近日，我校（武汉）吕氏贵宾会0022孙启良教授团队在国际著名期刊《Basin Research》和《Tectonophysics》上发表论文，报道了新西兰南岛东南近海大南盆地内裂后期的岩浆活动与热液通道的长期可重复利用的研究成果。这项工作强调了热液通道在岩浆活动研究中的重要作用，不仅为岩浆本身的输运提供路径，也能为盆地内其它流体的运移提供通道。
热液通道作为岩浆活动研究中的重要一环而被广泛研究，但是针对其本身特性的研究仍存在不足，热液通道能够作为盆地内各类流体的输运通道已被前人证实，但其可持续活动的时间上限尚不清楚；另外断层能够作为岩浆的输运通道，但在大南盆地缺乏明确证据表明区域内的岩浆通过断层侵入到盆地内。我们的研究通过对大南盆地岩浆活动的研究，为以上问题提出新的见解与认识。
图1 （A）大南盆地西部岩浆构造分布图；（B）盆地内断层与岩床间关系图
大南盆地位于新西兰南岛东南近海，是在白垩纪冈瓦纳大陆破裂时期形成的裂谷盆地。本研究利用三维反射地震资料，在大南盆地北部识别出大量岩浆体和断层。这些岩浆构造形成于75-58 Ma，处于裂谷活动结束之后的时期，区内断层主要为NE-SW走向。此外，在火山区中识别出4期热液喷口，其中3期在垂向上连续发育，并在其上部发育古麻坑，在麻坑内及其周围识别到大量的流体存在。
图2 火山区、热液喷口、麻坑与流体地震剖面图（a）及解释（b）
本研究揭示了大南盆地裂后期岩浆输运系统以及热液通道的可重复利用性。板内减压熔融形成的岩浆沿先存的断层向上输运至盆地的沉积地层内，随后通过岩墙向盆地浅部侵入，并形成岩床或喷出地表形成火山。在这个输运体系中，断层是岩浆穿越基底的重要通道，影响了盆地内岩床的分布。在沉积盆地内的热液通道可在一定的时间内被多次重复利用。在本研究中，沿同一条热液通道形成了3期热液喷口，并在早渐新世时期，通道内的流体喷出海底形成麻坑，流体痕迹最晚可在早中新世地层中观察到，通道持续活动时间超过54 Ma。本研究强调热液通道在沉积盆地内的关键作用，其能够帮助岩浆突破相对刚性的基底，也能长期、持续的为盆地内的各类流体资源（如烃类等）提供向上输运的通道。本研究对全球沉积盆地内热液通道的研究具有重要的启示意义，并提供了更新、更具代表性的案例，本研究所取得的认识能够适用于研究区以外的地区。
图3 盆地岩浆输运系统
图4 研究区热液喷口形成演化过程及流体输运体系
这些研究成果近期发表在Basin Research与Tectonophysics上，由我校（武汉）吕氏贵宾会0022博士生曹鎏（第一作者）和孙启良教授（通讯作者）、英国利兹大学地球科学与环境学院地球物理与构造研究所Craig Magee教授、博士生王锦怡共同完成。感谢国家自然科学基金优秀青年项目（42222607）、重点项目（42130408）和面上项目（42176085）对本研究的联合资助。
论文引用：
Cao, L., Sun, Q., & Magee, C. (2023). Reutilization of fluid flow pathways over 54 million years, offshore New Zealand. Basin Research, 00, 1–15. https://doi.org/10.1111/bre.12801
Cao, L., Sun, Q., & Wang, J. (2023). Post-rift magma plumbing system in the northern Great South Basin, New Zealand. Tectonophysics, 864, 230030. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2023.230030
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