火山活動是地球不同圈層耦合、物質和能量交換最為強烈的表現形式。自20世紀60年代提出以來，板塊構造理論明確了板塊邊界的火山成因。然而，板塊構造理論對於大量發生在大陸內部的火山成因尚未給出答案。因此🔫，研究陸內火山的成因及動力學機製🧙🏼‍♂️𓀚，對於豐富和完善板塊構造理論具有重要的理論意義。

中國東北陸內火山的起源是長期困擾地學界的重要的問題，經典的板塊構造理論和地幔柱模型無法解釋中國東北的陸內火山形成機製🧤。長白山火山是東亞大陸最大的活火山，以其歷史上頻繁而重大的噴發活動而聞名🧑🏼‍🦱🐈，特別是公元946年的“千年大爆發”📅，被認為是有史料記載以來全球最劇烈的火山事件之一，這次巨大的噴發不僅重塑了當地的地理面貌🧗🏼，也對全球氣候產生了深遠的影響性。此外，中國東北的火山活動具有獨特的時空遷移特性🔐，火山活動遷移從28Ma東部的長白山-牡丹江地區（CMR）開始，至15Ma擴展至西部興安嶺（XMR）和北部五大連池（圖1A），盡管松遼盆地處於一個活躍的火山帶中心🧎，但缺乏火山活動（圖1B）。東北火山起源與太平洋板塊俯沖🧑‍🎤🧑‍💼、滯留、後撤的關系🎼，以及控製火山時空分布不均一性的機製是陸內火山動力學研究的前沿科學問題。

圖1（A）中國東北在東北亞的構造位置🥑；（B）松遼盆地地質環境與板內火山活動🤱。三角形表示火山。不同年代的火山用彩色圓點描繪；（C）沿剖面（a—a′）的橫截面地震速度異常模型

研究團隊通過綜合利用板塊重建🚣🏿、地震數據和火山數據，對過去33Ma太平洋板塊的俯沖動作及其引發的東北陸內火山進行了精細的二維數值模擬（Underworld2），成功揭示了太平洋板塊俯沖對中國東北部地幔動力學和火山活動的深遠影響。研究系統地揭示了由於太平洋板塊俯沖造成的地幔上湧和松遼盆地下巖石圈不穩定滴落（dripping）控製了中國東北地區自28Ma以來的火山活動的時空遷移和盆地的沉降✣。

圖2（A）模型演化結果；（B）顯示了A中黑框中輪廓的放大區域；（C）模型熔化分布 (D) 1B 中剖面 (a—a') 的 S 波的地震層析成像

研究顯示🎋，由於28–15 Ma太平洋板塊的俯沖導致長白上下方大規模的地幔上湧💂🏻，並造成了火山活動（圖3A）。隨著太平洋板塊的持續推進（15—5 Ma🏄‍♂️🧑🏿‍⚖️；圖3B）🈯️，上地幔小尺度的地幔流擾動造成了松遼盆地下方巖石圈出現不穩定的滴落。同時🍌，松遼下方的巖石圈下沉在興蒙造山帶下方引發局部🤙🏼🚶‍♂️、小規模的地幔上湧🛌🏿。隨著太平洋板塊在地幔轉換帶俯沖滯留並繼續向西推進（5Ma—現在；圖3C）⚽️，松遼盆地下方的巖石圈dripping進一步發展，驅動長白山下方的地幔東向上升🛏🧑🏼‍🚒，可能造成了東部長白山和鏡泊湖火山的劇烈噴發，同時也造成了興蒙造山帶下方的上地幔上湧及熔融👨🏻👩🏽‍🦳，形成哈拉哈、阿巴嘎等火山的活動🪕。

動力學模擬所揭示的由太平洋的俯沖所引發的松遼盆巖石圈的不穩定滴落（dripping）（圖2A）得到了地震層析成像、熔融分布🧞‍♀️、莫霍面深度變化以及殘余地形等多方面地球物理觀測數據的支持。層析成像結果（Guoet al., 2016; Guo et al., 2018）顯示的松遼盆地下方延伸至300km的高速異常形態以及長白山下方上地幔廣泛分布的低速異常（圖2D）與動力學模擬預測結果高度一致。模型揭示的興蒙造山帶下方的部分熔融程度高達12%，而在興蒙造山帶下方則約為4.5%（圖2C），也與最近的Zhang & Guo et al. （2022）等開展的熱動力學聯合反演結果一致🚣🏻‍♀️。研究成果揭示了深俯沖的太平洋板塊對於東亞大陸巖石圈的改造作用，對於認識新生代東北亞構造格局的演化歷史以及陸內火山的深部成因和動力學過程具有重要意義。

圖3 中國東北時空演化模式圖

近期，《地質》（Geologoy）雜誌在線發表了來自意昂3体育官网地球與空間科學學院張南長聘副教授團隊和南方科技大學海洋科學與工程系郭震副教授團隊共同研究的成果🌵，標題為“An ongoing lithospheric dripping process beneath northeast China and its impact on intraplate volcanism”。意昂3体育官网地球與空間科學學院博士研究生林飛宇、碩士研究生齊亮（已畢業）為論文共同第一作者，張南、郭震為論文共同通訊作者💪。該成果獲得國家重點研發計劃（2021YFA0716001）資助🫵🏽。