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《广州地化所在南海形成动力机制上取得新进展》

  • 来源专题：中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者： wukan
  • 发布时间：2018-05-18

  • 南海形成演化是新生代东亚大陆边缘最为重要的构造事件之一。然而，南海形成的动力学机制一直存在争议，其中海南地幔柱被认为对南海的形成起到重要贡献。

    为了有效限制南海形成与海南地幔柱之间的成因关系，广州地球化学研究所边缘海与大洋地质实验室余梦明博士和闫义研究员对南海残留洋中脊中中新世 MORB 洋壳和黄岩岛链晚中新世 OIB 型海山玄武岩进行了地球化学分析，确定南海洋中脊与海南地幔柱之间存在相互作用。南海洋壳不相容元素与同位素同步富集特征指示南海中中新世海底扩张过程中存在富集地幔（海南地幔柱）的加入。南海晚中新世海山玄武岩略微亏损的不相容元素和同位素组成记录了亏损 MORB 地幔对地幔柱物质的稀释作用。南海东部次海盆和西南次海盆中中新世 MORB 之间具有较强的地球化学组成差异，反映其地幔源区存在成分不均一性。地幔柱物质在输送过程中经历不同程度的熔体抽取，不相容元素亏损的海南地幔柱物质不同比例地输入到洋中脊，造成南海中中新世 MORB 地球化学特征差异。

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  • 《自然资源部第一海洋研究所在西太平洋威克海山的形成机制研究上取得新进展》
    • 来源专题：中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者：liguiju
    • 发布时间：2021-11-25
    • 经典的“地幔柱假说”能够很好地解释巨大洋底高原和年龄随空间位置线性变化的海山链成因。西太平洋海山省（West Pacific Seamount Province—WPSP）的大多数海山群，并不具有狭窄、年龄随空间位置线性变化的典型特征，很难用经典的“地幔柱假说”来解释，其形成的动力学机制至今仍扑朔迷离。 针对上述问题，我所海洋地质与成矿作用重点实验室位荀博士和石学法研究员等科研人员与中国科学院广州地化所徐义刚院士、美国Scripps海洋研究所P. R. Castillo教授等多位科学家合作，对西北太平洋中白垩世威克海山区7座海山（拉蒙特、大成、徐福、蓬莱、牛郎、织女和湛露）样品进行了系统的主微量元素和Sr-Nd-Pb-Hf同位素分析，得出以下认识： 威克海山玄武岩属于碱性硅不饱和系列，利用MgO>8%的样品恢复的原始岩浆具有高的CaO、FeOT和TiO2含量以及CaO/Al2O3比值，表明它们的地幔源区岩性为碳酸盐化橄榄岩或者碳酸盐化榴辉岩熔体与橄榄岩反应形成。MgO>8 wt%样品具有高的Zr/Hf比值和Zr-Hf-Ti负异常也暗示其地幔源区有碳酸盐组分的贡献。该研究结果表明地球深部来源的碳酸盐化熔体在大洋板内碱性岩浆的形成过程中扮演了非常重要的角色。 威克海山玄武岩的Sr-Nd-Pb-Hf同位素组成与南太平洋的Arago热点组分相似。板块重建结果表明，威克海山的起源可以追溯到Cook-Austral火山岛链的Arago热点附近，暗示威克海山很可能形成于Arago地幔柱。但威克海山年龄分布杂乱（不同海山年龄相近但成分相似），很难用经典的“地幔柱假说”来解释。结合最近的3-D数字模拟结果，他们提出在中白垩世，Arago地幔柱上升到地幔过渡带附近时，地幔过渡带底部的低粘度层会阻碍Arago地幔柱继续上升，使其形成树状结构，这些次级地幔柱（secondary plume）熔融形成的岩浆喷出地表形成威克海山玄武岩。另一种可能的模型是，威克海山来自起源于太平洋大型低剪切波速省（LLSVP）边部的次级地幔柱。这种起源于LLSVP的次级地幔柱活动时间有限、强度小，能够解释威克海山轨迹短、年龄分布杂乱的特征。 由于采样难度大，威克海山区大多数海山样品少（甚至没有样品），加上对古老、蚀变大洋样品定年难度大，其年代学研究程度较低。仅从目前的数据很难确切评估威克海山的杂乱年龄分布是否是多个有年龄序列海山链的叠加所致，多热点（形成于初级地幔柱—primary plume）叠加模型很难被排除；次级地幔柱模型能很好的解释目前所观察到的威克海山的分布和地球化学特征。在后续研究中需要有针对性地对合适的样品进行年代学和地球化学研究，确定其年龄和成分变化范围，以期更好地与南太平洋热点组分进行对比研究。 上述研究成果为解释西太平洋海山形成机制提供了新思路。该研究成果发表于国际地学期刊Chemical Geology（位荀, 石学法, 徐义刚, Castillo, P. R., 张艳, 张乐 & 张辉 (2022). Mid-Cretaceous Wake seamounts in NW Pacific originate from secondary mantle plumes with Arago hotspot composition. Chemical Geology 587, 120632, doi.org/120610.121016/j.chemgeo.122021.120632）。该研究得到中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金、国家自然科学基金和南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）人才团队引进重大专项等支持。 链接： https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2021.120632 https://authors.elsevier.com/a/1e6T%7E26gac6At
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  • 《广州地化所在岭南地区全新世以来气候变化-人类活动-环境演变的相互影响上取得新进展》
    • 来源专题：大气污染防治
    • 编译者：APC
    • 发布时间：2018-10-10
    • 自工业革命以来，随着生产力的变革和生产技术的提高，人类改造地表环境的能力不断增强，在改善人类生存空间的同时也引发了一系列生态环境问题。例如极端气候事件增加，重金属污染，土壤侵蚀退化，湖泊富营养化以及海洋酸化等。古气候学研究可以从历史的角度探讨这些生态环境问题。因此，古气候 - 人类活动 - 环境变化相互作用的重建工作不仅可以提供一个与现在进行比较的“基准”，而且有助于我们采取科学合理的举措促进生态环境的可持续性发展。 　　近期，中国科学院广州地球化学研究所稳定同位素地球化学学科组黄超博士和韦刚健研究员及合作者基于南海北部陆架泥质区获得的沉积岩芯（ YJ Core ）样品，利用铅、铯年代学和 AMS 14 C 年代学结果为 YJ Core 岩芯建立非常可靠的年龄框架，进而开展高分辨的全新世气候演化 - 人类活动 - 环境变化之间相互影响的重建工作。该项研究分别选用 CIA 和 Al/K 作为化学风化强度的代用指标， δ13C org和 TOC 指示河流输入的变化。在 7500-2000 cal yr BP （ calibrated years before the present ）期间，化学风化和河流输入表现出整体减弱的变化趋势，这与我国季风区不同地质载体所记录的夏季风的变化一致，表明该时期海洋沉积岩芯 YJ Core 记录主要是受到夏季风的影响。近 2000 年以来， YJ Core 岩芯记录的化学风化和河流输入逐渐增强，且岩芯沉积物中的低频和频率磁化率大幅度增加，金属元素 Cu 和 Pb 的含量也迅速增加。这些岩芯沉积记录的增加趋势与广东省人口变化基本一致。然而，东亚季风区多种地质载体的研究结果发现，东亚夏季风在近 2000 年呈现出整体减弱的变化。我们推测，由于人口的增加、农业生产的发展以及采矿冶炼活动的扩张，引起土壤侵蚀的增强和金属元素含量（ Cu 和 Pb ）的增加，进而导致河流输入到近海陆架上沉积物的增加。因此，近 2000 年以来，岭南地区逐渐增强的人类活动取代了自然气候条件成为地表生态环境改造的主要控制力量。 　　相关成果发表在 Quaternary Science Reviews 期刊上。该项研究获得了国家自然科学基金和广州市科学（技术）研究专项重点项目资助。
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