广州海洋实验室林间团队基于最新的国际大洋钻探数据与地震剖面，结合地球化学与地球动力学方法，建立了南海地幔温度、成分及其演化过程的定量化统一模型。该研究对于揭示边缘海地幔演化动力学过程及其构造岩浆响应机制具有重要指导意义，相关成果发表于国际知名地学期刊Journal of Geophysical Research: Solid Earth。
   南海是西太平洋最大的边缘海，位于欧亚板块、菲律宾板块和印度-澳大利亚板块交汇处，是攻关地球边缘海形成演化过程重大科学问题的突破口（图1）。近年来南海各海盆的扩张年龄、地幔端元组成以及地壳厚度变化首次得到精确测量，但不同的地球物理与地球化学观测之间缺乏交叉验证的定量化统一模型。

图1 南海地形及其周边俯冲构造

该研究创新地结合先进的热力学模拟与地幔熔融理论，以南海海上地震实验测定的地壳厚度以及国际大洋钻探获取的岩石地球化学特征为主要数据约束，建立了南海地幔温度、成分及其演化过程的定量化统一模型。模型结果显示（1）南海东部和西南次海盆的地幔温度基本一致；（2）东部和西南次海盆洋脊处岩石样品的地球化学特征差异主要受控于地幔组分（图2）。东部次海盆北部陆缘（U1500）的岩石地球化学特征与西南次海盆洋脊处（U1433、U1434）一致，表明扩张初期东部次海盆的地幔也受到了大陆下地壳的混染。由此，研究人员提出南海地幔演化的三个重要阶段：（1）在大陆破裂阶段，由于地壳拆沉作用，南海东部和西南次海盆的地幔都混染了少量大陆下地壳成分；（2）伴随着海底扩张的进行，被混染的地幔逐渐被上涌的深部正常地幔所取代；（3）由于海底扩张持续时间的不同，导致东部和西南次海盆的地幔组分存在差异（图3）。

图2 南海东部和西南次海盆的地壳厚度、Fe8.0和Na8.0以及对应的最佳地幔温度和地幔组分。DMM：亏损地幔；LCC：大陆下地壳

图3 南海地幔演化模式图

原文链接： https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2020JB020735