近日，同济大学海洋与地球科学学院周怀阳课题组在菲律宾海加瓜海脊的性质和东南亚陆缘构造演化取得重要进展，研究成果以“First identification of a Cathaysian continental fragment beneath the Gagua Ridge, Philippine Sea, and its tectonic implications”为题发表于国际地学领域顶级期刊《Geology》。
菲律宾海是西太平洋最大的边缘海，位于欧亚板块、太平洋板块和印度-澳大利亚板块的交汇处，地理位置特殊，构造复杂；是研究边缘海盆构造演化机制的理想靶区，其成因与演化更是认识中生代以来西太平洋及东南亚陆缘构造演化的关键所在。其中，位于菲律宾海板块与欧亚板块交汇处的花东海盆与加瓜海脊，占据着重要的构造位置（图1），受采样技术和条件的限制，关于二者的性质、年龄、成因与演化等重要科学问题，目前还没有很好的认识。
图1 加瓜海脊及其邻近区域地质图
针对上述问题，该研究首次对加瓜海脊火山岩开展了详细的岩石学、矿物学、地球化学和地质年代学研究。Ar-Ar定年结果表明加瓜海脊火山岩的形成年龄约为123-124Ma（图2）。加瓜海脊火山岩是具有典型岛弧火山岩特征的安山岩，地幔源区受到来自俯冲的蚀变洋壳与沉积物的流体交代。
图2 加瓜海脊火山岩中锆石的年龄和成分，斜长石Ar-Ar定年结果
同时，火山岩中发现大量的继承性锆石，具有~250Ma，~0.75Ga和~2.45Ga的年龄峰值（图2）。这些年龄显然不同于菲律宾海板块的年龄，与华南大陆的基底年龄存在高度相似性。综合分析锆石的形态特征、微量元素特征（图2）以及全岩地球化学数据，由此揭示加瓜海脊之下存在大陆地壳基底，加瓜脊可能是古大陆岛弧。根据年代学结果，推测加瓜海脊火山岩的形成可能与早白垩纪大洋板块沿东亚陆缘俯冲息息相关。
由于缺乏钻井资料以及其他充分的地质证据，花东海盆的年龄一直有新生代与中生代之争，加瓜海脊火山岩的形成年龄和地球化学特征再次印证了花东海盆更可能形成于中生代，可能代表着一个中生代的残余洋盆。综合以上研究成果，提出了大陆裂解和大陆碎块的“长距离”与“短距离”迁移模型（图3），进一步明确了花东海盆-加瓜海脊-菲律宾海板块的构造演化关系。
图3东南亚陆缘裂解、迁移路径模式图解
结合近年来在一些现代和古老的洋内弧中发现古老碎屑锆石，推测洋内弧的形成和增生过程中出现大陆地体的增生，大陆物质在洋内弧形成演化中的作用不能忽视。
我室钱生平副研究员为论文第一作者、通讯作者，周怀阳教授为共同通讯作者，张晓智硕士研究生为共同第一作者。本研究得到了自然科学基金青年基金，重大项目的资助。感谢中科院沈阳自动化研究所在采样过程中提供的帮助。
论文链接：https://doi.org/10.1130/G48956.1