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蒙古中部的上地幔地震波速变化:上地幔柱的证据?


  尽管蒙古远离板块俯冲构造边缘,但蒙古中部却有着广泛的火山活动和隆升地势。由于台站稀少,我们对此区域的深部地下结构了解较少,进而导致我们对高地势和火山活动成因的认识也具有诸多不确定性因素。2011年到2013年,受中国科学技术部的资助,中国地震局球物理研究所与蒙古科学院天文和地球物理研究中心共同合作在蒙古中南部实施了两年的宽频带流动地震台站观测,获得了高质量的地震观测数据。第八研究室张风雪等研究人员使用这些台站记录的地震走时数据开展了远震体波走时层析成像研究,获得如下认识:
  在蒙古中部我们观测到明显的速度变化。其中有两个非常明显的低速结构:(1)第一个位于Hangay下,此低速上涌通道携带大量地幔热物质到达地表,导致地势隆升和包括Khanuy Gol和Middle Gobi两个火山在内的火山活动。(2)第二个低速上涌通道位于戈壁滩下方,其上覆较厚的岩石圈盖层,此通道内上涌的地幔热物质受到较厚岩石圈的阻挡而转向戈壁滩四周,比如向北流向Hentay地区。
  我们认为这些上地幔上涌物质的温度要高于正常的软流圈温度,上地幔上涌导致蒙古地区广泛的火山活动和隆升地势。这些上涌物质不同于源于核幔边界的经典地幔柱,我们认为这两个上地幔上涌分别和印度板块、太平洋板块俯冲前缘的上地幔对流有关。

 
  上述研究成果在2017年Earth and Planetary Science Letters上发表(Zhang F., et al., 2017. Seismic velocity variations beneath central Mongolia: Evidence for upper mantle plumes? Earth and Planetary Science Letters 459, 406–416.)
发布时间:2017年12月12日

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