登录
 机构网站
  1. 首页
  2. 情报产品
  3. 快讯详情

《自然资源部第一海洋研究所在西太平洋海山群成因机制方面取得重要进展》

  • 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：2024-08-17

  • 近日，自然资源部第一海洋研究所地质室海洋地质过程及演化团队在西太平洋海山群成因机制方面取得重要进展，研究成果对认识空间分布广、年龄和成分在空间上分布杂乱的板内海山群的成因机制具有重要意义。

    大洋板内岩浆作用通常被认为与地幔柱有关，经典的“地幔柱假说”能够很好的解释年龄随空间位置线性变化的板内火山链的成因。然而，很多大洋板内火山群的空间分布广、年龄分布杂乱，与经典的“地幔柱假说”预测的不符，其成因存在较大争议。

    为深入认识空间分布广的大洋板内海山群形成的深部动力学机制，自然资源部第一海洋研究所地质室海洋地质过程及演化团队成员位荀博士在石学法研究员的指导下联合中国科学院海洋研究所、中国科学院广州地球化学研究所和Scripps海洋研究所科研人员对西太平洋麦哲伦海山群多座海山熔岩进行了40Ar-39Ar年代学、元素以及Sr-Nd-Pb-Hf同位素分析，发现麦哲伦海山群海山熔岩成分高度不均一：HIMU（高µ = 238U/204Pb比值地幔）、EM1（1型富集地幔）和EM2（2型富集地幔）三种地幔端元在该海山群共存，甚至在单一海山尺度HIMU-EM1和EM1-EM2共存。结合年代学数据，麦哲伦海山群复杂的成分分布是南太平洋多个具有不同化学成分的热点火山链叠加所致。年代学数据揭示，麦哲伦海山群一些海山并非来自南太平洋地幔柱的直接熔融，但这些海山熔岩却具有Rarotonga（拉罗汤加）和Samoa（萨摩亚）地幔柱成分特征，是分散在软流圈中的地幔柱物质在岩石圈裂隙处减压熔融的产物。地幔柱的直接熔融形成年龄随位置线性变化的热点火山链；同时，地幔柱物质到达岩石圈底部时会在横向上扩散，并随着地幔对流分散在周围的软流圈中，并在岩石圈断裂带处发生减压熔融，形成与热点无关的火山。

    该研究成果表明空间分布广、年龄-空间位置关系复杂和化学成分多样的西太平洋板内海山群可能受到多个过程的共同控制：多个热点火山链的叠加，形成与热点相关的海山；分散在软流圈地幔中的地幔柱物质沿着岩石圈薄弱带（如断裂带等）处发生减压熔融，形成的熔体优先沿着先前存在的岩石圈薄弱构造或者火山通道上升并最终喷出地表，形成与热点无关却具有深源地幔柱成分特征的海山。很多空间分布的板内海山群的形成可能是深部地幔柱和浅部过程共同作用的产物。

    该系列研究成果近期分别以“Overlapping hotspot tracks and melts from diffuse plume materials in the upper mantle generated intraplate seamount groups in the West Pacific”和“Geochronological and geochemical constraints on the petrogenesis and geodynamic process of Hemler, Vlinder, and Il’ichev seamount lavas in NW Pacific”为题发表在地学学术期刊《Earth and Planetary Science Letters》和《Science China Earth Sciences》（《中国科学： 地球科学》）上。

    论文链接：

    https://doi.org/10.1016/j.epsl.2024.118901

    https://www.sciengine.com/SCES/doi/10.1007/s11430-024-1327-0

    https://doi.org/10.1360/SSTe-2024-0025

  • 原文来源：https://www.fio.org.cn/science/xshd-detail-13009.htm
284浏览量
原文链接
相关报告

  • 《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
    310浏览量
    原文链接

  • 《自然资源部第一海洋研究所在北极海洋微塑料研究方面取得重要进展》
    • 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：2023-07-16
    • 近日，自然资源部第一海洋研究所科研团队在北极海洋微塑料研究方面取得重要进展。该研究首次引入鱼类年龄特征参数，研究白令海黄线狭鳕摄入微塑料的特征以及年龄与摄入微塑料的相关性，并结合海水微塑料数据初步推断黄线狭鳕可能的迁移路径，为预测微塑料对鱼类种群的影响提供了基础数据，并为更加系统、科学地制定生物微塑料污染监测方案提供了参考。 微塑料污染已被列为全球环境问题，备受关注。早期研究发现，北大西洋温盐环流、波驱动的斯托克斯漂移、河流输入和海冰掺入等过程都有助于微塑料在北冰洋积聚和移动，导致北冰洋区域微塑料污染水平相对较高。已有学者基于北冰洋大西洋扇区表层水微塑料数据提出北极海底是微塑料“汇”的观点，但少有研究关注北冰洋太平洋扇区的微塑料污染情况。由于白令海位于北冰洋太平洋扇区一侧，是太平洋水流入北冰洋的唯一通道，因而研究白令海海洋生物体中微塑料的赋存对于解析北冰洋海域微塑料的环境行为和生态风险具有重要意义。 该研究利用黄线狭鳕的寿命相对较长的特点，首次引入鱼类年龄特征参数，解析了白令海黄线狭鳕摄入微塑料的特征以及鱼的年龄效应，并结合海水微塑料数据初步推断黄线狭鳕可能的迁移路径。此外，通过研究黄线狭鳕摄入微塑料的特征与海水中微塑料特征的关系，发现黄线狭鳕摄入的微塑料存在空间尺度上的影响，推测高年龄段的黄线狭鳕可能曾到过楚科奇海，与生态学调查结果一致。研究结果丰富了我们对北极生物体内微塑料的认知，也为北极微塑料风险防控奠定了基础。 该研究的相关成果发表在国际著名学术期刊《Science Advances》(SCI, IF: 13.6; 中国科学院一区, Top)。自然资源部第一海洋研究所资环中心新型污染物生态效应与风险评估研究团队博士研究生丁金凤和鞠鹏副研究员为该研究论文共同第一作者，孙承君研究员为通讯作者，中国科学院动物研究所张洁副研究员为共同通讯作者。 该团队自2015年开始开展海洋微塑料研究工作，构建了“检测技术构建-环境分布分析-国内外合作交流-技术成果支撑”为一体的海洋微塑料研究体系，是国内开展海洋微塑料研究起步较早的研究团队之一。该团队自2018年开始多次参加我国极地和大洋科考，对海洋微塑料进行了长期调查，目前在海洋微塑料研究领域已发表相关研究论文30余篇。 该研究得到了国家自然科学基金、中央级公益性科研院所基本科研业务费（海洋一所“鲲鹏”青年学者人才引进经费和“束星北”青年学者基金）、国家海洋局极地考察办公室等项目的资助。 论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adf5897。(Elder fish means more microplastics? Alaska pollock microplastic story in the Bering Sea. Science Advances, 2023, 9, eadf5897. https://doi.org/10.1126/sciadv.adf5897)
    669浏览量
    原文链接