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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

首頁 > 科研進(jìn)展

廣州地化所等厘定南海開始俯沖消亡的時(shí)間

2019-12-27 廣州地球化學(xué)研究所

【字體：大中小】

語音播報(bào)

　　南海是中國的“母親海”，控制著東亞的氣候，蘊(yùn)藏著豐富的資源。目前，南海正在沿著馬尼拉海溝（Manila Trench，圖1）俯沖消亡。然而，學(xué)術(shù)界對于南海開始俯沖的時(shí)間仍然存在爭議，時(shí)間跨度為晚漸新世至中新世。南海沿著馬尼拉海溝的俯沖形成了北起臺(tái)灣省海岸山脈，南至菲律賓民都洛的一系列火山帶，稱之為呂宋弧（圖1, Luzon Arc）。弧巖漿為限定南海的俯沖提供了新的思路。南海是發(fā)育于歐亞大陸邊緣的海盆，自形成以來接受了巨厚大陸沉積物；并且南海古擴(kuò)張脊發(fā)育一條近東西向分布的黃巖島鏈（圖1，國際文獻(xiàn)稱Scarborough Seamount Chain）。相對于地幔楔橄欖巖和南海玄武質(zhì)洋殼，俯沖的大陸沉積物和黃巖島鏈玄武巖具有相對富集的同位素組成，因此便于在弧巖漿中識(shí)別，繼而為限定南海俯沖與消亡的時(shí)間提供重要的依據(jù)。中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所博士劉海泉和中科院院士徐義剛聯(lián)合國內(nèi)外多名科學(xué)家合作，對臺(tái)灣省-呂宋島弧體系新生代巖漿巖展開系統(tǒng)研究，取得如下重要認(rèn)識(shí)：

　　1）始新世-中中新世巖漿巖（> ~9 Ma）呈現(xiàn)虧損的Sr-Nd-Pb同位素特征（圖2），反映地幔源區(qū)受到普通大洋洋殼俯沖的影響，受控于古南海東南向的俯沖（圖3a）。

　　2）晚中新世-全新世巖漿巖（< ~9 Ma）呈現(xiàn)富集的Sr-Nd-Pb同位素特征。特別地，呂宋弧中段晚中新世-全新世火山巖（< ~9 Ma）Sr-Nd同位素呈現(xiàn)出向南海黃巖島鏈海山玄武巖演化的趨勢（圖2b）。大陸沉積物以及黃巖島鏈海山玄武巖同位素信息在呂宋弧巖漿巖中的出現(xiàn)，標(biāo)志著南海開始了俯沖消亡。結(jié)合南海的俯沖速率和俯沖角度，模擬計(jì)算進(jìn)一步制約南海開始俯沖的時(shí)間為~11 Ma（圖3b）。

　　該項(xiàng)成果發(fā)表于Tectonics，是廣州地化所與“一帶一路”沿線國家菲律賓科學(xué)家深入密切合作共同取得的初步研究成果。該項(xiàng)研究受到國家海洋局“全球變化與海氣相互作用”專項(xiàng)（GASI-GEOGE-02）、國家基金委重大項(xiàng)目“東南亞環(huán)形俯沖系統(tǒng)的巖漿響應(yīng)與物質(zhì)循環(huán)研究”（41890812）、南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室（廣州）院士團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目“大洋板塊形成、演化與消亡的地球化學(xué)示蹤”（GML2019ZD0202）、中科院戰(zhàn)略先導(dǎo)B（XDB18000000）、國家自然科學(xué)基金（41406058）以及同位素室地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金（SKLabIG-KF-16-13）等的資助。

　　論文鏈接

圖1 馬尼拉俯沖系統(tǒng)構(gòu)造簡圖

圖2 臺(tái)灣省-呂宋弧新生代弧巖漿Sr-Nd-Pb同位素圖解

圖3 呂宋弧新生代構(gòu)造演化簡圖

　　南海是中國的“母親?！保刂浦鴸|亞的氣候，蘊(yùn)藏著豐富的資源。目前，南海正在沿著馬尼拉海溝（Manila Trench，圖1）俯沖消亡。然而，學(xué)術(shù)界對于南海開始俯沖的時(shí)間仍然存在爭議，時(shí)間跨度為晚漸新世至中新世。南海沿著馬尼拉海溝的俯沖形成了北起臺(tái)灣省海岸山脈，南至菲律賓民都洛的一系列火山帶，稱之為呂宋?。▓D1, Luzon Arc）。弧巖漿為限定南海的俯沖提供了新的思路。南海是發(fā)育于歐亞大陸邊緣的海盆，自形成以來接受了巨厚大陸沉積物；并且南海古擴(kuò)張脊發(fā)育一條近東西向分布的黃巖島鏈（圖1，國際文獻(xiàn)稱Scarborough Seamount Chain）。相對于地幔楔橄欖巖和南海玄武質(zhì)洋殼，俯沖的大陸沉積物和黃巖島鏈玄武巖具有相對富集的同位素組成，因此便于在弧巖漿中識(shí)別，繼而為限定南海俯沖與消亡的時(shí)間提供重要的依據(jù)。中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所博士劉海泉和中科院院士徐義剛聯(lián)合國內(nèi)外多名科學(xué)家合作，對臺(tái)灣省-呂宋島弧體系新生代巖漿巖展開系統(tǒng)研究，取得如下重要認(rèn)識(shí)：
　　1）始新世-中中新世巖漿巖（> ~9 Ma）呈現(xiàn)虧損的Sr-Nd-Pb同位素特征（圖2），反映地幔源區(qū)受到普通大洋洋殼俯沖的影響，受控于古南海東南向的俯沖（圖3a）。
　　2）晚中新世-全新世巖漿巖（< ~9 Ma）呈現(xiàn)富集的Sr-Nd-Pb同位素特征。特別地，呂宋弧中段晚中新世-全新世火山巖（< ~9 Ma）Sr-Nd同位素呈現(xiàn)出向南海黃巖島鏈海山玄武巖演化的趨勢（圖2b）。大陸沉積物以及黃巖島鏈海山玄武巖同位素信息在呂宋弧巖漿巖中的出現(xiàn)，標(biāo)志著南海開始了俯沖消亡。結(jié)合南海的俯沖速率和俯沖角度，模擬計(jì)算進(jìn)一步制約南海開始俯沖的時(shí)間為~11 Ma（圖3b）。
　　該項(xiàng)成果發(fā)表于Tectonics，是廣州地化所與“一帶一路”沿線國家菲律賓科學(xué)家深入密切合作共同取得的初步研究成果。該項(xiàng)研究受到國家海洋局“全球變化與海氣相互作用”專項(xiàng)（GASI-GEOGE-02）、國家基金委重大項(xiàng)目“東南亞環(huán)形俯沖系統(tǒng)的巖漿響應(yīng)與物質(zhì)循環(huán)研究”（41890812）、南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室（廣州）院士團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目“大洋板塊形成、演化與消亡的地球化學(xué)示蹤”（GML2019ZD0202）、中科院戰(zhàn)略先導(dǎo)B（XDB18000000）、國家自然科學(xué)基金（41406058）以及同位素室地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金（SKLabIG-KF-16-13）等的資助。
　　論文鏈接
　　圖1 馬尼拉俯沖系統(tǒng)構(gòu)造簡圖
　　圖2 臺(tái)灣省-呂宋弧新生代弧巖漿Sr-Nd-Pb同位素圖解
　　圖3 呂宋弧新生代構(gòu)造演化簡圖

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