人杰地靈的華南，不僅在我國社會經濟發(fā)展中具有極其重要地位，在地質構造演化歷史上也得天獨厚，是科學家們認知大陸演化過程、創(chuàng)新大陸地質理論的“經典地區(qū)”。

正在“決心”號上參加第三次南海大洋鉆探IODP367航次的黃小龍研究員，來自中科院廣州地球化學研究所，多年來一直致力于大陸巖石圈組成、結構與演化的相關研究，尤其是華南大陸巖石圈演化過程的研究。

“華南陸塊是全球新元古代以來地質演化歷史最復雜的地區(qū)之一，大規(guī)模的晚中生代巖漿活動是華南地質最顯著的特征，但大規(guī)模巖漿活動的動力學機制一直存在爭議?！秉S小龍介紹說，“科學家們最關心的問題是：這是否與太平洋板塊的俯沖有關？如果有關，為什么太平洋西岸沒有形成像太平洋東岸那樣的安第斯型造山帶？為什么瀕臨西太平洋俯沖帶的華南大陸，在中生代表現為陸內再造？為什么在此后的新生代，又出現了大量的盆地及邊緣海？”

自上世紀六十年代以來，板塊構造理論成為固體地球科學的最重要基石。但經典的板塊構造理論，無法解釋華南大陸極其復雜的地質演化動力機制。為了探索科學之謎，黃小龍從華南大陸來到了南海。

“這是因為南海作為獨具特色的新生代邊緣海，其形成和演化過程與周緣板塊活動過程密切相關，特別是與華南大陸的陸緣裂解過程有關。”黃小龍解釋說，“南海位于歐亞、西太平洋和印度-澳大利亞板塊的交匯處，幾乎經歷了從陸緣裂解到海底擴張、再到俯沖消減的一個完整的‘威爾遜旋回’，是研究各種類型板塊構造活動的最佳場所?！?/p>

板塊構造理論認為：在地球漫長的歲月中，海陸不斷變遷，經歷著“分久必合、合久必分”的歷史過程。加拿大科學家威爾遜最先注意到大洋開啟和閉合的不同發(fā)展趨勢，將大洋盆地的演化過程歸納為“萌芽-幼年-成熟-收縮-結束-大陸碰撞造山”六個階段，被稱為“威爾遜旋回”。其中，前三個階段顯示大洋的開張和生成，后三個階段代表大洋的收縮和關閉。

“南海是全球少有的幾個、完整地保留了擴張前大陸地殼基底、擴張期洋殼、擴張后中央火山鏈、洋殼俯沖消減島弧帶的大陸邊緣海，非常難得。通過研究南海的形成與演化過程，我們可探索一系列國際前沿的科學問題。”黃小龍說。

這些科學問題包括：從華南大陸巖石圈裂解演化到南海打開，所受控的深部動力學機制是什么？從陸緣張裂到海盆擴張的構造轉換，經歷了怎樣的過程？地球深部地幔與淺部巖石圈之間的相互作用關系是什么？經歷了怎樣的物質循環(huán)過程？

2014年，黃小龍曾經參加我國科學家主導的第二次南海大洋鉆探IODP349航次。在那次鉆探中，“決心”號首次成功鉆取南海西南次海盆、東部次海盆的沉積巖，以及南海停止擴張之前形成的、“最年輕的”洋中脊玄武巖樣品。

“經過航次后深入的巖石學、地球化學研究，我們意外地發(fā)現，南海西南次海盆和東部次海盆的洋殼成分有明顯差別，這說明兩個海盆的演化歷史和深部地幔成分并不一致，給人很多科學猜想?！秉S小龍說，“如果此次大洋鉆探，能夠成功鉆取到南海北部的洋中脊玄武巖樣品，就可以獲得南海最初打開時的初始洋殼信息。與349航次鉆取的玄武巖樣品進行對比研究，不僅可以相對完整地認識南海海盆擴張歷史，同時也可進一步認識華南大陸邊緣的巖石圈演化過程?！?/p>

目前，從華南大陸的陸緣裂解到南海形成與演化的相關研究，還成為在國際地球科學領域的前沿熱點。深入研究南海地質成因和構造發(fā)展史，不僅可為研究華南大陸演變過程、全面認識東亞和西太平洋構造及大陸邊緣盆地演化，提供科學依據；還對研究全球板塊構造格局演變、創(chuàng)新大陸地質理論，提供重要的科學機遇。