近日，国际著名地学期刊《地球与行星科学通讯》（Earth and Planetary Science Letters，EPSL）以“Layered mantle heterogeneities associated with post-subducted slab segments”为题发表了我院于有强副教授的最新研究成果。
图1 古南海构造演化示意图。红色箭头表示与古南海残片下沉相关的脱水熔融或地幔上涌。（c）中的黄点代表从俯冲残片中分离出的物质。
南海是我国最大的边缘海，一系列构造演化模型被提出用来解释其成因机制。“古南海俯冲拖拽”模型则是其中之一（图1a），古南海持续向南的俯冲给后方施加一拖拽的力，这一拖拽的力进而引发南海的扩张，推动南海的构造演化。但是当下对于古南海的存在，以及已俯冲下去的古南海板片所在深度存在很大的争议。
为了厘清这一科学问题，于有强副教授与合作者在南沙地块和婆罗洲地区系统性地开展了地幔过渡带研究。地幔过渡带是上下地幔的分界，被称为“地球的温度计”：冷物质的存在（俯冲板片）会使地幔过渡带变厚，而热的物质（地幔上涌）则会引起地幔过渡带变薄。研究发现在南沙地块和婆罗洲的沙巴地区其地幔过渡带明显增厚，结合层析成像高速体的结果，为古南海的存在提供了直接的地球物理证据。同时，研究发现从下沉板片中分离出的物质会在地幔350千米和730千米产生不连续间断面。这些次生间断面的存在揭示出当下古南海的俯冲残片正在向下地幔下沉中(图1c)，而俯冲残片在下沉过程中会脱水引发地幔熔融，为南海南部扩张后期的大量岩浆活动提供了一种解释模型（图1b）。
论文第一及通讯作者为我院于有强副教授，合作者包括自然资源部国家海洋环境预报中心徐志国高级工程师，美国密苏里科技大学Stephen Gao教授和Kelly Liu教授及我院研究生高佳。研究获得“全球变化与海气相互作用”专项（GASI-GEOGE-05）和国家自然科学基金（42074052）的支持。
全文链接：https://doi.org/10.1016/j.epsl.2021.117115