大洋深俯冲带流变性质及其地球动力学意义——来自地幔岩高温高压实验的启示

摘要：

在压力3 GPa, 温度1450～1600 K, 应变速率10-4～10-5 s-1条件下, 对深俯冲带和上地幔中两种重要岩石(榴辉岩和方辉橄榄岩)的流变性质进行了实验研究, 获得了榴辉岩在超高压条件下的流变参数, 应力指数为3.4, 活化能为480 kJ/mol, 活化体积为12 cm3/mol. 实验结果表明具有中等石榴石含量榴辉岩的流变强度与方辉橄榄岩的流变强度在上地幔浅部条件下基本相当, 是多晶绿辉石岩强度的2～3倍和多晶石榴石岩强度的一半. 随榴辉岩中石榴石含量的逐步增加, 岩石的整体流变强度也不断增大. 在实验研究基础上, 计算了不同板块汇聚速率条件下深俯冲大洋岩石圈在不同深度层次上的流变强度, 以及橄榄岩和榴辉岩上地幔流变强度随深度的变化. 研究表明, 俯冲洋壳从下覆的上地幔拆离出来最有可能发生在缓慢俯冲的热俯冲带中; 而快速俯冲的冷俯冲带, 俯冲地壳与上地幔之间在强度上是耦合的, 发生拆离的可能性不大. 过渡带是上地幔中除岩石圈地幔外的高强度和高黏度层.

关键词：大洋深俯冲带、地幔岩、高温高压实验、拆离作用、流变分层

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分类号：P3(地球物理学)

资助基金：国家重点基础研究发展计划973计划G1999075501;中国大陆科学钻探工程项目;中国地质大学校科研和教改项目;美国国家自然科学基金;国家自然科学基金EAR-9725575

在线出版日期：2004-01-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：969-976