隐没带的发展和多样性受控于地块的宽度-岩矿世界.PDF

岩礦世界岩礦世界 Rock and Mineral World (.tw/ )_必威体育精装版資訊_99-04-16 岩礦世界岩礦世界 隱沒帶的發展和多樣性受控於地塊的寬度隱沒帶的發展和多樣性受控於地塊的寬度 隱沒帶的發展和多樣性受控於地塊的寬度隱沒帶的發展和多樣性受控於地塊的寬度 地震學和地球化學的研究推測地函物質會沿著隱沒地塊的側邊流向地函 楔（mantle wedge ），這可能因為海溝的後退和地塊（slab ）的回捲（rollback ）所造成的回流 ，可 預期的是從地塊側邊回流 比起從地塊前端來說容易許多且會促使地塊的後退 ；實際觀 察確實發現自然界最快的海溝移動速度 （v ⊥= 6–16 cm yr-1 ）發生在地塊兩側邊緣 1,200 T 公里內，而當距離地塊邊緣 大於2,000 公里時，速度則低於 2.0 cm yr-1 （圖一圖一 、圖圖二二）； 圖一圖一 圖圖 二二 針對近48,800 公里的海溝的研究顯示 ，板塊隱沒的速率有 27.6%是起因於海溝的移動 所造成 （平均v ⊥= 1.51 cm yr-1 ，而平均板塊聚合速率 5.47 cm yr-1 ），而且此海溝的移 T 3 動造成上部地函 物質沿著移動地塊的側邊 產生每年約539 km 體積的流動 通量 ，這個流 動通量 主要是橫向的水平 流動並造成顯著的地函攪動 ，相較之下縱向的垂直流動每年 3 就只有近 193 km 而已。 必威体育精装版的研究以三度空間數值實驗 針對所有地塊寬度（300–7,000 km ）做探討：在較 寬的地塊 （6,000 km ），一開始當地塊隱沒的傾角逐漸增加時 ，板塊向海溝移動的速度 及海溝後退的速度都是慢的 ，伴隨地塊回捲 、海溝後退造成上部地函的物質沿著板塊 側邊回流 ，板塊移動和海溝後退的速度隨著時間和隱沒地塊長度增加而變快 ，直到隱 沒地塊的前端 接觸到地函不連續帶 ，此時，地塊中心部位在地函不連續帶上堆積，產 生了巨大的偃臥褶皺 （recumbent fold ，圖三圖三 ），海溝後退速度開始減慢 並轉變成階段式 圖三圖三 的前進和後退 （-1.5 v ⊥ 1.0 cm yr-1 ，負值代表前進），近地塊兩側邊緣，海溝明顯 T 的後退 （高達6.0 cm yr-1 ）並在地函過度帶上產生皺邊的幾何堆積 。寬度居中的地塊 （2,000–3,000 公里），海溝的後退速度適中 ，在地函過度帶產生褶皺和少量的皺邊。狹 小的地塊 （300–1,500 公里）出現最快速的海溝後退但最慢的板塊移動速度 。 數值模擬結果顯示地塊越寬 ，海溝後退速度越慢圖四（圖四a ），當地塊隱沒 400–500 圖四圖四 公里時，也就是在地塊前端 接觸地函過渡帶前會出現最快速度 。地塊寬度小於 1,500 公里，海溝以後退為主 （-0.4 v ⊥ 10.0 cm yr-1 ）；地塊寬度大於 2,000 公里，出現階 T 段性的海溝前進 。地塊寬度也造成沿著 海溝在不同位置產生不同的後退速度 ，當寬度 小於1,500 公里，在海溝中央出現最大速度 ，向邊緣速度漸減，因而產生彎曲的海溝， 凹向地函 楔的一邊圖四（圖四b ）；寬度在 2,000 到3,000 公里者沿著 海溝的速度相差不大 ， 圖四圖四 形成較為直線的海溝 圖四（圖四c ）；寬度大於 4,000 公里的地塊中間速度最小 ，接近海溝 圖四圖四 兩側邊緣速度最大 ，沿著上部地函停滯帶（stagnation zone ，此區域地函楔有最少的物 質交換 ）