geology:如何控制板块运动方向的变化

文化   2024-10-25 00:05   江苏  

本文探讨了地幔继承性在贫岩浆裂谷系统早期定位阶段演化过程中相对影响的问题。为了实现这一目标,研究者重新审视了中生代东北大西洋及其北海子区域的构造历史,并通过与近期模拟构造实验的结果进行对比来分析这些观察。

研究发现,在裂谷作用初期,广泛分布的裂谷盆地形成可能主要受到地壳继承性的控制。然而,随着裂谷作用的进展,随后的变形局部化可能是由更深层次的地幔继承性所导致,这使得东北大西洋地区先前形成的裂谷盆地趋势被新的趋势所覆盖。这种覆盖现象的发生是因为随着裂谷作用的发展,塑性地壳变薄,从而允许地幔与上地壳之间达到足够的耦合。

重要的是,研究指出,不需要由于板块构造系统的大型重组而导致的板块运动方向的变化,不同方向的盆地趋势就能相互覆盖并发展。基于这些见解,作者提出了一个更新的北海水域裂谷动力学情景,即持续的东西向板块分离,并提供了一个框架,用以重新思考世界上其他裂谷系统在其早期定位阶段的演化过程。

本文的关键贡献在于强调了地幔结构对裂谷盆地形成和演化的影响,以及在没有显著外部动力学变化的情况下,内部因素如何主导裂谷模式的发展。此外,这项工作还为理解全球范围内的裂谷系统提供了新的视角,尤其是在它们的初始发展阶段,这对于地质学家和地球科学家来说是一个重要的进步。它不仅增进了我们对特定地区的了解,也为全球范围内裂谷系统的研究开辟了新的途径,特别是对于那些正在经历或曾经经历过类似地质过程的地区。通过这种方法论上的创新,研究人员能够更好地预测和解释复杂地质背景下的裂谷行为,从而推动相关领域的理论和技术发展。


这项研究的主要发现可以总结如下:
地壳继承性与早期裂谷盆地形成:研究表明,在贫岩浆裂谷系统早期,广泛分布的裂谷盆地的形成可能主要受控于地壳继承性。这意味着地壳中的已有结构和性质(如断层、薄弱带等)在裂谷作用初期对盆地的分布起到了关键作用。
地幔继承性与变形局部化:随着裂谷作用的进展,变形开始沿着更深的地幔继承性特征进行局部化。这些深部地幔结构可能包括先前存在的热异常、化学异质性或流变学差异,它们影响了上覆地壳的行为。
覆盖现象:由于地幔和上地壳之间耦合程度的增加,导致了新的裂谷趋势覆盖旧有裂谷盆地的趋势。这种覆盖发生在塑性地壳逐渐变薄的过程中,使得地幔能够更直接地影响上地壳的变形模式。
不需要大规模板块重组:一个重要的发现是,不同方向的裂谷盆地趋势相互覆盖的现象并不一定需要板块运动方向的重大变化。也就是说,即使没有全球性的板块构造系统的重新组织,也可以观察到这种覆盖现象。这暗示了内部地质因素(如地幔结构)在控制裂谷演化方面的重要作用。
更新的北海水域裂谷动力学模型:基于上述发现,研究人员提出了一种更新的北海水域裂谷动力学情景,即持续的东西向板块分离。这一模型为理解该地区的裂谷演化提供了新的框架,并有助于解释观测到的地质记录。
全球应用潜力:这项研究提供了一个框架,用以重新思考其他裂谷系统在其早期定位阶段的演化过程。这种方法论上的进步不仅增进了对特定区域的理解,还为全球范围内类似地质背景下的裂谷行为提供了新的视角。


参考文献:Frank ZwaanDuncan ErrattGianreto ManatschalPauline CheninGuido Schreurs; On the delayed expression of mantle inheritance–controlled strain localization during rifting. Geology 2024;; 52 (10): 764–768.

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