真是沧海桑田（说好的沧海桑田）

沧海桑田，海枯石烂，斗转星移

这些现象在大自然中是真的可以实现的，特别自20世纪60年代，板块构造学说的提出，这些现象有了更加坚实的理论基础。今天我们需要探索的是板块构造活动中重要的一个过程——俯冲。(传送门：天天学普地|板块构造)

俯冲（subduction），起源于拉丁语“carried under(在下面携带)”，它是一个描述特定类型的板块相互作用过程的一个专业术语。它发生在一个板块与另一个板块相遇时（即在板块汇聚带中），密度更大的板块下沉到地幔中。

俯冲带相关构造和结构

因为板块有大洋板块和大陆板块之分，那么板块相遇就会有三种类型：大洋-大洋；大洋-大陆；大陆-大陆。根据俯冲板片的性质不同，可以将俯冲带分为两大类：（1）大洋俯冲带；（2）大陆俯冲带（大陆造山带）。

大洋俯冲带可以进一步分为两种。一种是洋-洋俯冲带，具体表示一个大洋板片俯冲到另一个大洋板片之下，产生大洋弧火山作用（例如西太平洋边缘的马里亚纳群岛）。

另一种是洋-陆俯冲带，具体表示大洋板片俯冲到大陆之下，产生大陆弧火山岩（例如东太平洋边缘的安第斯山脉）。

大陆俯冲带也可以分成两种。一种是大陆岩石圈俯冲到另一个大陆岩石圈之下（例如三叠纪华南陆块俯冲到华北陆块之下，在中国中东部所形成的大别-苏鲁造山带）。

另一种是大陆岩石圈俯冲到大陆边缘弧地块（例如新生代印度陆块俯冲到亚洲大陆边缘弧之下，在南亚所形成的喜马拉雅造山带）。

那么俯冲到底是怎么发生的呢？

基础知识补充：(传送门：敲黑板啦！你想要的最齐全的地球内部的圈层)

当两个大洋板块相遇时，较老的板块（密度大）是俯冲的那一个；

当大洋岩石圈与大陆岩石圈相遇时，大洋板块开始俯冲，而大陆板块始终处于顶部（大洋板块的密度比大陆板块大）；

当一个大陆与另一个大陆相遇时（大陆是由岩石组成的，这些岩石密度太小，不足够重，无法下沉到地球深部的地方），岩石圈内会发生板块碰撞并变厚。所以真正意义的俯冲只发生在大洋岩石圈。

大洋岩石圈是由热而薄的岩石层在洋中脊处形成，并随着下面更多岩石的硬化而变厚。当大洋岩石圈离开洋中脊时就会冷却，使得岩石会收缩，板块变得更致密，它们比年轻、更热的板块的位置要更低。因此，当两个板块相遇时，较年轻、位置较高的板块不会下沉，较老的、较重的板块开始俯冲。

大洋岩石圈并不是像冰浮在水面上那样漂浮在软流圈上，它们更像是水上的纸，一旦有一个边缘开始下沉，它们就陆续下沉，它们在引力上是不稳定的。

一旦板块开始俯冲，地心引力就会起作用。下降板块通常被称为“板片（slab）”。在非常古老的海底被俯冲的地方，板块几乎是直下的，如马里亚纳型俯冲带。这种俯冲带较陡，两个板块之间接触面积较小，海沟深，地震震级较低，有广泛的海底火山活动。

而在较年轻的板块被俯冲的地方，板块以小角度俯冲，如智利型俯冲带。这种类型俯冲带较平缓，海沟较浅，两板块之间接触面积大，出现大于8级的逆断层型地震，大陆受挤强烈上升，形成高耸的山系和巨厚的新生大陆地壳。

俯冲被认为是驱动板块构造的最大力量，板块俯冲是地壳物质进入地幔的主要地球动力学机制。在板块之间的这场战争中，上板块迫使下板块向下，当俯冲发生时，下板块会主动下沉，上板块又会被下板块吸着向下。俯冲也形成了一些地球上最强烈的地震，板片通常以每年几厘米的速度俯冲，但有时地壳会粘住并引起应变，这储存了势能（能量）。当势能存储到一定程度，地壳最薄弱的点发生破裂时，势能就会以地震的方式释放出来（关于板块俯冲的初始条件及动力来源，一直是学术界探讨的问题，还未有定论）。

大洋俯冲带以发育海沟、火山弧以及强烈的地震、火山活动为特征，在太平洋周边最为典型。这些由俯冲引起的火山活动和地震活动经常发生在太平洋外缘一个被称为太平洋火环的地区。事实上，这个地区发生了有史以来最强烈的8次地震，世界上75%以上的活火山和休眠火山都在这里。

大陆深俯冲带以发育超高压变质岩、缺乏火山弧为特征，这里的地震基本为浅源地震。大陆俯冲（碰撞）会产生各种山系，如喜马拉雅山脉、阿尔卑斯山脉。这里还会有很多高温、高压、超高压的变质矿物，如金刚石。

大陆俯冲深度与变质指示矿物对应关系示意图

知识延伸

增生楔：在板块俯冲过程中，其表壳岩石一部分随俯冲板块带入地下深部，遭受高压/超高压变质作用；另一部分岩石（特别是俯冲板块上部表层的各种岩石，以沉积物为主），则未被俯冲板块带入地下深部而被刮削下来，以构造混杂岩形式呈楔形拼贴于上覆板块边缘，形成增生楔（一句话解释就是，俯冲过程中被剥削而不能进入地下深部的物质聚集于上覆板块边缘，因为通常呈楔形，叫做增生楔）。

大洋板块俯冲带增生楔构造地质示意图

俯冲隧道：俯冲隧道是指在汇聚板块边缘、俯冲板片与上覆板片之间的剪切带及其中发生运动的物质，这些物质在俯冲隧道中经历了复杂的温度、压力、应力和应变等演化以及流体和熔体的作用，而后部分物质可以从大于100km的深度处折返至地表，从而形成自然界中出露的高压-超高压变质岩带(一句话解释就是，俯冲隧道是地表和地球深部物质交换的通道。传送门：揭秘俯冲带)。

参考文献：

[1] 李忠海, 刘明启, Taras GERYA. 俯冲隧道中物质运移和流体-熔体活动的动力学数值模拟[J]. 中国科学:地球科学, 2015, 000(007):P.881-899.

[2] 郑永飞, 陈伊翔, 戴立群,等. 发展板块构造理论:从洋壳俯冲带到碰撞造山带[J]. 中国科学:地球科学, 2015, 000(006):P.711-735.

[3] 郑永飞, 陈仁旭, 徐峥,等. 俯冲带中的水迁移[J]. 中国科学:地球科学, 2016, 000(003):P.253-286.

[4] 赵子福, 戴立群, 郑永飞. 大陆俯冲带两类壳幔相互作用[J]. 中国科学:地球科学, 2015, 000(007):P.900-915.

[5] Ling Chen, Xu Wang, Xiaofeng Liang,等. 俯冲构造vs.地幔柱构造—板块运动驱动力探讨[J]. Science China Earth Science, 2020, 50(4):501-514.

[6] https://www.thoughtco.com/what-is-subduction-3892831.

[7] 部分图片来源于网络.

美编：罗钰钦

校对：张腾飞

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