形成具有热或冷初始通道的新俯冲带
这项研究由李中海教授(中国科学院大学)领导。目前的固体地球实际上是活跃的，新板块在洋中脊生成，一些旧板块通过俯冲带沉回内部。因此，俯冲是地球构造和地球动力学的关键过程。然而，新俯冲带的形成机制，即俯冲起始(SI)，仍存在广泛争议。与长期的成熟俯冲相比，它的启动更像是一个地质记录有限的“瞬时”过程。此外，这些记录还经历了后期俯冲的侵蚀和修改。因此，残留的地质记录很少，这成为更好地了解俯冲起始过程的主要障碍。”李说。
地质学家试图通过分析特征岩石记录来破译 SI 过程。研究最广泛的特征岩浆记录是伊豆-小博宁-马里亚纳 (IBM) 俯冲带的弧前岩石序列(弧前玄武岩 - 博尼岩 - 弧拉斑玄武岩)。此外，SSZ 型(俯冲带上方)蛇绿岩，例如 Troodos(塞浦路斯)和 Semail(阿曼)的蛇绿岩，具有与 IBM 弧前序列相当的岩石学和地球化学特征。因此，进一步提出SSZ-蛇绿岩可能在俯冲起始过程中产生。 SI 的另一种地质记录是变质底，通常与 SSZ 蛇绿岩一起就位。所有这些岩浆和变质记录都表明SI存在高温和低压条件。那么，“问题是自然界中所有俯冲起始的发生是否都需要这样一个浅层温度相当高的临界条件。”李说。
在当今的海洋中，存在多个具有差异地质记录的早期俯冲带，例如新西兰南部的皮塞古尔俯冲带。该SI过程缺乏典型的岩浆和变质记录。相反，地质记录包括构造变形和沉积演化的响应。同样，西太平洋也存在一系列年轻的大洋俯冲带，如苏禄海的内格罗俯冲带、西里伯斯海的北苏拉威西岛和哥打巴托俯冲带。这些初期俯冲通道中的热条件应该更冷，至少低于蛇绿岩和变质底生成所需的温度。
“因此，这表明浅部的极高温度条件，对于自然观察到的蛇绿岩和变质底的生成，仅代表俯冲起始的高温端元，但不能用作所有SI的诊断。”李说，他进一步提出了两种截然不同的俯冲起始机制，即热端元与冷端元，如图1所示。热SI机制更为“传统”，岩浆岩和变质岩的地质记录已被证实。被视为 SI 的典型反应，甚至被视为破译造山带古 SI 病例的诊断方法。相比之下，冷SI体系缺乏此类岩浆和变质记录，因此在观测研究中较少受到关注，但在许多俯冲带中确实存在。
“因此，SSZ-蛇绿岩和变质底只是热SI的典型记录，但不一定产生于冷SI体系。因此，我们不能用这种具体的岩石记录来判断SI的发生与否;相反，应该将多种地质反应结合起来，才能全面了解这个令人费解的问题。”李说。
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