近日，中科院海洋所孫衛(wèi)東課題組李賀、孫衛(wèi)東與綜合大洋鉆探(IODP)351航次首席科學(xué)家Arculus教授等IODP專家合作，在Nature Communications 發(fā)表了關(guān)于新生代伊豆小笠原俯沖起始的文章。
俯沖帶和島弧早期階段形成的巖漿特征與成熟島弧體系的巖漿特征有所不同，是研究俯沖起始的切入點。伊豆小笠原-馬里亞納（IBM）俯沖體系早期階段主要由低鈦-鉀拉斑玄武巖和玻安巖組成。國際大洋鉆探351航次在奄美盆地發(fā)現(xiàn)的玄武巖，位于IBM最古老的殘余弧的下方和偏西部，形成時間在約49 百萬年前。晚于此前發(fā)現(xiàn)的該區(qū)最早的弧前玄武巖（51-52 百萬年）約3百萬年。由于這些玄武巖正處于弧前玄武巖和典型弧巖漿作用之間的轉(zhuǎn)折點，表明俯沖起始經(jīng)歷了約3百萬年的時間。文章研究的玄武巖是低鈦-鉀、含鋁尖晶石的拉斑玄武巖。這些伊豆小笠原馬里亞納島弧發(fā)展早期階段形成弧前玄武巖來，與大洋中脊、弧后盆地、島弧或大洋島玄武巖相比單礦物組份和全巖組份都存在明顯地球化學(xué)區(qū)別。它們來自熱的、還原的、難熔上地幔橄欖巖源區(qū)。該玄武巖的礦物溫度計顯示其形成的溫壓條件變化大，是從斜長石-尖晶石-橄欖巖相邊界處的壓力迅速轉(zhuǎn)移到地表，保留了多壓多熱礦物學(xué)的遺跡。這些特征為揭示板塊俯沖起始機制提供了關(guān)鍵信息，暗示俯沖起始階段該區(qū)處于擠壓環(huán)境，而非自發(fā)俯沖起始對應(yīng)的拉張環(huán)境。該研究結(jié)果支持孫衛(wèi)東等2020 年在Science Bulletin發(fā)表的“新特提斯洋閉合碰撞誘發(fā)西太平洋新生代板塊俯沖起始”的觀點。
國際大洋鉆探351航次在奄美盆地U1438鉆孔位置圖及玄武巖巖心中單斜輝石和斜長石組份隨深度變化特征
奄美盆地玄武巖中尖晶石的成分特征圖
海洋所科研人員與IODP351航次人員合影
文獻：
Li, H*., Arculus, R.J*., Ishizuka, O., Hickey-Vargas, R., Yogodzinski, G. M., McCarthy A., Kusano, Y., Brandl, P.A., Savov, I.P., Tepley III, F. J., Sun, W.D*. Basalt derived from highly refractory mantle sources during early Izu-Bonin-Mariana arc development. Nature Communications. 2021. Doi: 10.1038/s41467-021-21980-0.
Sun, W.D.*, Zhang, L.P., Li, H., Liu, X., (2020) The synchronic Cenozoic subduction initiations in the west Pacific induced by the closure of the neo-Tethys ocean. Science Bulletin 65, 2068-2071.
