南海初始拉张的动力来源众说纷纭。随着近年来南海扩张末期洋壳玄武岩和南海扩张停止后板内玄武岩地球化学研究的兴起，“海南地幔柱”（即南海形成的深部动力来源模式）成为呼声较高的选项。我院俞恂副研究员和刘志飞教授通过对南海初始拉张形成的洋壳玄武岩开展岩石地球化学研究，发现南海扩张初期地幔的组成和热状态与正常软流圈地幔相似，提出南海的初始拉张未受到“地幔柱”活动的影响。相关论文“Non-mantle-plume process caused the initial spreading of the South China Sea”近期在Scientific Reports杂志发表。
该项研究通过分析玄武岩全岩元素地球化学和橄榄石斑晶的元素地球化学成分，指出南海扩张初期的地幔主要由尖晶石橄榄岩组成。进一步的地幔潜能温度计算表明，南海初始拉张地幔的潜能温度与全球洋中脊玄武岩估算的正常软流圈地幔温度一致，且明显低于由地幔柱影响形成的冰岛和夏威夷玄武岩所反演的地幔温度值（图1）。相比而言，南海扩张末期的洋壳玄武岩地幔源区存在大量辉石岩/榴辉岩和明显的热异常。以上结果表明，南海扩张末期发现的“地幔柱”信号在南海初始拉张的时候并未出现。因此，“海南地幔柱”无法被证实为南海初始拉张的动力来源。进一步的地球化学对比发现，“海南地幔柱”的信号在南海拉张的过程中才显现，这很有可能说明“地幔柱”并非南海形成的动力来源，而是南海形成之后的产物。
图1 南海初始拉张时期地幔潜能温度与正常洋中脊玄武岩、冰岛洋中脊玄武岩以及热点影响下玄武岩估算的温度结果的对比图。
文章第一作者为俞恂副研究员，共同通讯作者为俞恂和刘志飞教授。研究的样品材料来自于2017年在南海执行的国际大洋发现计划（IODP）第367航次。该项研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和上海市青年科技英才扬帆计划的共同资助。
Yu, X.* and Liu, Z.*, 2020. Non-mantle-plume process caused the initial spreading of the South China Sea. Scientific Reports, 10: 8500, doi: 10.1038/ s41598-020-65174-y.
全文链接：https://www.nature.com/articles/s41598-020-65174-y
撰稿：俞 恂
编辑：高小丰