实验室陈龙副教授应邀在《中国科学:地球科学》发表安山岩成因百年思想演化的系统评述
发布人:丁文雁
发布时间:2026-05-14
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近日,应《中国科学:地球科学》主编郑永飞院士邀请,中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室陈龙副教授与中国科学技术大学研究生蔡仁骏在《中国科学:地球科学》“经典永流传”栏目发表题为“安山岩成因思想的百年演化”的评述文章。该文系统梳理了安山岩成因研究自20世纪初以来的发展脉络,聚焦八大经典模型,揭示了该领域从“单一机制争论”走向“多过程耦合系统思维”的科学范式转变(图1)。

图1 俯冲带安山岩成因多模型集成图。该图完整展示了俯冲带岩浆系统从源区到地表的全过程,直观表明通往安山岩的路径远不止一条。
一、百年求索:从单一模型到系统思维
文章指出,百年来的八大经典模型可归纳为两类:一类强调岩浆过程(如分离结晶、同化混染、岩浆混合),另一类聚焦源区性质(如地壳熔融、板片熔融、含水地幔熔融)。然而,任何单一模型均难以解释安山岩的全部特征。当前的认知困境在于:过程模型内部存在压力路径之争,而源区模型的地球化学指纹又易被后期过程掩盖。
二、新突破:低效分离结晶与再混合模型
针对这一困境,文章重点引介了Cai等(2025)基于全球弧火山岩熔体包裹体数据的最新校正研究。结果表明:未校正的包裹体SiO₂呈双峰分布,似支持基性与酸性两端元混合;而经岩相学校正后,数据汇聚为单峰分布,玄武质峰消失,且包裹体SiO₂系统性高于寄主安山岩(图8)。

图8 前人未校正的数据(绿色)呈双峰分布,经精确校正后(黄色)汇聚为单峰分布,表明安山岩并非由两端元混合而成,而是源自地幔的安山质熔体经低效分离结晶与再混合的产物。
该发现指向一个与主流认识迥异的成因机制:安山岩并非玄武质岩浆分异或端元混合的产物,而是直接源于地幔中富硅辉石岩部分熔融产生的原始安山质熔体。该熔体因高黏度与低晶体-熔体密度差,导致分离结晶效率极低,大量晶体滞留并与残余熔体再混合,最终固结形成安山岩。
三、前瞻:协同破解“源区”与“过程”的双重密码
文章指出,未来研究需从两个方向突破:一是深化源区探测,综合运用对岩性敏感的微量元素-同位素体系及地球物理手段,识别并量化俯冲带地幔中辉石岩的贡献,同时亟待开展针对富硅辉石岩的高温高压熔融实验;二是精确量化过程,借助新一代动力学-热力学耦合数值模型,系统模拟低效分离结晶、晶体-熔体再混合等过程的物理条件及其定量贡献。
四、意义与启示
本评述不仅绘制了安山岩成因研究的“百年思想地图”,也为理解俯冲带物质循环与大陆地壳生长提供了一个可供参考的认知框架。正如文章所言,安山岩这一古老而常新的命题,仍有许多未解之谜等待探索。
论文信息:
陈龙, 蔡仁骏. 2026. 安山岩成因思想的百年演化. 中国科学: 地球科学, https://doi.org/10.1360/SSTe-2025-0431
Chen L, Cai R. 2026. Petrogenesis of andesite: A century of conceptual evolution. Science China Earth Sciences, https://doi.org/10.1007/s11430-025-1914-3





