灣區(qū)時訊 近日,，中國科學(xué)院邊緣海與大洋地質(zhì)重點實驗室林間院士團隊與國際科學(xué)家合作，在全球第三大洋底高原——西太平洋沙茨基海隆的成因機制研究中取得重要突破,，揭示地幔柱與洋中脊相互作用是其形成的主控因素,。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然·地球科學(xué)》（Nature Geoscience）。副研究員張旭博為論文第一作者,，研究員張錦昌和院士林間為論文共同通訊作者,。此外，《自然·地球科學(xué)》同步發(fā)表該成果的研究簡報,。
洋底高原是海底大范圍的地形隆起區(qū),，是大規(guī)模巖漿活動的產(chǎn)物,，屬于海洋里的大火成巖省（Large Igneous Province）,，對地球氣候演變,、生物滅絕等事件具有重要影響。長期以來,，有關(guān)洋底高原的成因機制一直存在爭議,，主要有兩個觀點：（1）“地幔柱模型”認(rèn)為洋底高原由起源于地幔深部的高溫地幔柱引起的大規(guī)模巖漿活動形成；（2）“板塊模型”則認(rèn)為洋底高原是由板塊擴張誘發(fā)的非均一地幔物質(zhì)上涌減壓熔融形成,，無需明顯溫度異常,。
圖1.沙茨基海隆的地形圖。圖中彩色符號代表巖石取樣位置,。
圖2.新提出的沙茨基海隆形成模式圖,。頂部的黑色雙線代表洋中脊位置，黑色箭頭指示板塊擴張方向,。
西太平洋的沙茨基海隆,，位于洋中脊的交匯點，是研究洋底高原成因機制的理想?yún)^(qū)域（圖1）,。研究團隊深入分析地球物理和地球化學(xué)數(shù)據(jù),，并進(jìn)行定量地球動力學(xué)模擬。研究結(jié)果表明,，只有“地幔柱”與“板塊擴張”相互作用才能解釋研究區(qū)的觀測現(xiàn)象,。
結(jié)合沙茨基海隆的形成過程，研究團隊揭示了洋底高原形成的兩步曲模式,。第一階段，地幔柱頭與周圍地幔發(fā)生強烈混合,，洋中脊處發(fā)生大規(guī)模巖漿活動,，形成如海隆西南端的大塔穆火山（Tamu）（圖2b）。第二階段,，地幔柱尾與周圍地幔的混合作用減弱,，洋中脊處仍能形成較厚的洋殼，但巖漿成分與深部富集地幔的地球化學(xué)特征相似,，如海隆東北端的帕帕寧海嶺（Papanin Ridge）（圖2c）,，類似現(xiàn)象在地球上其他熱點如冰島、亞速爾和加拉帕戈斯也被發(fā)現(xiàn),。
本研究對于揭示地球洋底高原的成因,、了解地幔柱的時空演化過程具有重要的科學(xué)意義。
該工作得到國家自然科學(xué)基金項目,、廣東省自然科學(xué)基金項目,、中國科學(xué)院項目等的聯(lián)合資助,。
通訊員/李淑 王沐眾 徐曉璐
編輯/劉秀
評論 0