作者:甘晓 蒋程 来源:中国科学报 发布时间:2021/1/25 13:54:38
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我国科学家首提“板缘张裂”新模式

 

近日,我国首个大型深海基础研究项目国家自然科学基金重大研究计划“南海深海过程演变”顺利结题。在该重大研究计划支持下,我国科学家首次提出边缘海的“板缘张裂”新机制。

大陆如何破裂形成海洋盆地是地球动力学的基本问题。科研团队开展南海大洋钻探得到的证据表明,南海产生于新生代中期,属于超级大陆瓦解后的板块碰撞期,是在西太平洋俯冲带岩石圈汇聚背景下发生的张裂,属于“板缘张裂”,不同于归属超级大陆瓦解阶段形成大西洋的 “板内张裂”。

南海“板缘张裂”模式与大西洋“板内张裂”的异同(研究团队供图)

处在地球多个大板块交汇处的南海,是研究边缘海的天然实验室,其构造运动控制了东亚季风与环境演化,以及地震灾害、油气资源。长期以来,套用大西洋模型解释南海成因,已经成为南海从基础研究到油气勘探共同遵守的信条。

但中国科研团队通过分析大洋钻探获得的南海岩浆成分后发现,南海洋陆过渡带基底下面是砾岩和玄武岩,未发现地幔剥露,由此证明南海不是“小大西洋”。与始终在扩张的大西洋海底盆地不同,南海和众多边缘海一样,它们永远也长不大,如今已在消亡。

“在南海构造与岩浆活动的10年探索里,我们历经三大阶段,就像打了海洋地质研究的‘三大战役’。”中科院南海海洋研究所业务副所长、特聘研究员林间告诉《中国科学报》。

关键实验阶段是最重要的“第一战役”。经过20多个航次、 总计200多天的原始观测,科研人员通过首次海底深拖地磁与大地电磁实验、三个半航次国际大洋钻探以及大量地震实验的努力,得到了大量宝贵的深部地震、深拖地磁、地球化学、大洋钻探的新数据。

“第二战役”是在关键实验阶段取得的数据基础上,进行理论初步集成,归类实验、寻找亮点,进行成果大筛选。

在高度理论集成的“第三战役”阶段,团队再次提升认识,提出“板缘张裂”新概念,南海构造新故事逐渐成型。

与北大西洋扩张大背景下的扩张、全地幔对流的“板内张裂”不同,作为挤压大背景下的扩张、上地幔对流,南海的“板缘张裂”新机制是地球板块演变的又一重要模式。与此同时,通过精确确定南海年龄与扩张速率,科研人员还提出南海打开动力在东边的假说,否认了以往南海从西部或南部开始扩张的理论。

“期待‘板缘张裂’模式能够更准确地为南海勘探提供理论依据,现今进一步的任务是到南海南部深海去,进一步验证‘板缘张裂’理论。”林间介绍道,未来科研人员计划将研究对象推进到东太平洋,并对太平洋的东、西俯冲机制进行对比研究。

 
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