#利用多观测概率联合反演华南地区上地幔热-化学结构研究# 大陆壳幔现今的热化学结构至关重要,它不仅决定着壳幔介质物理属性(如密度、粘度),且不同的深部结构特征意味着不同的壳幔作用与深部动力学过程。受太平洋板块俯冲的影响,中、新生代以来,华南地区经历了多期次的复杂构造-岩浆事件,确定其岩石圈地幔结构的物理和化学特征,将为认识和理解其形成、演化及其地球动力学过程提供重要约束。
本研究利用多观测概率联合反演方法(LitMod1D),基于瑞利波相群速度频散、绝对高程、大地水准面高度和地表热流数据,给出了华南地区岩石圈地幔速度、密度、温度和化学组分结构模型。研究结果表明,扬子克拉通西部(四川盆地及其邻近区域)热岩石圈(即1250 ℃等温面深度)较厚,而扬子克拉通东部和华夏块体岩石圈较薄。
本研究首次揭示了扬子克拉通岩石圈地幔交代/富集作用的程度,研究发现扬子克拉通西端地幔富集和亏损的边界与峨眉山大火成岩省(ELIP)中间带外围边界很好地重合,推测与地幔柱上涌导致的镁铁质熔体渗流到岩石圈地幔甚至地壳有关。此外,我们的研究显示,华南东部岩石圈地幔表现为相对的高/低速、亏损/富集的交替相间模式,暗示岩石圈地幔已被部分改造/置换。

图 (a)和(b)分别为岩石圈地幔平均Mg#及其不确定性;(c)和(d)分别表示岩石圈地幔的平均密度和温度;(e)和(f)分别展示(a)中蓝色和红色圆圈所在位置平均Mg#的后验分布

研究成果发表于国际期刊Journal of Geophysical Research: Solid Earth 。(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.)研究受国家重点研发计划项目 (2018YFC1503200) 和国家自然科学基金项目 (U1839210,41874108) 资助。
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