近日，記者從中國科學(xué)院海洋研究所獲悉，國際地學(xué)期刊《化學(xué)地質(zhì)學(xué)》在線刊發(fā)了該所研究員張國良課題組最新研究成果。研究團隊通過科考取樣和實驗室分析發(fā)現(xiàn)，西太平洋卡洛琳海山隆起部分玄武巖的形成早于其東側(cè)海山鏈的玄武巖，而且兩處玄武巖同位素相同，說明這座海山的成因接近從未被證明過的“地幔柱假說”。

據(jù)介紹，“地幔柱假說”近半個世紀(jì)前被提出，該假說假設(shè)一個來自上千公里地幔深部的地幔上涌體，會出現(xiàn)類似原子彈爆炸一般的現(xiàn)象，以蘑菇云狀上涌，形成大量巖漿，洋底高原就是“蘑菇云”頂部，而海山鏈就是“蘑菇云”尾部，由于板塊漂移，二者在地表體現(xiàn)為空間上的連接性。

但地球上的洋底高原和海山鏈大都單獨存在，也沒有證據(jù)顯示存在二者成因相連的現(xiàn)象，因此科學(xué)家一直未能找到“地幔柱假說”的證據(jù)。要想檢驗這個假說，就需要證明洋底高原和海山鏈的時空分布符合板塊構(gòu)造運動，且具有共同的源區(qū)組成。

實際上，除了人們熟知的夏威夷海山鏈以外，西太平洋還有一個卡洛琳海山鏈。卡洛琳海山鏈臨近雅浦海溝和世界最深海溝——馬里亞納海溝，位于海底地質(zhì)運動活躍地帶。與夏威夷海山鏈不同的是，卡洛琳海山鏈西端連接一個巨大的卡洛琳隆起，隆起位于馬里亞納島弧南端、雅浦島弧以東的三角區(qū)。

張國良研究團隊通過“科學(xué)”號考察船首次獲得了卡洛琳隆起不同部位的拉斑和堿性玄武巖。

研究團隊發(fā)現(xiàn)，在卡洛琳隆起處采集到的拉斑玄武巖微量元素與典型的洋底高原玄武巖非常相似，同時它的堿性玄武巖則與東部相連的卡洛琳海山鏈玄武巖幾乎重疊。這些結(jié)果首次證明了西太平洋存在一個巨大火山活動形成的卡洛琳洋底高原。

研究還顯示，卡洛琳洋底高原的拉斑玄武巖形成于1500萬至2400萬年之間，明顯早于卡洛琳海山鏈，且兩者代表巖石“基因”的玄武巖同位素又非常相似，這說明卡洛琳洋底高原和海山鏈很有可能來自同一地幔柱。

結(jié)合本次研究，研究團隊認(rèn)為卡洛琳高原—海山鏈系統(tǒng)的時空分布和成因上符合“地幔柱假說”的基本模型，這對進一步證實“地幔柱假說”提供了重要證據(jù)。