从纵波低速带的分布分析,全球大多数俯冲带未能穿越地幔过渡带,只有非洲东部低波速带及西南太平洋汤加低波速带能穿越,到达 1000~1350 km 下地幔深度。汤加俯冲带形成的背景:晚中生代以来环太平洋大陆块均向太平洋包抄仰冲,包括欧亚大陆向东南方向迁移、澳大利亚陆块北东向漂移、南北美洲大陆向西漂移,这会导致太平洋上地幔被不断累积垒高并沿四周大陆根下的地幔区发生潜流逃逸,其中之一就是在澳洲东部汤加一带形成向西的俯冲作用,俯冲带到达地幔过渡带下界 660 km 深度。在澳洲-汤加一带及以东的太平洋下地幔约 1900 km 深度至幔核交界潜伏着另一块巨型的忒伊亚星遗留核,其具有相对低的剪切波速,由于星遗留核与四周地幔有密度差及温度差,产生剪切破坏及熔浆作用,熔浆分异让轻的熔浆上升到达地表的形成热点岛链,局部在 1900~1350 km 深度形成相对震波低速带,如上图。从图中看到这个深度的震波低速带位于大平洋中脊的西侧,从 1900 km至 1650 km 深度表现为垂直向上,但从 1350 km 深度至地幔过渡带即表现为向西仰倾,并表现出波速更低(熔体更发育),顶部最终与汤加俯冲带低波速带相连。问题:这种向西仰倾是怎么形成的?是否与太平洋中脊扩张,下地幔上部向西蠕动有关?它为什么会与汤加俯冲带低波速带相连?
关于“超级热地幔柱”假想,1994 年 Fukao
和 Maruyama 将非洲一带及太平洋下地幔的两块剪切波异常低速体看作是超级热地幔柱,并认为它俩是大陆裂解和海底扩张的基本动力源。国内学者也有这方面的跟进,并发展有能贯穿上下地幔的全地幔对流假说。目前看来这种假设难以成立:第一、经复位后发现,联合古陆刚裂解时并非位于非洲“超级热地幔柱”(剪切波异常低速体)的上方,反而恰好夹在两块剪切波异常低速体中间,“超级热地幔柱”的上升地幔流是无法将联合古陆撑破的,更不可能将非洲陆块从剪切波异常低速体的西南侧推挪到其东北侧;看不出东西走向的太平洋剪切波异常低速体与南北走向的太平洋扩张脊具有相关性。第二、就算如李江海等所做的图,非洲剪切波异常低速体位于联合古陆的下方,另一个问题即是,晚古生代各陆块又是如何在“超级热地幔柱”(剪切波异常低速体)的上方拼合成联合古陆的?第三、如果有下地幔“超级热地幔柱”上涌,必有超大规模的致密的未亏损地幔流上涌到地幔过渡带及上地幔,并导致地幔过渡带上下界面向上隆凸,但目前未发现有地球化学及地震波探测方面的迹象依据,而所见文章资料表明,地幔过渡带及上地幔属亏损地幔,地幔过渡带上下界面全球起伏一般不超过 40 km。(mrbosh.2026.7.3) |