中国科学技术大学郑永飞教授领导的一项研究通过考察地质学、地球化学、地球物理学和地球动力学领域的最新进展，重点关注板块汇聚边缘的构造过程发展。这些进展对于我们了解活动板块和化石板块边缘的各种现象至关重要，为了解内部地质事件的许多一级问题提供了新的见解。由于化石缝合带的重新激活，它们对沿主动会聚边缘的增生和碰撞造山带向裂谷破坏造山带的转变具有重要意义。

当两个相邻的构造板块聚集在一起形成俯冲带时，就会出现会聚板块边缘，其中至少一个会聚板块是海洋并在另一个板块下方插入地幔，或者是碰撞带，其中两个或一个和一个岩浆弧碰撞。汇聚板块边缘可以说是地球上最具活力的板块边界，自 1960 年代中期板块构造理论出现以来，它一直是许多研究和讨论的主题。它们显示出多样、异质和复杂的结构由于在这些区域运行的多种地质、物理和化学过程，在空间和时间上的影响。尽管会聚系统的最大部分隐藏在地表深处，但郑和他的同事们已经认识到活动和化石会聚板块边缘之间的一系列基本相似之处和差异。

根据辐合板块边缘的几何结构、动态状态和热状态，郑和他的同事将它们在形成和演化过程中分为三个阶段。早期的特征是低地温梯度压缩状态下的低角度俯冲，产生高山至巴罗式变质作用，但没有镁铁质弧岩浆作用。晚期与高地温梯度伸展状态下的高角度俯冲有关，产生巴罗至布臣型变质作用和镁铁质弧岩浆作用。后期以高地温梯度的伸展状态为特征，既不俯冲也不碰撞，产生布坎型变质作用和花岗质岩浆作用。

高山型蓝片岩相向榴辉岩相变质岩的形成标志着低地温梯度俯冲，巴罗夫型角闪岩向麻粒岩相变质岩的形成在蓝晶石稳定性场中，表明在中等地温梯度下通过压缩缩短发生碰撞增厚。郑和他的同事们发现了俯冲带向裂谷带转变的两个步骤。第一步是会聚板块边缘增厚岩石圈的沉降和减薄，第二步是软流圈上涌，填充岩石圈减薄的空间，将热量从深部地幔传递到浅部地壳。这导致地温梯度显着增加，并导致加厚的地壳岩石在上角闪岩到麻粒岩相条件下在红柱石到矽线石稳定场发生布坎型深熔变质作用。

正如郑和他的同事所概括的那样，会聚板块边缘的物质运动分别以自下而上和自上而下的方式进行，对应于它们的热态从热到冷和从冷到热的变化。在俯冲带，寒冷的岩石圈沉入炎热的软流圈，导致地球内部变冷。在裂谷带，热量和物质都从软流圈裂谷转移到地壳，导致热量从地球内部向外部散失。因为俯冲和裂谷是地球球体之间质量和能量交换的两个关键机制，

该研究发表在《中国地球科学》杂志上。