深部俯冲板片三维构造重建及其几何学 运动学研究 9页

第５６卷第１１期地球物理学报Ｖｏｌ．５６，Ｎｏ．１１２０１３年１１月ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＧＥＯＰＨＹＳＩＣＳＮｏｖ．，２０１３鲁人齐，ＪｏｈｎＳｕｐｐｅ，何登发等．深部俯冲板片三维构造重建及其几何学、运动学研究———以汤加—克马德克地区俯冲板片为例．地球物理学报，２０１３，５６（１１）：３８３７３８４５，ｄｏｉ：１０．６０３８／ｃｊｇ２０１３１１２５．ＬｕＲＱ，ＳｕｐｐｅＪ，ＨｅＤＦ，ｅｔａｌ．Ｄｅｅｐｓｕｂｄｕｃｔｉｎｇｓｌａｂｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｉｔｓｇｅｏｍｅｔｒｙ，ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓ：ａｃａｓｅｓｔｕｄｙｆｏｒｔｈｅＴｏｎｇａＫｅｒｍａｄｅｃｓｌａｂｆｒｏｍｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ．犆犺犻狀犲狊犲犑．犌犲狅狆犺狔狊．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ），２０１３，５６（１１）：３８３７３８４５，ｄｏｉ：１０．６０３８／ｃｊｇ２０１３１１２５．深部俯冲板片三维构造重建及其几何学、运动学研究———以汤加—克马德克地区俯冲板片为例鲁人齐１，２，ＪｏｈｎＳｕｐｐｅ２，何登发３，ＪｏｎｎｙＷｕ２，２，刘波１，陈于高２ＲａｖｉＶＳＫａｎｄａ１北京大学地球与空间科学学院，北京１００８７１２台湾大学地质科学系，台北１０６１７３中国地质大学（北京）能源学院，北京１０００８３摘要西南太平洋板块与澳大利亚板块之间的汤加—克马德克俯冲带，是研究地球动力学最重要的区域之一．本文研究根据ＭＩＴＰ０８地震数据，结合板块构造边界、地震活动分布、海岸地形数据等，基于ＧＯＣＡＤ软件平台建立三维地震层析成像，对西南太平洋板块的汤加—克马德克俯冲板片进行三维解释．地震层析成像显示汤加—斐济地区地幔至少存在三个“高速”异常体．早期汤加—克马德克俯冲板片穿过地幔转换带，并进入下地幔，最大深度达１６００ｋｍ．三维构造模型揭示了汤加—克马德克板片在深度６００～８００ｋｍ处存在断折形变，该俯冲板片去褶皱恢复后，测量其俯冲的最大位移达２６００ｋｍ．汤加—克马德克板片开始快速俯冲的时间至少在３０Ｍａ之前，平均移动速率约为６８～１０４ｍｍ／ａ．俯冲板片三维构造重建和恢复，可以有效揭示俯冲板片几何学、运动学，为研究深源地震成因、地球深部变化过程和动力学机制提供约束．关键词地震层析成像，俯冲板片，三维构造模型，几何学、运动学，汤加—克马德克地区ｄｏｉ：１０．６０３８／ｃｊｇ２０１３１１２５中图分类号Ｐ３１５，Ｐ５４１收稿日期２０１２１２０６，２０１３０４２８收修定稿犇犲犲狆狊狌犫犱狌犮狋犻狀犵狊犾犪犫狉犲犮狅狀狊狋狉狌犮狋犻狅狀犪狀犱犻狋狊犵犲狅犿犲狋狉狔，犽犻狀犲犿犪狋犻犮狊：犪犮犪狊犲狊狋狌犱狔犳狅狉狋犺犲犜狅狀犵犪犓犲狉犿犪犱犲犮狊犾犪犫犳狉狅犿狋狅犿狅犵狉犪狆犺狔１，２，ＳＵＰＰＥＪｏｈｎ２，ＨＥＤｅｎｇＦａ３，ＷＵＪｏｎｎｙ２，ＬＵＲｅｎＱｉ２，ＬＩＵＢｏ１，ＣＨＥＮＹｕｅＧａｕ２ＲａｖｉＶＳＫａｎｄａ１犛犮犺狅狅犾狅犳犈犪狉狋犺犪狀犱犛狆犪犮犲犛犮犻犲狀犮犲，犘犲犽犻狀犵犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犅犲犻犼犻狀犵１００８７１，犆犺犻狀犪２犜犺犲犇犲狆犪狉狋犿犲狀狋狅犳犌犲狅狊犮犻犲狀犮犲狊，犖犪狋犻狅狀犪犾犜犪犻狑犪狀犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔．犜犪犻狆犲犻１０６１７，犆犺犻狀犪３犆狅犾犾犲犵犲狅犳犈狀犲狉犵狔犚犲狊狅狌狉犮犲狊，犆犺犻狀犪犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犌犲狅狊犮犻犲狀犮犲狊，犅犲犻犼犻狀犵１０００８３，犆犺犻狀犪犃犫狊狋狉犪犮狋ＴｈｅＴｏｎｇａＫｅｒｍａｄｅｃｓｕｂｄｃｔｉｏｎｚｏｎｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｏｕｔｈｗｅｓｔＰａｃｉｆｉｃＰｌａｔｅａｎｄｔｈｅＡｕｓｔｒａｌｉａｎＰｌａｔｅｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｋｅｙｒｅｇｉｏｎｓｔｏｔｈｅＧｅｏｄｙｎａｍｉｃｓｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍａｐｔｈｅ３Ｄｇｅｏｍｅｔｒｉｅｓｏｆｓｕｂｄｕｃｔｉｎｇｓｌａｂｓ，ｔｈｅＭＩＴＰ０８ｓｅｉｓｍｉｃｔｏｍｏｇｒａｐｈｙｄａｔａｓｅｔｈａｖｅｂｅｅｎａｄｄｔｏｔｈｅＧＯＣＡＤｓｏｆｔｗａｒｅｂｙｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇｗｉｔｈｔｅｃｔｏｎｉｃｂｏｕｎｄａｒｉｅｓ，ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓａｎｄｃｏａｓｔｌｉｎｅｓ．ＴｈｅｔｏｍｏｇｒａｐｈｙｓｈｏｗｓｔｈｅｒｅａｒｅｔｈｒｅｅａｎｏｍａｌｏｕｓｌｙｆａｓｔｒｅｇｉｏｎｓｉｎｔｈｅｍａｎｔｌｅｂｅｎｅａｔｈｔｈｅＴｏｎｇａＦｉｊｉａｒｅａ．ＴｈｅＴｏｎｇａｋｅｒｍａｄｅｃｓｌａｂｈａｖｅｓｕｂｄｕｃｔｅｄｉｎｔｏｔｈｅｍａｎｔｌｅｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｚｏｎｅａｎｄｐｅｎｅｔｒａｔｅｄ基金项目国家自然科学基金（４０７３９９０６，４１２０２１４２）、国家科技重大专项（２０１１ＺＸ０５００５００３００４）和博士后科学基金（２０１２Ｍ５２０１２０，２０１３Ｔ６００２７）联合资助．作者简介鲁人齐，男，１９８２生，北京大学博士后．主要从事构造解析与构造建模研究．Ｅｍａｉｌ：ｌｕｒｅｎｑｉ＠１６３．ｃｏｍ\n３８３８地球物理学报（ＣｈｉｎｅｓｅＪ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．）５６卷ｉｎｔｏｔｈｅｌｏｗｅｒｍａｎｔｌｅ．Ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｓｕｂｄｕｃｔｅｄｄｅｐｔｈｉｓａｂｏｕｔ１６００ｋｍ．３ＤｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｍｏｄｅｌｒｅｖｅａｌｓｔｈｅＴｏｎｇａｋｅｍａｄｅｃｓｌａｂｉｓｆａｕｌｔｉｎｇａｎｄｆｏｌｄｉｎｇａｔ６００～８００ｋｍｄｅｐｔｈ．Ａｆｔｅｒｔｈｅｓｕｂｄｕｃｔｉｎｇｓｌａｂｉｓｕｎｆｏｌｄｉｎｇａｎｄｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ，ｍｅａｓｕｒｉｎｇｉｔｓｍａｘｉｍｕｍｓｕｂｄｕｃｔｅｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｎｅａｒｌｙ２６００ｋｍ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅＴｏｎｇａｋｅｍａｄｅｃｓｌａｂｓｕｂｄｕｃｔｅｄｂｅｆｏｒｅ３０Ｍａａｔｌｅａｓｔｗｉｔｈｔｈｅａｖｅｒａｇｅｒａｔｅｓｏｆ６８～１０４ｍｍ／ａ．Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｒｅｃｏｖｅｒｙｏｆｔｈｅ３Ｄｓｌａｂｃａｎｒｅｖｅａｌｔｈｅｄｅｔａｉｌｅｄｇｅｏｍｅｔｒｙａｎｄｔｈｅｋｉｎｅｍａｔｉｃｓｏｆｓｕｂｄｕｃｔｉｎｇｓｌａｂ，ｗｈｉｃｈｉｓｐｒｏｖｉｄｉｎｇｔｈｅｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓｔｏｔｈｅｄｅｅｐｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ，ｔｈｅｄｅｅｐｅａｒｔｈｐｒｏｃｅｓｓｅｓａｎｄｄｙｎａｍｉｃｍｅｃｈａｎｉｓｍ．犓犲狔狑狅狉犱狊Ｓｅｉｓｍｉｃｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ，Ｓｕｂｄｕｃｔｉｎｇｓｌａｂ，３ＤＳｔｒｕｃｔｕｒａｌｍｏｄｅｌ，ＧｅｏｍｅｔｒｙａｎｄＫｉｎｅｍａｔｉｃｓ，ＴｏｎｇａＫｅｒｍａｄｅｃ（图１）．ＧＰＳ观测西南太平洋板块向汤加—克马德１引言克岛弧移动速率最高达２４０ｍｍ／ａ，且至少持续了［１］［１２１３］０．７８ｍ／ａ，是全球移动最快的板块之一．汤西南太平洋地区的汤加（Ｔｏｎｇａ）—克马德克加—克马德克岛弧同时相对南太平洋板块顺时针旋（Ｋｅｒｍａｄｅｃ）海沟一带，是研究全球活动板块构造与转，以新西兰为极点旋转了约９．３±０．３°／（ｍ／ａ）；澳大［１２］地球动力学的关键领域．先前的研究根据Ｐ波地利亚板块的瓦努阿图一带，在约１２Ｍａ前向新赫布里震层析成像以及深源地震活动等，初步揭示了汤底斯快速俯冲，测量移动速率约达１２０ｍｍ／ａ，并顺［３］［１４１６］加—克马德克俯冲板片的几何形态．随着研究的时针旋转了约６．０～７．５°／（ｍ／ａ）．深入，研究人员发现在澳大利亚北部、汤加—北斐济汤加—克马德克地区也是全球大地震和火山高［４］盆地下方深部，还存在其它的高速异常体．美国地发区域．历史地震活动频繁，自１９０２年以来共发生［１７］质调查局（ＵＳＧＳ）基于多个独立的数据集合，包括超过２０次大地震和特大地震，如１９１７年的历史记录以来的地震类别与地震层析成像、ＣＭＴ犕ｗ８．１地震、２００６年的犕ｗ７．９和２００９年的犕ｗ８．０解析、全球板块边界、深海测量以及沉积物厚度等信［１８１９］均发生在汤加地区．其中很多大规模的地震发息的非线性拟合，计算出汤加—克马德克俯冲板片生在汤加—斐济深部约４１０～６６０ｋｍ的地幔转换［５］［２０２２］的三维模型，该俯冲板片模型最大深度近７００ｋｍ，带．［６］主要分布在中、上地幔．然而，对澳大利亚—汤加地区中、下地幔的高速异常体的研究，因深部地幔地３数据和方法球物理和化学性质的各向异性和板块构造的复杂［７９］性，深部俯冲板片的三维构造建模及其几何学、本文研究中使用麻省理工大学新处理和计算的运动学，长期是研究深部构造中的一项难题．［１０］Ｐ波地震层析成像ＭＩＴＰ０８数据，美国地质调随着全球和区域地震台网的地震数据数量的不查局记录贝尼奥夫带（Ｂｅｎｉｏｆｆｚｏｎｅ）自１９７３—２０１１断增加，以及处理质量的大幅度提高，全球地震层析年来犕的地震信息、海岸地形数据（图２），ｗ≥４．０成像在更多细节上可以对地幔构造进行有效约以及现今活动板块构造边界和俯冲带．利用［１０］束．本文研究侧重于利用新处理地震层析成像，ＧＯＣＡＤ软件平台，对地震数据进行ＵＴＭ坐标和采用复杂构造解析与建模的方法，对俯冲板片空间地理坐标系统的转换，将地震台网所采集的三维构造进行精细刻画．并此基础上分析俯冲板片ＭＩＴＰ０８数据投影到直角坐标系统（Ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ几何学、运动学特征，为深入研究和探讨深源地震成ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｙｓｔｅｍ）并加载，得到澳大利亚—西南太因机制、板片俯冲动力学等提供必要的约束．平洋地区的三维地震层析成像（图３）．俯冲板片通常在地震层析成像中显示的Ｐ波［１２］２地质构造背景为相对“高速”的地震异常，在ＧＯＣＡＤ的软件中可以提取出地震层析成像的Ｐ振幅属性ｄｖｐ，并进汤加—克马德克海沟（ＴＫＴ）位于萨摩亚岛与新西行数据计算和处理，提高分辨率（图３）．对地震层析兰之间，是西南太平洋板块向澳大利亚板块的汇聚俯成像沿经度、纬度、深度的三维空间中，每间距约［１１］冲带，并形成全球第二深度的汤加—克马德克海沟５０ｋｍ进行高密度的剖面解释．通过对地震异常在\n１１期鲁人齐等：深部俯冲板片三维构造重建及其几何学、运动学研究———以汤加—克马德克地区俯冲板片为例３８３９图１澳大利亚—西南太平洋板块大地构造图，据文献［１５］修改带三角曲线代表活动俯冲带；黑色实线ＡＤ代表层析成像典型剖面；虚线框内的①、②、③代表Ｐ波异常区域；ＴＫＴ：汤加—克马德克海沟．Ｆｉｇ１ＴｅｃｔｏｎｉｃｍａｐｏｆｔｈｅＡｕｓｔｒａｌｉａＳＷＰａｃｉｆｉｃｐｌａｔｅ（ＭｏｄｉｆｉｅｄｆｒｏｍＨａｌｌＲ．，２００２）Ｌｉｎｅｓｗｉｔｈｔｒｉａｎｇｌｅｓａｒｅａｃｔｉｖｅｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎｚｏｎｅｓ，ＴｈｅＡｔｏＤｂｏｌｄｌｉｎｅｓａｒｅｔｈｅｓｌｉｃｅｓｅｃｔｉｏｎｓｏｆｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ；ＴｈｅｄａｓｈｅｄｌｉｎｅｓｓｈｏｗｔｈｅＰｗａｖｅａｎｏｍａｌｙａｒｅａｓ；ＴＫＴ：ＴｏｎｇａＫｅｒｍａｄｅｃＴｒｅｎｃｈ．图２研究区地震分布与海岸地形图Ｆｉｇ２Ｔｈｅｃｏａｓｔｌｉｎｅｓａｎｄｔｈｅｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓｉｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈａｒｅａ三维空间的精细描绘，将各个剖面上的解释结果造皱恢复（Ｕｎｆｏｌｄｉｎｇ）．但是，得到的三维模型和去褶面（Ｍａｋｅｓｕｒｆａｃｅ）处理，以及结合地震震源深度、活皱模型，与真实的俯冲板片形态还有一定的差异，主动板块边界等约束，就可以揭示出俯冲板片的空间要原因是地震层析成像解释是建立在直角坐标系三维几何形态．统．随着地球半径深度的增加，俯冲板片在直角坐标板块三维构造重建与恢复，还需要将解释合理系统被扩张，因此必须进行缩短量（Ｓｈｒｉｎｋｉｎｇ）的计的板片模型输入ＧＯＣＡＤ软件中计算并进行去褶算和恢复（Ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ）．此外，地球密度、粘度等介\n３８４０地球物理学报（ＣｈｉｎｅｓｅＪ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．）５６卷质参数对俯冲板片的几何形态也有一定的影汤加—克马德克板片的一部分．首先，汤加—克马德［２３２４］响，但在深度２０００ｋｍ以上影响较小．最后将克浅部和深部的两组板片，倾向和倾角都很接近（图得到的板片模型输入Ｇｐｌａｔｅｓ软件中，结合邻区板４Ａ，Ｂ）；其次，汤加—克马德克浅部板片和深部板片块边界和构造演化进行对比分析，可以恢复板片俯整体上具有连续性，只是在地幔转换带“Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ冲之前的古地理位置．Ｚｏｎｅ”发生变形挠曲或断裂，呈现出Ｐ波低速特征（图４Ｃ、Ｄ）；此外在三维地震层析成像浅部５２５ｋｍ和深度约１０８０ｋｍ的地方，汤加—克马德克俯冲板４三维构造解释片都异常明显（图４Ｅ、Ｆ）．汤加—克马德克板片通常在上地幔深度约６６０ｋｍ之上，显示出明显的“高速”异常特征（图１，图４Ａ），西南太平洋板块沿汤加—克马德克海沟，以约４５°倾角相下俯冲．同时地震层析成像也清楚地显示在沿汤加—克马德克海沟的下地幔，还存在其它的“高速”异常体（图１，图４Ｂ），深部异常体可［３］到达的深度约１６００ｋｍ．汤加—克马德克浅部俯冲板片到达６００～７００ｋｍ［５，１２］已经得到共识．对于该区深部板片的来源，有两图３研究区三维地震层析成像与属性特征种可能．一种是早期其它板块俯冲到下地幔，形成滞Ｆｉｇ．３Ｔｈｅｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎｉｍａｇｅｏｆｓｅｉｓｍｉｃ留“ｓｔａｇｎａｎｔ”板片；另一种则可能该深部板片属于ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙｓｈｏｗｔｈｅＰｗａｖｅａｍｐｌｉｔｕｄｅｓ图４汤加—克马德克地区地震层析成像解释ＡＤ为不同位置的剖面显示，参见（图１）；Ｅ和Ｆ为垂直深度切片；①：为汤加—克马德克俯冲板片；②：新赫布里底斯俯冲板片；③：萨摩亚俯冲板片；ＵＭ：上地幔；ＬＭ：下地幔．Ｆｉｇ．４ＳｉｘｓｅｃｔｉｏｎｓｓｈｏｗｔｈｅｓｌａｂｓｂｅｎｅａｔｈｔｈｅＡｕｓｔｒａｌｉａｎｐｌａｔｅＳＷＰａｃｉｆｉｃｐｌａｔｅＡｔｏＤａｒｅｔｈｅｓｌｉｃｅｓｅｃｔｉｏｎｓｏｆｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ（Ｆｉｇ．１）．ＥａｎｄＦａｒｅｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌｄｅｐｔｈｓｌｉｃｅｓ．①：ＴｏｎｇａＫｅｒｍａｄｅｃｓｌａｂ；②：ＮｅｗＨｅｂｒｉｄｅｓｓｌａｂ；③：Ｓａｍｏａｓｌａｂ；ＵＭ：ＵｐｐｅｒＭａｎｔｌｅ；ＬＭ：ＬｏｗｅｒＭａｎｔｌｅ．\n１１期鲁人齐等：深部俯冲板片三维构造重建及其几何学、运动学研究———以汤加—克马德克地区俯冲板片为例３８４１汤加与瓦鲁阿图一带的构造比较复杂（图１），马德克俯冲板片去褶皱后，可以得到板片俯冲前的由于多个俯冲板片的碰撞和汇聚，导致地震层析成几何形态（图６）．研究发现，在北部斐济盆地下方的像具有多解性．我们通过层析成像的三维空间控制，“空洞”（图５）基本上被断坪板片所填补，表明汤加认为该地区至少存在的三个俯冲板片（图１，图４Ｃ）．板片产“空洞”可能本身被撕裂造成．研究认为，汤第一个是汤加—克马德克俯冲板片．该俯冲板加—克马德克俯冲板片在沿俯冲方向，可以划分为片沿着汤加—克马德克海沟分布，从南部新西兰，到Ⅰ、Ⅱ两个带（图６）．上地幔转换带为两个带的分北部的斐济盆地之下，都可以发现该俯冲板片（图界，这可能代表两期快速移动和俯冲的结果．１，图４Ｄ）．整体倾向向西，倾角在４０°～５０°之间，俯由于解释地震层析成像采用的直角坐标系统，冲深度最大约１６００ｋｍ；这个深度可能存在一个极加上地球密度变化和地球非标准圆形，因此去褶皱［２５］不规则的物理化学界面，很多板片停滞于此．在约后的俯冲板片要比实际的面积大．本项研究中，假定４１０～６６０ｋｍ的地幔转换带，汤加—克马德克板片褶地球为圆形，暂不考虑地球介质等影响因素，对去褶［１２］皱变形（图４Ｃ），形成一个断坪“ｆｌａｔｌｙｉｎｇ”．皱后的汤加—克马德克板片在三维空间中进行缩短第二个为新赫布里底斯俯冲板片，研究认为这量的函数计算．俯冲板片在地球表面缩短率为０，缩是一个沿着新赫布里底斯俯冲带，以高角度向下俯短量随着地球半径增加而增大，在１６００ｋｍ深度的冲的一个板片（图４Ｃ）．在深度５２５ｋｍ的地方，仍可缩短率约为２５％．通过编程计算，最终可以得到俯以清楚地识别出该俯冲板片，层析成像显示最深达冲板片接近真实的面积与几何形态（图７）．７００ｋｍ（图４Ｅ）其中，在３００～４１０ｋｍ之间区域可整体上看，汤加—克马德克板片面积约６．１８×能存在一个相变带，形成空白的反射区；该板片可能６２１０ｋｍ．在汤加北部面积较大（图７），宽度约２６００ｋｍ；俯冲到下地幔，与汤加—克马德克板片交汇碰撞．中部出现一个凹形，测量宽度约１７００ｋｍ；往南在新第三个为萨摩亚板片，位于萨摩亚—汤加地区西兰群岛下方终止．俯冲板片面积和宽度，都比之前［５］下部，“高速”异常非常明显，板片体积比较大；整个研究认识的要大很多．板片几乎处于下地幔（图４Ｃ）．地震层析成像揭示该南太平洋板块向澳大利亚板块移动，并以较高板片的几何形态在空间上变化很大、构造比较复杂，的速率快速俯冲，其开始俯冲的时间要早于１５Ｍａ，且与汤加—克马德克板片基本上是分离的（图４Ｆ），至少在３０Ｍａ以前，并在最近１０Ｍａ产生枢纽折返［１２］因此萨摩亚板片应该是早期俯冲到在下地幔的滞留“Ｒｏｌｌｂａｃｋ”．根据古地磁等资料研究南太平洋板板片．块和所罗门群岛等汇聚的时间和位置，在Ｇｐｌａｌｔｅｓ软件中可以分析汤加—克马德克开始移动、碰撞并５几何学、运动学分析俯冲的时间（图８）．研究结果表明，汤加—克马德克至少在３０Ｍａ开始快速俯冲，其平均移动速率约为在三维空间中，通过对Ｐ波速度异常的识别和８６～１０４ｍｍ／ａ．解释，并充分考虑地震分布以及板块边界的制约（图２），将解释结果在ＧＯＣＡＤ中进行造面（Ｍａｋｅｓｕｒｆａｃｅ），６讨论得到汤加—克马德克俯冲板片的三维构造模型（图５）．三维构造显示了汤加—克马德克俯冲板片的空６．１汤加—克马德克俯冲板片三维构造以及去褶间几何学特征，同时也揭示了俯冲板片的复杂性．主皱恢复结果，与之前认识的板片俯冲深度和面积是［２６］要体现在两个方面：一是汤加—克马德克俯冲板片有很大不同．前人研究认为，比较单薄的板片不［２７２８］并非一个完整的块体，该板片中部在深度约６００～能俯冲到下地幔．然而，新的地震层析成像发现８００ｋｍ处不连续的间断面（图４Ｂ，图５），在北部斐汤加—斐济地区下地幔存在多个高速异常体，认为［４］济盆地下方深度６００～１２００ｋｍ处形成“空洞”（图是早期俯冲残留的板片．无论根据地震层析成［３］４Ｃ，图５）．二是俯冲板片在平面上是一个不规则的像，还是地球物理模拟计算都支持汤加地区板片［２９３１］几何体，板面具有非均一性．可以俯冲到下地幔．三维地震层析成像显示，汤恢复俯冲板片初始的几何形态，需要对俯冲板加—克马德克前部与深部俯冲板片，在产状、连续片去褶皱（Ｕｎｆｏｌｄｉｎｇ）计算，ＧＯＣＡＤ软件中的性、空间分布上具有良好的匹配关系，汤加—克马德Ｋｉｎｅ２Ｄ／３Ｄ模块可以实现三维空间恢复．汤加—克克板片可能经历过两期快速俯冲（图５）．沿汤加—\n３８４２地球物理学报（ＣｈｉｎｅｓｅＪ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．）５６卷图５汤加—克马德克俯冲板片三维构造特征图中小圆点表示地震分布，颜色表示深度；黑色线条为板片深度等值线，单位：ｋｍ．Ｆｉｇ．５３ＤｖｉｓｕａｌｉｓａｔｉｏｎｓｈｏｗｉｎｇｔｈｅＴｏｎｇａＫｅｒｍａｄｅｃｓｕｂｄｕｃｔｉｎｇｓｌａｂＴｈｅｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄａｂｏｖｅｔｈｅｌｏｗｅｒｍａｎｔｌｅａｎｄｓｈｏｗｉｎｄｏｔｓａｎｄｔｈｅｃｏｌｏｒｒｅｐｒｅｓｅｎｔｄｅｐｔｈ．Ｔｈｅｂｌａｃｋｌｉｎｅｓａｒｅｔｈｅｃｏｎｔｏｕｒｏｆｄｅｐｔｈ．Ｕｎｉｔｓ：ｋｍ．图６汤加—克马德克俯冲板片去褶皱恢复Ⅰ区为浅部的俯冲板片；Ⅱ为深部俯冲板片．Ｆｉｇ．６ＵｎｆｏｌｄｅｄｓｌａｂｇｅｏｍｅｔｒｉｅｓｏｆｔｈｅＴｏｎｇａＫｅｒｍａｄｅｃｓｕｂｄｕｃｔｉｎｇｓｌａｂⅠａｒｅａｉｓｔｈｅｓｈａｌｌｏｗＴｏｎｇａＫｅｒｍａｄｅｃｓｕｂｄｕｃｔｅｄｓｌａｂ；ⅡａｒｅａｉｓｔｈｅｄｅｅｐＴｏｎｇａＫｅｒｍａｄｅｃｓｕｂｄｕｃｔｅｄｓｌａｂ．［３６］克马德克分布的劳盆地约在５Ｍａ以来扩张，并以纽带．这些地幔转换带的地震通常被认为是俯冲［２２，２８，３７］１２８ｍｍ／ａ的速率沿着汤加—克马德克海沟向南迁板片内的变形作用、脱水反应或相变等引起的．［３２３３］移，可能与汤加—克马德克板片在地幔转换带有学者研究认为汤加—斐济地区深源地震是瓦努阿之下，深度６００～８００ｋｍ处产生变形过程有关（图图板片拆离与汤加板片碰撞或相变有关，但并没有［５］１，图５）．阐明其拆离的动力学机制．三维地震层析成像解６．２汤加—斐济地区浅源地震通常认为是接近临释认为，汤加地区地幔转换带的断坪板片，属于汤［３４］界状态地区由瞬变效应触发的，但对该地区地震加—克马德克板片的一部分（图４，图５）．前人研究［１３，１８１９］的成因机制仍存在很大争议．此外，汤加地区认为，在地幔中存在区域性层状对流以及多层对流［２３］还有很多大规模的深源地震，发生在深度５００～６６０ｋｍ环，板片“空洞”形成的原因，可能与地幔对流造［３５］［３８］的地幔转换带，地幔转换带是联系上、下地幔的成的撕裂有关．俯冲板片在地幔转换带折返形成\n１１期鲁人齐等：深部俯冲板片三维构造重建及其几何学、运动学研究———以汤加—克马德克地区俯冲板片为例３８４３图７汤加—克马德克俯冲板片在Ｇｐｌａｔｅｓ中几何学恢复黄色线框为去褶皱后的板片边界；红色线框为计算缩短量后的板片边界．Ｆｉｇ．７ＵｎｆｏｌｄｅｄＴｏｎｇａＫｅｒｍａｄｅｃｓｕｂｄｕｃｔｉｎｇｓｌａｂａｎｄｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｉｎＧｐｌａｔｅｓＴｈｅｙｅｌｌｏｗｂｏｕｎｄａｒｙｉｓｔｈｅｕｎｆｏｌｄｅｄｓｌａｂ；Ｔｈｅｒｅｄｂｏｕｎｄａｒｙｉｓｔｈｅｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｓｌａｂ．［４１４７］地幔对流以及各项异性等影响，都是俯冲板片三维构造建模与恢复中遇到的难题．因此深部俯冲板的三维构造建模，需要综合古地磁、ＧＰＳ观测、地震余震定位、活动板块边界等信息作为约束．同时，对俯冲板片三维构造的精细刻画及其几何学、运动学分析，是研究俯冲板片一项非常重要的内容，为深入研究和探讨板块动力学机制提供依据．７结论三维地震层析成像显示汤加—斐济地幔至少存在三个“高速”异常体．其中汤加—克马德克俯冲板片已进入地幔转换带，并俯冲到下地幔，最大深度达１６００ｋｍ．三维构造显示汤加—克马德克俯冲板片在深度６００～８００ｋｍ处存在明显的断裂形变，板片图８汤加—克马德克俯冲板片在Ｇｐｌａｔｅｓ中运动学分析具有非均质性．俯冲板片去褶皱恢复后，计算其俯冲Ｆｉｇ．８ＴｈｅｋｉｎｅｍａｔｉｃｓｏｆｔｈｅＴｏｎｇａＫｅｒｍａｄｅｃ的最大位移约２６００ｋｍ．汤加—克马德克板片开始ｓｕｂｄｕｃｔｉｎｇｓｌａｂｉｎＧｐｌａｔｅｓ快速俯冲的时间至少在３０Ｍａ之前，平均移动速率约为６８～１０４ｍｍ／ａ．断坪，板片变形并在枢纽一带可以引发大规模深源致谢本项目研究得到国家科技重大专项地震．（２０１１ＺＸ０５００５００３００４）、国家自然科学基金（４０７３９９０６，６．３地震数据的数量和处理质量的不断提高，为更４１２０２１４２）和博士后科学基金（２０１２Ｍ５２０１２０，２０１３Ｔ６００２７）精细、全面的研究俯冲板片的三维构造奠定了基础．联合资助，审稿人提供了宝贵建议和修改意见，在此相对而言，新近纪以来的洋壳俯冲板片比较“年轻”，一并表示衷心的感谢！地震层析成像识别要容易些．对早期俯冲的板片，地球物理模拟实验表明，板块俯冲到地幔转换带或下参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）地幔，可能产生多次褶皱叠加变形，汤加—克马德克［１］ＺｅｌｌｍｅｒＫＥ，ＴａｙｌｏｒＢ．Ａｔｈｒｅｅｐｌａｔｅｋｉｎｅｍａｔｉｃｍｏｄｅｌｆｏｒ俯冲板片位移也可能远大于２６００ｋｍ，其俯冲时间ＬａｕＢａｓｉｎｏｐｅｎｉｎｇ．犌犲狅犮犺犲犿．犌犲狅狆犺狔狊．犌犲狅狊狔狊狋．，２００１，２［３９４１］可能更早．加上地球介质变化、板块运动速率、（５），ｄｏｉ：１０．１０２９／２０００ＧＣ０００１０６．\n３８４４地球物理学报（ＣｈｉｎｅｓｅＪ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．）５６卷［２］ＳｍｉｔｈＩＥＭ，ＲｉｃｈａｒｄＣＰ．Ｔｈｅｔｏｎｇａｋｅｒｍａｄｅｃａｒｃａｎｄ８５７８６０．ｈａｖｒｅＬａｕｂａｃｋａｒｃｓｙｓｔｅｍ：ｔｈｅｉｒｒｏｌｅｉｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆ［１７］张勇，许力生，陈运泰．２００９年３月１９日汤加地震破裂过程ｔｅｃｔｏｎｉｃａｎｄｍａｇｍａｔｉｃｍｏｄｅｌｓｆｏｒｔｈｅｗｅｓｔｅｒｎＰａｃｉｆｉｃ．快速反演．地震学报，２００９，３１（２）：２２６２２９．犑狅狌狉狀犪犾狅犳犞狅犾犮犪狀狅犾狅犵狔犪狀犱犌犲狅狋犺犲狉犿犪犾犚犲狊犲犪狉犮犺，２００６，ＺｈａｎｇＹ，ＸｕＬＳ，ＣｈｅｎＹＴ．Ｑｕｉｃｋｉｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｔｈｅｒｕｐｔｕｒｅ１５６（３４）：３１５３３１．ｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅ２００９Ｍａｒｃｈ１９Ｔｏｎｇａｅａｒｔｈｑｕａｋｅ．犃犮狋犪［３］ｖａｎｄｅｒＨｉｌｓｔＲＤ．Ｃｏｍｐｌｅｘｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｓｕｂｄｕｃｔｅｄ犛犲犻狊犿狅犾狅犵犻犮犪犛犻狀犻犮犪（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ），２００９，３１（２）：２２６２２９．ｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｅｉｎｔｈｅｍａｎｔｌｅｂｅｎｅａｔｈｔｈｅＴｏｎｇａｔｒｅｎｃｈ．犖犪狋狌狉犲，［１８］ＢｅａｖａｎＪ，ＷａｎｇＸ，ＨｏｌｄｅｎＣ，ｅｔａｌ．Ｎｅａｒｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ１９９５，３７４（６５１８）：１５４１５７．ｇｒｅａｔｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓａｔＴｏｎｇａｎｍｅｇａｔｈｒｕｓｔａｎｄｏｕｔｅｒｒｉｓｅｉｎ［４］ＨａｌｌＲ，ＳｐａｋｍａｎＷ．ＳｕｂｄｕｃｔｅｄｓｌａｂｓｂｅｎｅａｔｈｔｈｅｅａｓｔｅｒｎＳｅｐｔｅｍｂｅｒ２００９．犖犪狋狌狉犲，２０１０，４６６（７３０９）：９５９９６３．ＩｎｄｏｎｅｓｉａＴｏｎｇａｒｅｇｉｏｎ：Ｉｎｓｉｇｈｔｓｆｒｏｍｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ．犈犪狉狋犺［１９］ＬａｙＴ，ＡｍｍｏｎＣＪ，ＫａｎａｍｏｒｉＨ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅ２００９Ｓａｍｏａ犪狀犱犘犾犪狀犲狋犪狉狔犛犮犻犲狀犮犲犔犲狋狋犲狉狊，２００２，２０１（２）：３２１３３６．Ｔｏｎｇａｇｒｅａｔｅａｒｔｈｑｕａｋｅｔｒｉｇｇｅｒｅｄｄｏｕｂｌｅｔ．犖犪狋狌狉犲，２０１０，［５］Ｈｔｔｐ：／／ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ．ｕｓｇｓ．ｇｏｖ／ｒｅｓｅａｒｃｈ／ｄａｔａ／ｓｌａｂ／．４６６（７３０９）：９６４９６８．［６］ＲｉｃｈａｒｄｓＳ，ＨｏｌｍＲ，ＢａｒｂｅｒＧ．Ｗｈｅｎｓｌａｂｓｃｏｌｌｉｄｅ：Ａ［２０］ＤｚｉｅｗｏｎｓｋｉＡＭ，ＡｎｄｅｒｓｏｎＤＬ．ＰｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｒｅｆｅｒｅｎｃｅＥａｒｔｈｔｅｃｔｏｎｉｃａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｄｅｅｐｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓｉｎｔｈｅＴｏｎｇａｍｏｄｅｌ．犘犺狔狊犻犮狊狅犳狋犺犲犈犪狉狋犺犪狀犱犘犾犪狀犲狋犪狉狔犐狀狋犲狉犻狅狉狊，１９８１，Ｖａｎｕａｔｕｒｅｇｉｏｎ．犌犲狅犾狅犵狔，２０１１，３９（８）：７８７７９０．５（４）：２９７３５６．［７］ｖａｎｄｅｒＨｉｌｓｔＲＤ，ＫａｒａｓｏｎＨ．Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｌｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙ［２１］ＦｌａｎａｇａｎＭＰ，ＳｈｅａｒｅｒＰＭ．Ｇｌｏｂａｌｍａｐｐｉｎｇｏｆｔｏｐｏｇｒａｐｈｙｉｎｔｈｅｂｏｔｔｏｍ１０００ＫｉｌｏｍｅｔｅｒｓｏｆＥａｒｔｈｃｓｍａｎｔｌｅ：ｔｏｗａｒｄａｏｎｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｚｏｎｅｖｅｌｏｃｉｔｙｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｉｔｉｅｓｂｙｓｔａｃｋｉｎｇＳＳｈｙｂｒｉｄｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌ．犛犮犻犲狀犮犲，１９９９，２８３（５４０９）：１８８５ｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓ．犑狅狌狉狀犪犾狅犳犌犲狅狆犺狔狊犻犮犪犾犚犲狊犲犪狉犮犺，１９９８，１０３１８８８．（Ｂ２）：２６７３２６９２．［８］傅容珊，黄建华，董树谦等．利用地震层析成像数据计算地［２２］ＯｋａｌＥＡ，ＫｉｒｂｙＳＨ．ＤｅｅｐｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓｂｅｎｅａｔｈｔｈｅＦｉｊｉ幔对流新模型的探讨．地球物理学报，２００３，４６（６）：７７３Ｂａｓｉｎ，ＳＷＰａｃｉｆｉｃ：Ｅａｒｔｈ′ｓｍｏｓｔｉｎｔｅｎｓｅｄｅｅｐｓｅｉｓｍｉｃｉｔｙｉｎ７７８．ｓｔａｇｎａｎｔｓｌａｂｓ．犘犺狔狊犻犮狊狅犳狋犺犲犈犪狉狋犺犪狀犱犘犾犪狀犲狋犪狉狔犐狀狋犲狉犻狅狉狊，ＦｕＲＳ，ＨｕａｎｇＪＨ，ＤｏｎｇＳＱ，ｅｔａｌ．Ａｎｅｗｍａｎｔｌｅ１９９８，１０９（１２）：２５６３．ｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄｂｙｓｅｉｓｍｉｃｔｏｍｏｇｒａｐｈｙｄａｔａ．［２３］傅蓉珊，王毅，黄建华等．黏滞分层地幔中密度异常驱动对犆犺犻狀犲狊犲犑．犌犲狅狆犺狔狊．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ），２００３，４６（６）：７７３７７８．流模型的研究．地球物理学报，２００５，４８（４）：８２４８３３．［９］ＦｏｌｅｙＢＪ，ＬｏｎｇＭＤ．ＵｐｐｅｒａｎｄｍｉｄｍａｎｔｌｅａｎｉｓｏｔｒｏｐｙＦｕＲＳ，ＷａｎｇＹ，ＨｕａｎｇＪＨ，ｅｔａｌ．ＥｆｆｅｃｔｏｆｒｈｅｏｌｏｇｙｂｅｎｅａｔｈｔｈｅＴｏｎｇａｓｌａｂ．犌犲狅狆犺狔狊．犚犲狊．犔犲狋狋．，２０１１，３８（２），ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｎｆｌｏｗｐａｔｔｅｒｎｓｄｒｉｖｅｎｂｙｄｅｎｓｉｔｙａｎｏｍａｌｙｉｎｔｈｅＬ０２３０３，ｄｏｉ：１０．１０２９／２０１０ＧＬ０４６０２１．ｍａｎｔｌｅ．犆犺犻狀犲狊犲犑．犌犲狅狆犺狔狊．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ），２００５，４８（４）：［１０］ＬｉＣ，ｖａｎｄｅｒＨｉｌｓｔＲＤ，ＥｎｇｄａｈｌＥＲ，ｅｔａｌ．Ａｎｅｗｇｌｏｂａｌ８２４８３３．ｍｏｄｅｌｆｏｒＰｗａｖｅｓｐｅｅｄｖａｒｉａｔｉｏｎｓｉｎＥａｒｔｈ′ｓｍａｎｔｌｅ，［２４］朱桂芝，石耀霖，张怀．板片深部俯冲动力学研究的新进展．Ｇｅｏｃｈｅｍ．犌犲狅狆犺狔狊．犌犲狅狊狔狊狋．，２００８，９（５），Ｑ０５０１８，ｄｏｉ：地球物理学进展，２００８，２３（２）：３３３３４２．１０．１０２９／２００７ＧＣ００１８０６．ＺｈｕＧＺ，ＳｈｉＹＬ，ＺｈａｎｇＨ．Ｎｅｗｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｇｅｏｄｙｎａｍｉｃｓ［１１］ＢｉｒｄＰ．Ａｎｕｐｄａｔｅｄｄｉｇｉｔａｌｍｏｄｅｌｏｆｐｌａｔｅｂｏｕｎｄａｒｉｅｓ．ｏｆｓｌａｂｄｅｅｐｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎ．犘狉狅犵狉犲狊狊犻狀犌犲狅狆犺狔狊犻犮狊（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ），犌犲狅犮犺犲犿．犌犲狅狆犺狔狊．犌犲狅狊狔狊狋．，２００３，４（３）：１０２７，ｄｏｉ：１０．２００８，２３（２）：３３３３４２．１０２９／２００１ＧＣ０００２５２．［２５］ＫｅｌｌｏｇｅＢＬ，ＨａｇｅｒＨＨ，ｖａｎｄｅｒＨｉｌｓｔＲＤ．Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｌ［１２］ＢｅｖｉｓＭ，ＴａｙｌｏｒＦＷ，ＳｃｈｕｔｚＢＥ，ｅｔａｌ．Ｇｅｏｄｅｔｉｃｓｔｒａｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｄｅｅｐｍａｎｔｌｅ．犛犮犻犲狀犮犲，１９９９，２８３（５４０９）：ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓｏｆｖｅｒｙｒａｐｉｄｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅａｎｄｂａｃｋａｒｃｅｘｔｅｎｓｉｏｎ１８８１１８８４．ａｔｔｈｅＴｏｎｇａａｒｃ．犖犪狋狌狉犲，１９９５，３７４（６５１９）：２４９２５１．［２６］ＲｉｃｈａｒｄｓＳ，ＬｉｓｔｅｒＧ，ＫｅｎｎｅｔｔＢ．Ａｓｌａｂｉｎｄｅｐｔｈ：ｔｈｒｅｅ［１３］ＳａｔａｋｅＫ．Ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ：ＤｏｕｂｌｅｔｒｏｕｂｌｅａｔＴｏｎｇａ．犖犪狋狌狉犲，ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｇｅｏｍｅｔｒｙａｎｄｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅＩｎｄｏＡｕｓｔｒａｌｉａｎ２０１０，４６６（７３０９）：９３１９３２．ｐｌａｔｅ．Ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，Ｇｅｏｓｙｓｔｅｍｓ，２００７，８［１４］ＳａｇｅｒＷＷ，ＭａｃＬｅｏｄＣＪ，ＡｂｒａｈａｍｓｅｎＮ．Ｐａｌｅｏｍａｇｎｅｔｉｃ（１２）：Ｑ１２００３，ｄｏｉ：１０．１０２９／２００７ＧＣ００１６５７．ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓｏｎＴｏｎｇａａｒｃｔｅｃｔｏｎｉｃｒｏｔａｔｉｏｎｆｒｏｍｓｅｄｉｍｅｎｔｓ［２７］ＳｕｅｔｓｕｇｕＤ．ＤｅｆｏｃｕｓｉｎｇｏｆｔｅｌｅｓｅｉｓｍｉｃＰｗａｖｅｓｂｙｔｈｅＴｏｎｇａｄｒｉｌｌｅｄａｔＳｉｔｅｓ８４０ａｎｄ８４１／／ＨａｗｋｉｎｓＪ，ＰａｒｓｏｎＬ，ＡｌｌａｎＪＫｅｒｍａｄｅｃＳｌａｂ．犌犲狅狆犺狔狊．犚犲狊．犔犲狋狋．，１９９９，２６（１８）：２７８５，ｅｔａｌｅｄｓ．Ｐｒｏｃ．ＯＤＰ，Ｓｃｉ．Ｒｅｓｕｌｔｓ．ＯｃｅａｎＤｒｉｌｌｉｎｇＰｒｏｇｒａｍ，ｄｏｉ：１０．１０２９／１９９８ＧＬ００５３０７．１９９４：７６３７８３．［２８］ＧｕｒｎｉｓＭ，ＲｉｔｓｅｍａＪ，ＪａｎｖａｎＨｅｉｊｓｔＨ，ｅｔａｌ．Ｔｏｎｇａｓｌａｓｂ［１５］ＨａｌｌＲ．ＣｅｎｏｚｏｉｃｇｅｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄｐｌａｔｅｔｅｃｔｏｎｉｃｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆＳＥｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ：ＴｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆａｌｏｗｅｒｍａｎｔｌｅｕｐｗｅｌｌｉｎｇｏｎａＡｓｉａａｎｄｔｈｅＳＷＰａｃｉｆｉｃ：ｃｏｍｐｕｔｅｒｂａｓｅｄｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ，ｓｌａｂｉｎａｙｏｕｎｇｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎｚｏｎｅ．犌犲狅狆犺狔狊．犚犲狊．犔犲狋狋．，２０００，ｍｏｄｅｌａｎｄａｎｉｍａｔｉｏｎｓ．犑狅狌狉狀犪犾狅犳犃狊犻犪狀犈犪狉狋犺犛犮犻犲狀犮犲狊，２７（１６）：２３７３２３７６．２００２，２０（４）：３５３４３１．［２９］ＨｏｌｔＧＷＥ．ＦｌｏｗｆｉｅｌｄｓｗｉｔｈｉｎｔｈｅＴｏｎｇａＳｌａｂｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ［１６］ＷａｌｌａｃｅＬＭ，ＭｃＣａｆｆｒｅｙＲ，ＢｅａｖａｎＪ，ｅｔａｌ．Ｒａｐｉｄｆｒｏｍｔｈｅｍｏｍｅｎｔｔｅｎｓｏｒｓｏｆｄｅｅｐｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ．犌犲狅狆犺狔狊．ｍｉｃｒｏｐｌａｔｅｒｏｔａｔｉｏｎｓａｎｄｂａｃｋａｒｃｒｉｆｔｉｎｇａｔｔｈｅｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ犚犲狊．犔犲狋狋．，１９９５，２２（８）：９８９，ｄｏｉ：１０．１０２９／９５ＧＬ００７８６．ｂｅｔｗｅｅｎｃｏｌｌｉｓｉｏｎａｎｄｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎ．犌犲狅犾狅犵狔，２０１２，３３（１１）：［３０］ＢｉｊｗａａｒｄＨ，ＳｐａｋｍａｎＷ，ＥｎｇｄａｈｌＥＲ．Ｃｌｏｓｉｎｇｔｈｅｇａｐ\n１１期鲁人齐等：深部俯冲板片三维构造重建及其几何学、运动学研究———以汤加—克马德克地区俯冲板片为例３８４５ｂｅｔｗｅｅｎｒｅｇｉｏｎａｌａｎｄｇｌｏｂａｌｔｒａｖｅｌｔｉｍｅｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ．犑．Ｐｒｅｓｓ，２００２．犌犲狅狆犺狔．犚犲狊．，１９９８，１０３（１２）：３００５５３００７８．［３９］ＧｉｂｅｒｔＭＧ，ＧｅｒｂａｕｌｔＭ，ＨａｓｓａｎｉＲ，ｅｔａｌ．Ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙｏｆ［３１］ＺｈａｎｇＫＬ，ＷｅｉＤＰ．Ａｋｉｎｅｍａｔｉｃｔｈｅｒｍａｌｍｏｄｅｌｆｏｒｓｌａｂｇｅｏｍｅｔｒｙｏｎａｂｓｏｌｕｔｅｖｅｌｏｃｉｔｉｅｓａｎｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｆｏｒｄｅｓｃｅｎｄｉｎｇｓｌａｂｓｗｉｔｈｖｅｌｏｃｉｔｙｂｏｕｎｄａｒｙｌａｙｅｒｓ：ａｃａｓｅｓｔｕｄｙｃｙｃｌｉｃｉｔｙ：ｉｎｓｉｇｈｔｓｆｒｏｍｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｎｇ．犌犲狅狆犺狔狊．犑．ｆｏｒｔｈｅＴｏｎｇａｓｕｂｄｕｃｔｉｎｇｓｌａｂ．犃犮狋犪犌犲狅犾狅犵犻犮犪犛犻狀犻犮犪，２０１１，犐狀狋．，２０１２，１８９（２）：７４７７６０．８５（１）：２１１２２２．［４０］ＳｃｈｅｌｌａｒｔＷＰ，ＬｉｓｔｅｒＧＳ，ＴｏｙＶＧ．Ａｌａｔｅｃｒｅｔａｃｅｏｕｓａｎｄ［３２］ＴａｙｌｏｒＢ，ＺｅｌｌｍｅｒＫ，ＭａｒｔｉｎｅｚＦ，ｅｔａｌ．ＳｅａｆｌｏｏｒｓｐｒｅａｄｉｎｇｃｅｎｏｚｏｉｃｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅＳｏｕｔｈｗｅｓｔｐａｃｉｆｉｃｒｅｇｉｏｎ：ｉｎｔｈｅＬａｕｂａｃｋａｒｃｂａｓｉｎ．犈犪狉狋犺犪狀犱犘犾犪狀犲狋犪狉狔犛犮犻犲狀犮犲Ｔｅｃｔｏｎｉｃｓｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｂｙｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｓｌａｂｒｏｌｌｂａｃｋ犔犲狋狋犲狉狊，１９９６，１４４（１２）：３５４０，ｄｏｉ：１０．１０１６／００１２８２１Ｘｐｒｏｃｅｓｓｅｓ．犈犪狉狋犺犛犮犻犲狀犮犲犚犲狏犻犲狑狊，２００６，７６（３４）：１９１２３３．（９６）００１４８３．［４１］ＳｃｈｅｌｌａｒｔＷＰ，ＫｅｎｎｅｔｔＢＬＮ，ＳｐａｋｍａｎＷ，ｅｔａｌ．Ｐｌａｔｅ［３３］ＲｕｅｌｌａｎＥ，ＤｅｌｔｅｉｌＪ，ＷｒｉｇｈｔＩ，ｅｔａｌ．ＦｒｏｍｒｉｆｔｉｎｇｔｏａｃｔｉｖｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓａｎｄｔｏｍｏｇｒａｐｈｙｒｅｖｅａｌａｆｏｓｓｉｌｌｏｗｅｒｍａｎｔｌｅｓｐｒｅａｄｉｎｇｉｎｔｈｅＬａｕＢａｓｉｎＨａｖｒｅＴｒｏｕｇｈｂａｃｋａｒｃｓｙｓｔｅｍｓｌａｂｂｅｌｏｗｔｈｅＴａｓｍａｎＳｅａ．犈犪狉狋犺犪狀犱犘犾犪狀犲狋犪狉狔犛犮犻犲狀犮犲（ＳＷＰａｃｉｆｉｃ）：Ｌｏｃｋｉｎｇ／ｕｎｌｏｃｋｉｎｇｉｎｄｕｃｅｄｂｙｓｅａｍｏｕｎｔｃｈａｉｎ犔犲狋狋犲狉狊，２００９，２７８（３４）：１４３１５１．ｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎ．Ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，Ｇｅｏｓｙｓｔｅｍｓ，２００３，［４２］ＳｃｈｅｌｌａｒｔＷＰ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｓｕｂｄｕｃｔｉｎｇｐｌａｔｅｖｅｌｏｃｉｔｙｏｎ４，ｄｏｉ：１０．１０２９／２００１ＧＣ０００２６１．ｔｈｅｇｅｏｍｅｔｒｙｏｆｔｈｅｓｌａｂａｎｄｍｉｇｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎ［３４］ＴｉｂｉＤＡＲ，ＷｉｅｎｓＤＡ，ＩｎｏｕｅＷＨ．Ｒｅｍｏｔｅｔｒｉｇｇｅｒｉｎｇｏｆｈｉｎｇｅ．犈犪狉狋犺犪狀犱犘犾犪狀犲狋犪狉狔犛犮犻犲狀犮犲犔犲狋狋犲狉狊，２００５，２３１（３ｄｅｅｐｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓｉｎｔｈｅ２００２Ｔｏｎｇａｓｅｑｕｅｎｃｅｓ．犖犪狋狌狉犲，４）：１９７２１９．２００３，４２４（６９５１）：９２１９２５．［４３］ＳｃｈｅｌｌａｒｔＷＰ．Ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓａｎｄｆｌｏｗｐａｔｔｅｒｎｓｉｎｄｅｅｐｍａｎｔｌｅ［３５］ＲｉｃｈｔｅｒＦ．Ｆｏｃａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍｓａｎｄｓｅｉｓｍｉｃｅｎｅｒｇｙｒｅｌｅａｓｅｏｆａｎｄｕｐｐｅｒｍａｎｔｌｅｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｓ：ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｍａｎｔｌｅｄｅｅｐａｎｄｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓｉｎｔｈｅＴｏｎｇａＫｅｒｍａｄｅｃｄｅｐｔｈａｎｄｓｌａｂｔｏｍａｎｔｌｅｖｉｓｃｏｓｉｔｙｒａｔｉｏ．犌犲狅犮犺犲犿．犌犲狅狆犺狔狊．ｒｅｇｉｏｎａｎｄｔｈｅｉｒｂｅａｒｉｎｇｏｎｔｈｅｄｅｐｔｈｅｘｔｅｎｔｏｆｍａｎｔｌｅｆｌｏｗ．犌犲狅狊狔狊狋．，２００８，９（３）：Ｑ０３０１４，ｄｏｉ：１０．１０２９／２００７ＧＣ００１６５６．犑狅狌狉狀犪犾狅犳犌犲狅狆犺狔狊犻犮犪犾犚犲狊犲犪狉犮犺，１９７９，８４（Ｂ１２）：６７８３［４４］ＣｈｅｎＷＰ，ＢｒｕｄｚｉｎｓｋｉＭＲ．Ｓｅｉｓｍｉｃａｎｉｓｏｔｒｏｐｙｉｎｔｈｅｍａｎｔｌｅ６７９５，ｄｏｉ：１０．１０２９／ＪＢ０８４ｉＢ１２ｐ０６７８３．ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｚｏｎｅｂｅｎｅａｔｈＦｉｊｉＴｏｎｇａ．犌犲狅狆犺狔狊．犚犲狊．犔犲狋狋．，［３６］周春银，金振民，章军锋．地幔转换带：地球深部研究的重２００３，３０（１３）：１６８２，ｄｏｉ：１０．１０２９／２００２ＧＬ０１６３３０．要方向．地学前缘，２０１０，１７（３）：９０１１３．［４５］ＬｏｎｇＭＤ，ＳｉｌｖｅｒＰＧ．ＴｈｅｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎｚｏｎｅｆｌｏｗｆｉｅｌｄｆｒｏｍＺｈｏｕＣＹ，ＪｉｎＺＭ，ＺｈａｎｇＪＦ．Ｍａｎｔｌｅｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｚｏｎｅ：ａｎｓｅｉｓｍｉｃａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ：Ａｇｌｏｂａｌｖｉｅｗ．犛犮犻犲狀犮犲，２００８，３１９ｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｉｅｌｄｉｎｔｈｅｓｔｕｄｉｅｓｏｆＥａｒｔｈ′ｓｄｅｅｐｉｎｔｅｒｉｏｒ．犈犪狉狋犺（５８６１）：３１５３１８．犛犮犻犲狀犮犲犉狉狅狀狋犻犲狉狊（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ），２０１０，１７（３）：９０１１３．［４６］ＹａｍａｔｏＰＬ，ＨｕｓｓｏｎＪ，ＢｒａｕｎＪ，ｅｔａｌ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆ［３７］ＯｍｏｒｉＳ，ＫｏｍａｂａｙａｓｈｉＴ，ＭａｒｕｙａｍａＳ．Ｄｅｈｙｄｒａｔｉｏｎａｎｄｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｐｌａｔｅｓｏｎ３Ｄｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎｄｙｎａｍｉｃｓ．犌犲狅狆犺狔狊．ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓｉｎｔｈｅｓｕｂｄｕｃｔｉｎｇｓｌａｂ：ｅｍｐｉｒｉｃａｌｌｉｎｋｉｎ犚犲狊．犔犲狋狋．，２００９，３６（７），Ｌ０７３０３，ｄｏｉ：１０．１０２９／２００８ＧＬ０３６９４２．ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅａｎｄｄｅｅｐｓｅｉｓｍｉｃｚｏｎｅｓ．犘犺狔狊犻犮狊狅犳狋犺犲犈犪狉狋犺［４７］ＬｉＣ，ｖａｎｄｅｒＨｉｌｓｔＲＤ．Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｕｐｐｅｒｍａｎｔｌｅａｎｄ犪狀犱犘犾犪狀犲狋犪狉狔犐狀狋犲狉犻狅狉狊，２００４，１４６（１２）：２９７３１１．ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｚｏｎｅｂｅｎｅａｔｈＳｏｕｔｈｅａｓｔＡｓｉａｆｒｏｍｔｒａｖｅｌｔｉｍｅ［３８］ＳｃｈｕｂｅｒｔＧ，ＴｕｒｃｏｔｔｅＤＬ，ＯｌｓｏｎＰ．ＭａｎｔｌｅＣｏｎｖｅｃｔｉｏｎｉｎｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ．犑狅狌狉狀犪犾狅犳犌犲狅狆犺狔狊犻犮犪犾犚犲狊犲犪狉犮犺，２０１０，１１５ｔｈｅＥａｒｔｈａｎｄＰｌａｎｅｔｓ．ＮｅｗＹｏｒｋ：ＣａｍｂｒｉｄｇｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｂ７），Ｂ０７３０８，ｄｏｉ：１０．１０２９／２００９ＪＢ００６８８２．（本文编辑刘少华）