日本列岛下太平洋俯冲板块的精细结构

为了研究地幔柱、西太平洋板块俯冲对济阳坳陷的影响,在前人提出的地幔柱观点的基础上,总结济阳坳陷的地质特征及关于地震震源分布与板块俯冲的研究成果,发现济阳坳陷的沉积地层、岩浆活动、构造拉张、地热梯度、密度流成因的储集砂体由南而北有规律地分布;俯冲板块进入地幔的过程实际上构成了地幔对流的下降流,地幔660km(或670km)深处是俯冲板块进入地幔后地幔物质调整所引发的上升流的深度;西太平洋板块向下俯冲时下插角度由南而北减小,俯冲板块到达地震不连续面的时间自南向北增大,使地幔柱由南向北迁移,导致济阳坳陷的地质、地球物理特征具有规律分布的特点。

结果对扬子板块向华北板块的俯冲提供了如下化学地球动力学制约： (1)北大别榴辉岩和基性麻粒岩与南大别超高压榴辉岩和片麻岩一样，具有较低的δ 18O值，表明它们在板块俯冲前经历了高温地表水热液蚀变，在超高压变质阶段流体以亏损 13C为特征； (2)部分低δ 18O值榴辉岩的共存矿物对之间保存了氧同位素平衡分馏，记录了榴辉岩相变质温度，指示这些榴辉岩在地幔的居留时间较短，折返初期的冷却速率较大； (3)退变质作用过程中存在显著的差异性氢氧同位素交换，早期阶段流体具有内部缓冲性质，而晚期则具有外部来源； (4)东大别大理岩显著富集 13C，反映出其母岩灰岩的沉积环境为封闭的大陆边缘盆地，西大别苏家河大理岩的δ 13C值接近于正常海相碳酸盐，指示其母岩形成环境为宽广开阔的海洋。

近十年来及未来的研究热点主要表现在将流体的形成和演化与造山作用、构造变形、剪切作用、板块俯冲、壳幔对流等联系起来,俯冲带中的流体、剪切带中的流体、盆地卤水、海底热泉、大陆热泉、成矿流体油气形成及运移、地壳流体与地震火山活动等,对地质流体的成因、特征及其地质作用过程有了更深刻的理解。