南海是中國的“母親海”，控制著(zhù)東亞的氣候，蘊藏著(zhù)豐富的資源。目前，南海正在沿著(zhù)馬尼拉海溝（Manila Trench，圖 1）俯沖消亡。然而，學(xué)術(shù)界對于南海開(kāi)始俯沖的時(shí)間仍然存在爭議，時(shí)間跨度為晚漸新世至中新世。南海沿著(zhù)馬尼拉海溝的俯沖形成了北起臺灣省海岸山脈，南至菲律賓民都洛的一系列火山帶，稱(chēng)之為呂宋弧（圖 1, Luzon Arc）。弧巖漿為限定南海的俯沖提供了新的思路。南海是發(fā)育于歐亞大陸邊緣的海盆，自形成以來(lái)接受了巨厚大陸沉積物；并且南海古擴張脊發(fā)育一條近東西向分布的黃巖島鏈（圖 1，國際文獻稱(chēng)Scarborough Seamount Chain）。相對于地幔楔橄欖巖和南海玄武質(zhì)洋殼，俯沖的大陸沉積物和黃巖島鏈玄武巖具有相對富集的同位素組成，因此便于在弧巖漿中識別，繼而為限定南海俯沖與消亡的時(shí)間提供重要的依據。中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所同位素地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室徐義剛院士團隊聯(lián)合國內外多名科學(xué)家合作，對臺灣省-呂宋島弧體系新生代巖漿巖展開(kāi)系統研究，取得如下重要認識：

圖1 馬尼拉俯沖系統構造簡(jiǎn)圖

圖2 臺灣省-呂宋弧新生代弧巖漿Sr-Nd-Pb同位素圖解

        1）始新世-中中新世巖漿巖（> ~9 Ma）呈現虧損的Sr-Nd-Pb同位素特征（圖 2），反映地幔源區受到普通大洋洋殼俯沖的影響，受控于古南海東南向的俯沖（圖 3a）；

        2）晚中新世-全新世巖漿巖（< ~9 Ma）呈現富集的Sr-Nd-Pb同位素特征。特別地，呂宋弧中段晚中新世-全新世火山巖（< ~9 Ma）Sr-Nd同位素呈現出向南海黃巖島鏈海山玄武巖演化的趨勢（圖 2b）。大陸沉積物以及黃巖島鏈海山玄武巖同位素信息在呂宋弧巖漿巖中的出現，標志著(zhù)南海開(kāi)始了俯沖消亡。結合南海的俯沖速率和俯沖角度，模擬計算進(jìn)一步制約南海開(kāi)始俯沖的時(shí)間為~11 Ma（圖 3b）。

圖3 呂宋弧新生代構造演化簡(jiǎn)圖

        該項成果發(fā)表于Tectonics，是廣州地化所與“一帶一路”沿線(xiàn)國家菲律賓科學(xué)家深入密切合作共同取得的初步研究成果。該項研究受到國家海洋局“全球變化與海氣相互作用”專(zhuān)項（GASI-GEOGE-02），國家基金委重大項目“東南亞環(huán)形俯沖系統的巖漿響應與物質(zhì)循環(huán)研究”（41890812），南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗室（廣州）院士團隊項目“大洋板塊形成、演化與消亡的地球化學(xué)示蹤”（GML2019ZD0202），中科院戰略先導B（XDB18000000），國家自然科學(xué)基金（41406058）以及同位素室地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室開(kāi)放基金（SKLabIG-KF-16-13）等項目的資助。

        論文信息：Liu, H.-Q., Yumul Jr, G. P., Dimalanta, C. B., Quea？o, K., Xia, X.-P., Peng, T.-P., Lan, J. B., Xu, Y.-G., Yan, Y., et al., Western Northern Luzon Isotopic Evidence of Transition from Proto-South China Sea to South China Sea Fossil Ridge Subduction. Tectonics, doi: 10.1029/2019tc005639.

        論文鏈接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2019TC005639