哥斯达黎加汇聚边缘俯冲剥蚀的古地磁学制约-IODP344航次后研究

项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41476029
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    75.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0603.海洋地质学与地球物理学
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Subduction erosion at convergent margins removes material from the front and base of the overriding plate, causing the subsidence in the forearc area and the landward migration of trench. It is critical to quantify the mass loss by subduction erosion as it is closely related to crustal recycling and mass balance. Because the part of the convergent margin that is affected most by subduction erosion is typically under the sea, it is difficult to study the effect of subduction erosion by direct observations. Previous studies of subduction erosion often estimate the subduction-caused mass loss on the basis of biostratigraphy as an age control that is low in resolution and can lead to large errors in the estimates. Integrated Ocean Drilling Program Expedition 344 cored at the subducting Co-cos ridge and the forearc area that is directly affected by the subduction at the Costa Rican convergent margin. And the cores recorded the vertical motions at the convergent margin that were interpreted to result from the subduction erosion. Here we propose to conduct a detailed study of magnetostratigphy and rock magnetism that is based on down hole variation of rock magnetic parameters of the cores from three representative sites, namely, Site U1381 from the subducting plate, Site U1380 from the middle slope, and Site U1413 from the upper slope of the forearc area. Together with the constraint from biostratigraphy, the paleomagnetic work will aim to establish high-resolution timescales for these three sites. The high resolution timescales will provide an important basis for examining the impact of the subduction erosion by the Co-cos ridge on the Central American convergent margin, and contribute to better quantify the mass loss by subduction erosion at the convergent margin.
汇聚边缘的俯冲剥蚀作用将上覆板块的前缘和底部物质带回到地球内部,从而导致弧前区沉降和海沟陆向迁移。因此,定量估算俯冲剥蚀产生的物质亏损对于理解地壳物质再循环至关重要。然而,由于受俯冲剥蚀影响的汇聚边缘通常处于海面以下,不易直接取样观察,而研究程度较低;而且,现有的研究中,地层时代通常由生物地层控制而较粗略,并导致对俯冲剥蚀的估算误差较大。IODP 344航次在哥斯达黎加汇聚边缘实施了钻探,直接从位于俯冲板块之上的科科斯脊及受其俯冲剥蚀影响的弧前区钻取了岩芯;而且,所取岩芯清晰记录到了俯冲剥蚀引起的垂向运动。本项目拟对该航次的U1381、U1380和U1413等三个有代表性站位的岩芯开展详尽的磁性地层和岩石磁学综合研究;同时,结合生物地层,为这些站位的岩芯建立高分辨率的年代标尺, 从而为探讨科科斯脊俯冲剥蚀对中美洲汇聚边缘的影响, 以及为准确地估算俯冲剥蚀引起的物质亏损提供可靠的年代学基础。

结项摘要

汇聚边缘俯冲剥蚀作用将上覆板块的前缘和底部物质带回到地球内部,从而导致弧前区沉降和海沟陆向迁移。然而,定量估算俯冲剥蚀产生的物质亏损却非常困难,从而制约了准确理解地壳物质平衡与再循环过程。这是因为,受俯冲剥蚀影响的汇聚边缘通常处于海面以下,不易直接取样观察,而研究程度较低;而且由于俯冲剥蚀是对岩石记录的破坏与消减,使得对俯冲剥蚀过程的认知不足。本项目选取IODP 344航次在哥斯达黎加汇聚边缘直接从位于俯冲板块之上的科科斯脊及受其俯冲剥蚀影响的上覆板块弧前区钻取的三个有代表性站位(即U1381、U1380,U1413)的岩芯开展详细的磁性地层、岩石磁学以及与生物地层等相结合的综合研究。项目研究旨在为这些站位的岩芯建立高分辨率的年代标尺, 为探讨科科斯脊俯冲剥蚀对中美洲汇聚边缘的影响, 以及为准确地估算俯冲剥蚀引起的物质亏损提供可靠的年代学基础。研究发现:科科斯脊上U1381站位沉积间断的时限为1.52-9.61Ma,而且综合分析发现沉积间断呈区域性出现,很可能是由科科斯的初始俯冲引起的。因此,科科斯初始俯冲不晚于1.52Ma,并提出科科斯脊初始俯冲的两种沉积响应机制-科科斯脊本身发生了挠曲(buckling)和底流(bottom current) 侵蚀。在上覆板块斜坡中段U1380的~490-550米处识别出~1.94-1.83Ma的强变形层段,而且发现强变形发生得很快(~1.83-1.78Ma)。与斜坡上段和下段的沉积、构造等结果对比分析发现,弧前强变形层段具有区域性和准同时性(~2.0-1.83Ma)特征,提出发生于~1.80Ma的弧前强变形是科科斯俯冲过程中俯冲剥蚀与强烈的近水平剪切变形耦合作用的结果。由于俯冲剥蚀导致剥蚀型汇聚板块边缘沉降以及海沟的陆向迁移,这种耦合机制不只局限于中美洲汇聚边缘,很可能也存在于其它剥蚀型汇聚板块边缘。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A positive test for the Greater Tarim Block at the heart of Rodinia: Mega-dextral suturing of supercontinent assembly
罗迪尼亚中心大塔里木地块的阳性测试:超大陆组装的巨型右旋缝合
  • DOI:
    10.1130/g40254.1
  • 发表时间:
    2018-06
  • 期刊:
    Geology
  • 影响因子:
    5.8
  • 作者:
    Wen Bin;Evans David A. D.;Wang Chao;Li Yong-Xiang;Jing Xianqing
  • 通讯作者:
    Jing Xianqing
A high-resolution pollen record from East China reveals large climate variability near the Northgrippian-Meghalayan boundary (around 4200 years ago) exerted societal influence
来自中国东部的高分辨率花粉记录揭示了北格里普阶-梅加拉亚边界附近(约4200年前)的巨大气候变化产生了社会影响
  • DOI:
    10.1016/j.palaeo.2018.07.031
  • 发表时间:
    2018-12-26
  • 期刊:
    PALAEOGEOGRAPHY PALAEOCLIMATOLOGY PALAEOECOLOGY
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Li, Chun-Hai;Li, Yong-Xiang;Cui, Qiao-Yu
  • 通讯作者:
    Cui, Qiao-Yu
Paleomagnetism of a well-dated marine succession in South China: A possible Late Cambrian true polar wander (TPW)
华南地区古老的海洋序列的古地磁学:可能是晚寒武世真极漂移(TPW)
  • DOI:
    10.1016/j.pepi.2018.01.009
  • 发表时间:
    2018-04-01
  • 期刊:
    PHYSICS OF THE EARTH AND PLANETARY INTERIORS
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Jiao, Wen-Jun;Li, Yong-Xiang;Yang, Zhen-Yu
  • 通讯作者:
    Yang, Zhen-Yu
Paleomagnetic results of Cretaceous cherts from Zhongba, southern Tibet: New constraints on the India-Asia collision
藏南仲巴白垩纪燧石的古地磁结果:印度-亚洲碰撞的新制约
  • DOI:
    10.1016/j.jseaes.2019.01.012
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Asian Earth Sciences
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Shi-Xin Qin;Yong-Xiang Li;Xiang-Hui Li;Bo Xu;Hui Luo
  • 通讯作者:
    Hui Luo
Astronomical constraints on global carbon-cycleperturbation during Oceanic Anoxic Event 2 (OAE2)
海洋缺氧事件 2 (OAE2) 期间全球碳循环扰动的天文限制
  • DOI:
    10.1016/j.epsl.2017.01.007
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Earth and Planetary Science Letters
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Li Yong-Xiang;Montañez Isabel P.;Liu Zhonghui;Ma Lifeng
  • 通讯作者:
    Ma Lifeng
共 9 条
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    朱俐玫;李永祥
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    李永祥
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    王秀丽
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    陈国定;赵宁;陈广艳;李永祥
  • 通讯作者:
    李永祥
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    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    无机材料学报
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    --
  • 作者:
    杨群保;李永祥;殷庆瑞;王佩玲;程一兵
  • 通讯作者:
    程一兵
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    10.16108/j.issn1006-7493.2020066
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    高校地质学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李玮;贾东;张勇;李永祥;钟城;葛家成
  • 通讯作者:
    葛家成
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