南海新生代扩张期后岩浆活动及其构造意义

The targeted area of this project is a post-spreading seamount chain located at Cenozoic fossil spreading centers (FSC) in the South China Sea (SCS). On the basis of systemically sampling for eight seamounts in the chain, combined with previous obtaining samples, this study will date these rock samples by using high-resolution K-Ar/Ar-Ar dating methods and establish geochronologic framework of the chain. After performing mineralogical, element chemical and isotope geochemical studies for these rock samples and making comparison with contemporaneous volcanic rocks around the SCS, this study will indicate the genesis of the chain. Combined with geophysical data, this study will elucidate the deep geodynamic setting of the formation of the chain, preliminarily develop a conceptual model of the formation and evolution of the SCS from a perspective of chemical geodynamics, and discuss the coupled relationship between the formation and evolution of the SCS and the motion history of its adjacent larger plates. Fossil spreading centers continue to erupt after cessation of spreading is a brand new (innovative) scientific problem. This project, for the first time, systematically studies magmatism at FSC in the marginal basins, and it will helpful to the better understanding of the formation and evolution of the SCS during Cenozoic.

本项目以南海新生代遗迹扩张中心处海山链（扩张期后形成）为研究对象，在对此海山链的8 座海山进行系统取样的基础上，结合已有岩石样品，应用先进的K-Ar/Ar-Ar 定年技术对该海山链岩石进行详细定年，建立海山链的年代学格架；在矿物学、元素地球化学及同位素地球化学研究的基础上，阐述该海山链岩石的成因，并与南海周边地区同期火山岩开展岩石成因对比研究；结合地球物理学资料，深入探讨该海山链形成的深部地球动力学背景，并从化学地球动力学角度初步建立南海新生代形成演化的概念模型，探讨南海形成演化与周围大板块构造变动的耦合关系。遗迹扩张中心处的岩浆作用是新发现的一种岩浆作用类型，本项目系首次在国际上对边缘海盆内的遗迹扩张中心处的岩浆作用进行系统研究。本项目将推动南海岩石学的深入研究，促进南海新生代扩张后岩浆活动时代及深部地球动力学背景这一重要科学问题的解决，从而进一步深化对南海新生代构造演化规律的认识。

本项目以南海新生代扩张期后在遗迹扩张中心处的岩浆作用的产物（海山及海山链）以及南海周边地区（雷琼半岛、北部湾及中南半岛）同期火山岩为研究对象，开展了地质年代学、矿物学、元素地球化学及Sr-Nd-Pb-Hf同位素地球化学研究，阐述了这期火山岩的岩石成因。研究指出这期岩浆活动通常出现在南海扩张中心停止活动后5-10Ma，且来自包括南海盆、雷琼半岛、北部湾及中南半岛的这些火山岩的地幔源区均可以用两端元（亏损地幔+富集地幔）混合模式来解释，其中富集地幔组分源自海南地幔柱。以上资料，结合地球物理学资料，指出包括黄岩岛海山链在内的南海地区扩张期后的板内火山作用的地球动力学背景为海南地幔柱，并在此基础上从岩石学角度建立了南海新生代形成演化的概念模型，认为南海新生代形成演化是南海周围大板块构造相互作用与地幔柱动力学综合起作用的结果。考虑到地质构造的继承性，我们把研究视角也进一步扩展到了前新生代，从岩石地球角度揭示了南海前新生代构造背景及演化样式，为完整理解南海中-新生代地质演化提供了直接的地质学证据。