近日我校海洋学院孙启良教授在国际地学领域知名期刊《Geological Society of American Bulletin》发表了题为《南海裂后期岩浆活动》的学术论文，阐释了南海北部裂后期岩浆活动时间、控制因素和岩浆系统的三维结构等。孙启良教授为第一兼通讯作者，合作者包括我校海洋学院解习农教授以及来自英国加里夫大学的Tiago Alves教授、中科院南海所赵明辉研究员、法国布雷斯特中心Jean-Claude Sibuet教授和法国图卢兹大学GérômeCalvès教授。
传统观点认为南海北部为非火山型或者过渡型大陆边缘。裂后岩浆虽然有所报道，但是多集中于南海扩张时期的洋中脊部位或同时期的部分大陆边缘盆地。而裂后期，尤其是南海扩张停止以后，南海北部岩浆活动尚知之甚少。根据高精度的三维地震资料，本研究发现南海北部裂后期存在着以前未曾发现的强烈岩浆活动。本研究揭示了岩浆系统的三维结构，岩浆活动的时间，岩浆在海底展布的控制因素以及裂后岩浆的成因。
新发现的岩浆活动主要表现为火山（Volcano）和熔岩流（Lava flow）两种存在形式（图1）。火山个体规模较小。而熔岩流规模较大，某些熔岩流流动距离达28公里以上。本研究的岩浆活动约开始于8.2 Ma（海底扩张停止6.8 m.y. 以后开始岩浆活动），停止于1.1 Ma（海底扩张停止13.9 m.y. 以后），并存在5.2 Ma和2.8 Ma两个喷发高峰期。巨大的形成时间差距（6.8 m.y. – 13.9 m.y.）说明研究区内的岩浆活动与海底扩张时期岩浆活动的形成机制存在较大不同。研究区岩浆活动两个高峰期与东沙运动存在着很好的对应；且研究区也在东沙运动的影响范围之内。因此，本研究认为新近的岩浆活动主要受控于东沙运动所形成的张性构造环境。在张应力的作用下，地幔上隆发生部分熔融。部分熔融物质沿拆离断层上升至上地壳或者沉积层内。一部分形成岩床（Sill）或岩床复合体（Sill complex）；另一部分岩浆可以通过拆离断层喷发至海底或者通过沉积层内的岩墙（dyke）或正断层喷发至海底（图1-2）。深大的拆离断层以及浅部的岩墙和正断层形成由深到浅的岩浆运移体系。喷发至海底的岩浆，在海底起伏较大区域可以填充沉积物波（Sediment wave）或者海底峡谷（canyon）的凹槽内，并沿凹糟发生远距离运移（图2）；在地势平坦区域，岩浆也可以发生顺坡的流动，形成熔岩河以及熔岩三角洲。
图1：火山及熔岩流特征及岩浆运移通道。A：火山及熔岩流底界面的方差体特征。熔岩流主要分布在沉积物波（Sediment waves）的凹槽内（Confined lava flows）。V1-V13为研究区内的火山；B：火山及熔岩流底界面上下30毫米均方根振奋。熔岩流主要表现为强振幅根振奋（暖色），火山（冷色）为熔岩流所包围；C：研究区编号9火山（V9）的三维特征。该火山表现为锥形，并且周围为底流形成的凹槽（Moats）所环绕；D和E：穿过火山9的地震剖面及其解释。在火山体之下可以清晰的观察到“上拉”的地震反射特征。岩墙可能存在其中；F和G：地震剖面及其解释。可以清楚的观察到熔岩流赋存在沉积物波的凹槽之中，以及火山体或熔岩流之下的岩墙和正断层。
图2：南海北部裂后岩浆的形成、运移和喷发模式。部分熔融的物质首先沿拆离断层向上运移，喷发出海底或者侵入上地壳/沉积层。在浅部岩浆的运移主要通过岩墙和正断层。喷发物质在海底主要受控于底流及重力流所塑造地貌
论文信息如下：
Title:Post-rift magmatism on the northern South China Sea margin
Authors:Qiliang Sun; Tiago M. Alves; Minghui Zhao; Jean-Claude Sibuet; Gérôme Calvès; Xinong Xie
Sources: GSA Bulletin, Available online 6April 2020
Doi: https://doi.org/10.1130/B35471.1
