步理解中生代以来东亚的构造演化机制。

在中生代早期完成大陆拼合之后，东亚经历了一系列独特的构造和岩浆活动，存在不少地球科学研究的关键性问题。本项目专注于中生代以来，古太平洋板块（Izanagi, 伊泽奈崎）对东亚边缘构造活动的影响及其板片倾角的控制因素。.三年中，工作主要围绕两方面展开：古太平洋板块俯冲对燕山陆内造山运动的影响及太平洋板块俯冲能否影响郯庐断裂带的走滑运动。我们揭示，东亚在侏罗纪向背离太平洋海沟的方向（向西）运动，这与前人俯冲导致上覆板块挤压及俯冲板块形成平板俯冲的动力学模型似乎矛盾。我们对该问题进行了解答并指出，大尺度地幔对流和微地体增生可能共同导致了晚侏罗世华北及周边近东西向的挤压构造。我们使用数值实验验证了这一假设并指出大尺度地幔对流有助于中断俯冲的恢复，从而导致东亚周边长期持续的洋陆俯冲。燕山陆内造山运动时期可能存在缓倾角俯冲，但它起源于微地体增生事件，因此对东亚陆缘构造的影响是次一级的。我们根据板块重构模型计算了太平洋向欧亚大陆俯冲的斜向分量。结果显示太平洋向欧亚的斜向俯冲长期存在，这为太平洋俯冲导致郯庐断裂带走滑活动提供了必要条件。之后，我们进行了包含洋陆俯冲的三维地幔对流数值模拟，以探究古太平洋俯冲能否对郯庐断裂带的走滑运动产生决定性影响。模型结果显示古太平洋板块俯冲能够导致郯庐断裂带的走滑运动；郯庐断裂带的弱化及俯冲板块与上覆板块之间的耦合程度是关键的影响因素。.除上述工作外，围绕研究目标，我们也从两个新的角度开展了工作，包括（1）与博后一起通过构建机器学习模型，来探讨板块俯冲对东亚构造与岩浆活动的影响以及造山带地壳厚度的演化历史；（2）与博士生一起通过探索高精度自由表面地形计算技术，来使用中短波长（水平分辨率为~ 10 km 至 ~ 1000 km）的地形和重力异常观测限定板片流变性。两者都给出了有意思的结果。基于该项目已发表两篇文章（Tectonics及G3），另有一篇JGR文章二审小修，及一篇JGR文章一审外审中。