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台湾- 吕宋双火山弧的可能成因:菲律宾板块北西向加速运动
引用本文:杨少华,李海兵,潘家伟,郑勇,柳畅. 台湾- 吕宋双火山弧的可能成因:菲律宾板块北西向加速运动[J]. 地质学报, 2022, 96(8): 2917-2926
作者姓名:杨少华  李海兵  潘家伟  郑勇  柳畅
作者单位:1) 中国地质科学院地质研究所,自然资源部深地动力学重点实验室,北京,100037;2) 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州),广东广州,511458;3) 江苏东海大陆深孔地壳活动国家野外科学观测研究站,江苏东海,222300;4) 同济大学,海洋地质国家重点实验室,上海,200092
基金项目:本文为南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)人才团队引进重大专项(编号GML2019ZD0201)、中国地质调查局项目(编号DD20221630)、国家自然科学基金项目(编号41830217)和自然资源部深地动力学重点实验室课题(编号J1901- 22)联合资助的成果。
摘    要:台湾- 吕宋双火山弧绵延近500 km,南北向展布于台湾岛和吕宋岛之间,其成因尚无定论。前人将其归因于轻质物质(南海洋中脊或南海北部轻质高原)的俯冲,然而数值模拟研究并不能有效支持该观点。随着欧亚- 菲律宾板块的会聚,南海东部次海盆被动俯冲于菲律宾板块之下。为了验证被动俯冲和主动俯冲对俯冲角度的控制作用,本文构建了二维高精度数值对比模型,在其他因素完全相同的情况下,考察会聚方向的差异对俯冲角度的影响。模拟结果显示,仅仅改变会聚方向,俯冲角度就能够发生巨大变化。在被动俯冲背景下如果条件合适则易于发生低角度俯冲。综合前人研究成果可以发现,南海- 菲律宾俯冲系统的条件满足发生低角度俯冲的要求,表现在两方面:① 南海东部次海盆的年龄从最新的洋中脊向北波动增加,最老为33 Ma,小于低角度俯冲洋盆年龄要求的40 Ma;② 欧亚- 菲律宾板块的会聚速率大于低角度俯冲速率要求的4 cm/a。由此,本文认为菲律宾- 欧亚板块在被动俯冲背景下的低速会聚形成了高角度俯冲从而导致西弧的形成;之后菲律宾板块北西向加速运动导致俯冲角度减小,西弧停止活动而东弧开始形成。本文模型不需要俯冲的轻质物质提供额外的浮力进而促使板片角度减小。西弧和东弧存在分叉现象,我们认为原因可能是洋壳年龄向北增加和(或)菲律宾板块旋转。本文提出了台湾- 吕宋双火山弧另一种可能的演化机制,有助于推进对该双火山弧和该俯冲系统的理解,也能够为认识其他被动俯冲过程提供参考实例。

关 键 词:台湾- 吕宋双火山弧;马尼拉俯冲带;被动俯冲;板块旋转
收稿时间:2022-06-01
修稿时间:2022-06-22

Potential reason of the Taiwan- Luzon double volcanic chain: the NW accelerated movement of the Philippine Plate
Yang Shaohu,Li Haibing,Pan Jiawei,Zheng Yong,Liu Chang. Potential reason of the Taiwan- Luzon double volcanic chain: the NW accelerated movement of the Philippine Plate[J]. Acta Geologica Sinica, 2022, 96(8): 2917-2926
Authors:Yang Shaohu  Li Haibing  Pan Jiawei  Zheng Yong  Liu Chang
Abstract:
Keywords:Taiwan- Luzon double volcanic chain   Manila Trench   passive subduction   plate rotation
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