摘要
地球上发生的大多数岩浆活动通常归因于大洋中脊的被动地幔上涌、俯冲带的板块脱挥发或地幔柱。然而，中国东北地区广泛存在新生代板内火山活动1，2，3.还有年轻的小点火山4，5，6，7日本海沟近海的地震不能轻易地与任何这些机制联系起来。此外，在这些类型的火山活动之下的地幔，其特征是在过渡带的上方和下方都有异常低的地震速度带8，9，10，11，12(地幔层位于深度410至660公里之间)。对这些现象缺乏全面的解释。本文认为，日本俯冲带周围的大部分(或可能全部)板内火山活动和小点火山活动以及低速带可以用俯冲太平洋板块与含水地幔过渡带的相互作用来解释。数值模拟表明，由于构造板块的俯冲和退缩，从过渡带排出的溶解在地幔矿物中的水的重量的0.2%到0.3%足以再现观测结果。这表明，在这个俯冲带周围的过渡带以及特提斯构造带的其他部分可能积累了临界量的水13它们的特征是板块内或小点火山活动和下地幔中的低速带。
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数据可用性
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有关与本文相关的数值模拟代码的请求应发送给主要代码开发人员(taras.gerya@erdw.ethz.ch)。图中的地图。1是使用GNU较轻通用公共许可证下的开放软件GMT 5.4.3创建的。数值二维有限元代码MVEP2 (https://bitbucket.org/bkaus/mvep2)用于扩展数据图中的两相流模型。6．
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确认
T. Gerya提供了I2VIS代码。我们确认与A. Marzoli, C. Meyzen, P. Nimis, D. Novella, M. Lustrino, K. Litasov, s . i -i的讨论。Karato和X. Xu。J.Y.由Dipartimento di Geoscienze, Università di Padova资助。M.F.感谢欧洲研究理事会启动基金758199。
作者信息
作者及隶属关系
贡献
M.F.构思了这项研究。J.Y.完成了所有的数值实验，并撰写了论文的初稿。两位作者对结果的讨论和本研究的结论作出了同样的贡献。
相应的作者
道德声明
相互竞争的利益
作者声明没有利益竞争。
额外的信息
同行评审信息自然感谢Esteban Gazel, Dapeng Zhao和其他匿名审稿人对这项工作的同行评审所做的贡献。
出版商的注意施普林格自然对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。
扩展的数据图形和表格
图2不同温度和/或含水量下玄武岩和地幔熔体密度。
一个玄武岩。PREM，来自初步参考地球模型的密度剖面;在1673 K, 2073 K和2473 K温度下的干熔体密度(参考。47)和2,735 K(参考。67）;干的和湿的，2 wt%和8 wt% H2O熔体密度在2473 K(参考。45）;模拟玄武岩(MB)、水化玄武岩(hyMB)和玄武岩(MORB)68．b地幔。干橄榄岩熔体密度47；干和湿(2 wt%和8 wt% H2O)45；湿橄榄岩(3 wt%， 5 wt%， 7 wt% H2O)46；干橄榄岩和科马提岩69钙钛矿(pv)70．注意密度交叉在13 GPa左右(参考文献)。45，46)．所有的轮廓都用三阶或四阶的Birch-Murnaghan状态方程拟合。
图7归一化体模量Kb/k以及剪切模量N/μ骨架(固体多孔基质)与熔体部分。
体积模量和剪切模量之比随熔体分数的增加而减小。直线上的数字是二面角。
补充信息
视频1
图2、3中参考模型的演化。上面的面板显示成分场，下面的面板显示水含量(wt. %;粗灰色曲线为等温线(ºC)。在410公里和660公里处分别描摹出水平黑线。
权利和权限
关于本文
引用本文
杨洁，李国强，杨军。起源于上升流含水地幔过渡带的板内火山活动。自然579， 88-91(2020)。https://doi.org/10.1038/s41586-020-2045-y
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DOI：https://doi.org/10.1038/s41586-020-2045-y
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小点火山下面的地幔结构
通讯地球与环境(2022)
伴随走时层析成像揭示了华北克拉通下地幔水平流动的情景
科学报告(2021)
深部地幔融化、全球水循环及其对海洋质量稳定性的影响
地球与行星科学进展“，(2020)
在地幔过渡区内，清晰的板块界面成像
自然地球科学(2020)
