俯沖帶是地表物質(zhì)返回地球深部的主要通道，也是人類探索地球動力和深部循環(huán)的主要目標(biāo)。環(huán)形俯沖系統(tǒng)是一種三邊向內(nèi)俯沖的特殊類型，主要發(fā)育于多個板塊交接的復(fù)雜動力區(qū)域，其俯沖機制、巖漿響應(yīng)與對流循環(huán)沒有公認(rèn)的模式，是板塊構(gòu)造理論的嶄新領(lǐng)域和潛在突破口。東南亞環(huán)形俯沖系統(tǒng)作為自然界規(guī)模最大的環(huán)形俯沖系統(tǒng)，不僅是地球上獨特的超級匯聚中心，地震、海嘯災(zāi)害頻發(fā)，資源、能源富集，而且也是我國“一帶一路”倡議、國家海洋戰(zhàn)略和維權(quán)的重點區(qū)域。有關(guān)東南亞環(huán)形俯沖系統(tǒng)的深部觀測和理論研究剛剛起步，區(qū)域性、整體性工作不多，大量關(guān)鍵科學(xué)問題函需解決。東南亞環(huán)形俯沖系統(tǒng)超級匯聚的地球動力學(xué)過程研究即能發(fā)展板塊構(gòu)造理論，也將為海洋資源開發(fā)和防災(zāi)減災(zāi)提供理論依據(jù)和科技支撐。
東南亞環(huán)形俯沖系統(tǒng)是超級匯聚的復(fù)雜地球動力系統(tǒng)的表現(xiàn)，涉及地幔深部結(jié)構(gòu)、循環(huán)對流模式、巖漿響應(yīng)機理和地球動力學(xué)過程等科學(xué)問題，需要開展深部地球物理觀測、巖石地球化學(xué)分析和地球動力學(xué)數(shù)值模擬等綜合研究，通過“深部探測-源區(qū)示蹤-機理分析-模型建立-模擬再現(xiàn)”的方式系統(tǒng)揭示環(huán)形俯沖系統(tǒng)的深部行為和動力機制。
一、科學(xué)目標(biāo)
揭示東南亞環(huán)形俯沖系統(tǒng)的地幔深部結(jié)構(gòu)、巖漿響應(yīng)機制、物質(zhì)循環(huán)通量和地幔對流模式，建立超級匯聚環(huán)形俯沖系統(tǒng)的地球動力學(xué)新機制，發(fā)展相應(yīng)的物質(zhì)循環(huán)和動力演化的板塊構(gòu)造理論。
二、研究內(nèi)容
?。ㄒ唬〇|南亞環(huán)形俯沖系統(tǒng)的地幔深部結(jié)構(gòu)探測。
在陸地地震臺網(wǎng)基礎(chǔ)上，針對海區(qū)和深部的觀測空白，重點開展海島、海底和漂浮式地震站的天然地震組網(wǎng)觀測，獲取東南亞環(huán)形俯沖系統(tǒng)高分辨率的地震深部結(jié)構(gòu)。發(fā)展地球深部信息處理新技術(shù)，揭示環(huán)形俯沖系統(tǒng)的板片空間結(jié)構(gòu)和滯留深度，分析環(huán)形俯沖誘發(fā)地幔柱的熱力學(xué)和動力學(xué)條件，刻畫地幔各向異性及其物質(zhì)循環(huán)對流機理。
?。ǘ〇|南亞環(huán)形俯沖系統(tǒng)的巖漿響應(yīng)與物質(zhì)循環(huán)。
約束東南亞環(huán)形俯沖系統(tǒng)巖漿源區(qū)的礦物和地球化學(xué)組成，識別俯沖板片沉積物、蝕變洋殼和巖石圈地幔的再循環(huán)方式，揭示俯沖循環(huán)物質(zhì)對上地幔軟流圈和巖石圈的改造和時空差異?？坍媿u弧、板內(nèi)OIB和洋中脊MORB三大類巖漿時空分布特征及其與板塊俯沖和地幔深部結(jié)構(gòu)的關(guān)系。解析高通量巖漿活動/地幔柱的地球化學(xué)行為和成因模式。估算環(huán)形俯沖系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)通量及其在全球循環(huán)系統(tǒng)中的重要性。
?。ㄈ〇|南亞環(huán)形俯沖系統(tǒng)的地球動力學(xué)演化。
基于最新觀測資料，重建晚白堊世以來東南亞環(huán)形俯沖系統(tǒng)的板塊運動學(xué)演化模型。采用地球動力學(xué)新的數(shù)值模擬方法與超算平臺，建立環(huán)形俯沖的地幔循環(huán)、巖石圈構(gòu)造與巖漿活動的三維時空演化理論模型，再現(xiàn)從半開放型到環(huán)形俯沖的地幔對流與巖石圈改造過程及其巖漿響應(yīng)。揭示環(huán)形俯沖下地幔上涌的特征及其誘發(fā)孤立型地幔柱所需條件，闡明俯沖板片滯留在地幔不同深度所需的物理化學(xué)與動力學(xué)條件，分析印度洋和太平洋地幔交匯及其對南海演化的影響。
三、申請注意事項
?。ㄒ唬┥暾垥母阶⒄f明選擇“東南亞環(huán)形俯沖系統(tǒng)超級匯聚的地球動力學(xué)過程”。
?。ǘ┥暾埲松暾埖闹苯淤M用預(yù)算不得超過2000萬元/項（含2000萬元/項）。
（三）本項目由地球科學(xué)部負(fù)責(zé)受理。
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