西北太平洋各邊緣海及其相應(yīng)俯沖系統(tǒng)受深部構(gòu)造活動等地質(zhì)條件的控制,熱流變化較大。在收集整理該區(qū)域最新的熱流數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,重點探討西北太平洋俯沖帶熱結(jié)構(gòu)相關(guān)理論、邊緣海大洋巖石圈熱演化理論模型和局部高異常熱流的影響因素,總結(jié)了西北太平洋邊緣海熱流所反映的地質(zhì)意義。研究結(jié)果表明,在西北太平洋"溝-弧-海"體系中,從"溝"到"弧"再到"邊緣海",熱流密度呈"低-高-較高"的變化趨勢,弧后地區(qū)整體表現(xiàn)為"均一高熱"特征;千島海溝、日本海溝和琉球海溝熱流密度值在30.0 mW/m²左右,而對應(yīng)的島弧值為其2～3倍�；『鬅崃鞔笮∈艿絽R聚型俯沖帶熱結(jié)構(gòu)的影響,俯沖帶脫水作用導(dǎo)致的弧后上地幔黏度變化,地震速度降低,巖石圈彈性厚度減薄,引起小尺度地幔對流,形成弧后"均一高熱"的熱狀態(tài)。熱流的時空分布與巖石圈年齡也有關(guān),隨著巖石圈年齡增大,地表熱流密度值會隨之降低,熱流密度值大小和離散性與其形成時間大致呈負(fù)相關(guān)。鄂霍次克海形成時代（30～65Ma）較早,其熱流密度值（86.8 mW/m²）和離散性（標(biāo)準(zhǔn)差3.727）相對較低;沖繩海槽目前還處于擴張階段,其熱流密度... 

【文章來源】：現(xiàn)代地質(zhì). 2020,34(01)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

西北太平洋邊緣海熱流分布

日本海熱流特征與鄂霍次克海類似,海溝與島弧之間熱流值最低,向海溝兩側(cè)熱流值逐漸增加,向陸一側(cè)增加幅度比向洋一側(cè)大,海盆中心(擴張區(qū))熱流值達到最高(圖2(b))�？偟内厔菔呛舷蚧『笈璧�?zé)崃髦抵饾u增大,向洋一側(cè)熱流值相對較小且保持穩(wěn)定。在日本海盆中,深度超過3 000 m的洋底平均熱流為(92.1±13.8) mW/m2,超過3 500 m的洋底熱流稍大,為(97.1±13.8) mW/m2[5]。海盆中熱流值(102.0 mW/m2)呈環(huán)狀東西走向分布,高熱流值(105.4～118.1 mW/m2)沿環(huán)形中部北東向斷層分布。在大和海嶺北部沿著斷層分布的熱流大小為68.5～125.5 mW/m2,隨著離斷層距離增加(向北),熱流值迅速降低。大和海盆南部有一北東向的高熱流分布區(qū),熱流值為91.4～133.3 mW/m2。2.3 東海

日本海由高伸展速率的陸殼和形成于30～12 Ma的洋殼構(gòu)成[43]。熱流分布如上文2.2小節(jié)所述,表現(xiàn)出較均一的高值,其他指示高熱環(huán)境的數(shù)據(jù)為:整個日本海范圍內(nèi),P波速度比正常地幔(約100 km)小2%～6%;上地幔表面波層析成像顯示異常低的P波和S波速度;深度200 km以上的區(qū)域性高地震波衰減;日本東北沿岸40 km深地幔捕虜體測溫在1 000 ℃左右;中國東北沿岸(日本以西)廣泛分布的第三紀(jì)至第四紀(jì)玄武巖體[27]。解釋弧后高熱環(huán)境的俯沖板塊數(shù)值模型[35, 44-45]認(rèn)為,俯沖板塊的年齡和垂直俯沖速度對俯沖板塊的表面溫度(SST)起主要控制作用。板塊年齡越小,俯沖速度越慢,俯沖板塊表面溫度越高;反之,則表面溫度越低。Peacock和Wang[45]在數(shù)值模型中說明日本西南部的俯沖帶比東北部的俯沖板塊年齡小并且速度慢(圖3(c)和(d)),所以俯沖洋殼的溫度要高300～500 ℃,這樣的溫度結(jié)構(gòu)造成了西南部俯沖帶在淺部就已經(jīng)顯著脫水,導(dǎo)致流體難以進入地幔深部;而東北部俯沖帶在深部地幔才發(fā)生脫水反應(yīng),影響地幔黏度變化,產(chǎn)生俯沖帶地幔流動、深部地震和島弧火山作用,從而顯著影響弧后溫度場�？梢�,板塊俯沖過程中伴隨著礦物巖石的相變和脫水作用,會對其溫度結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較為顯著的影響。太平洋俯沖板塊沉積層中富含大量的水,一方面,俯沖板塊的脫水反應(yīng)致使上覆地幔流變產(chǎn)生對流運動;另一方面,俯沖板塊含水層中產(chǎn)生水熱循環(huán),將從地殼的更深處輸送熱量,從而提高地表平均熱流。另外,巖石圈深部熱源不同使得熱流大小存在相應(yīng)變化。日本海溝俯沖帶在小于400 km深度范圍內(nèi),剪切生熱和脫水熱是俯沖板塊上層30 km熱結(jié)構(gòu)的控制性熱源因素;深度大于400 km,橄欖石-尖晶石相變熱開始逐漸超過所有其他熱源對熱結(jié)構(gòu)影響的總和,成為熱結(jié)構(gòu)的控制性熱源因素[46-47]。

【參考文獻】：
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