南大西洋中脊与地幔柱相互作用是国际固体地球科学研究的前沿和热点。近日，我所海洋地质室在此研究方向上取得新进展。

自白垩纪早期以来，伴随着冈瓦纳古陆的裂解，南大西洋自南向北逐渐打开，形成了目前南美洲与非洲大陆之间的现代海陆分布格局。在冈瓦纳裂解和大西洋打开的过程中，该地区诸多位置相对固定的著名地幔柱，如阿森松、圣赫勒拿及特里斯坦地幔柱等，可能发生了复杂的洋中脊与地幔柱（脊柱）相互作用。而玄武岩是深部地幔物质熔融的直接产物，是深部地幔过程的“探针”，为揭示南大西洋地区洋脊-地幔柱热点相互作用过程及南大西洋的构造演化历史提供直接的依据。

在中国大洋专项和国家自然科学基金项目的资助下，针对地幔柱对南大西洋扩张过程的影响这一科学问题，我所海洋地质与成矿作用研究团队利用我国大洋航次在南大西洋中脊（SMAR）获取的玄武岩样品（图1），开展了系统的主微量元素和Sr-Nd-Pb同位素地球化学研究。

图1 南大西洋地质背景与岩石样品采样点分布图

研究人员在揭示SMAR 19°S脊段地区地幔源区性质、部分熔融过程与岩浆演化特征等岩石成因的基础上，得到了新认知：SMAR 19°S脊段与其周围地幔柱（如圣赫勒拿与特里斯坦地幔柱）之间的直接的、物理上的相互作用已经停止，但是在其下伏的亏损的橄榄岩地幔中仍残存有少量富集组分包（系地幔柱曾经位于脊轴之下或附近时所遗留）（图2），这些易熔融的富集组分对流进入洋中脊下方将对洋脊岩浆和/或热液过程产生重要影响。该研究运用岩石地球化学数据，充分揭示了目前研究脊段与地幔柱之间相互作用的特征，进一步丰富深化了对地球两大动力学系统联系（洋中脊-地幔柱热点相互作用）的认识。

图2  SMAR 19°S脊段玄武岩微量元素与Sr-Nd-Pb同位素混合模型

该研究成果近期在地学知名期刊《Geoscience Frontiers》正式刊出，由自然资源部第一海洋研究所、自然资源部海洋地质与成矿作用重点实验室、青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室石学法研究员团队张海桃（第一作者）、鄢全树（通讯作者）、李传顺、石学法等人共同完成。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.gsf.2020.06.007