造山帶構造變形的運動特征是揭示其動力來源的重要手段之一。環(huán)太平洋區(qū)域多個地區(qū)出現(xiàn)邊界彎曲的特征（類似于構造結特征或稱為山彎構造），且絕大部分區(qū)域在空間上對應海山俯沖。

    奧林匹克山脈的結構在俯視圖中呈現(xiàn)出一種向陸地凸起的馬蹄形（稱為奧林匹克山彎構造），位于美國華盛頓州（圖1）。奧林匹克山彎在區(qū)域構造中位于卡斯卡迪亞（Cascadia）俯沖帶的上盤。GPS和古地磁研究表明，奧林匹克山彎的兩翼在相對于北美克拉通的整體北向運動中記錄了相反的旋轉(zhuǎn)。這種弧形特征曾被解釋為由于正向俯沖增生過程中的構造楔入體所導致的俯沖邊界變形。然而，與其它地區(qū)不同的是奧林匹克山彎并未發(fā)現(xiàn)相應的構造楔入體，因此奧林匹克山脈為什么發(fā)生彎曲是學術界關心的問題。

圖1 奧林匹克山脈區(qū)域背景

    針對這一現(xiàn)象，近日，中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所博士研究生張文博及導師萬博研究員，與阿爾伯塔大學Stephen Johnston教授及加利福尼亞大學Kristin Morell教授合作，共同對奧林匹克山彎進行了系統(tǒng)性分析。

    他們通過匯編和分析古地磁和構造數(shù)據(jù)（圖2），揭示奧林匹克山脈展示出次生山彎構造特征，指示了平行于造山帶的動力來源。利用古地理復原（圖3），解構了這一水平褶曲，表明此山彎構造容納了卡斯卡迪亞弧前區(qū)域約至少110公里的縮短量。他們提出，俯沖作用最初形成了一個與大陸邊緣平行的條狀帶。隨后，由于北向平移的弧前區(qū)域在相對靜止的北部海岸山脈處被固定，形成了此山彎構造變形。這種上盤的弧形彎曲導致樞紐區(qū)從海溝向陸地后退，進而引發(fā)下盤胡安德富卡（Juan de Fuca）板塊在山彎構造下方被動向上拱起抬升。

圖2 奧林匹克山彎構造古地磁及構造數(shù)據(jù)分析

圖3 古地理回溯復原圖及變形過程示意

    該研究從幾何識別-運動特征角度出發(fā)，系統(tǒng)性的解釋了造山帶/俯沖帶變形的動力來源，并闡述了其對于俯沖帶的動力學響應。研究認為俯沖帶側(cè)向作用力是板塊邊界變形一個不可忽視的重要動力來源，為認識造山帶側(cè)向受力變形提供了新的視角。

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