花东海盆钻探计划将解锁地球中生代板块构造运动的密码
image: 黄色方框为图2范围，菲律宾海板块的红色圆点为DSDP钻孔位置（位置来源：Karig等，1975；deVries Klein 等，1980；Kroenke等，1980），南海区域的圆点代表ODP-Leg184（橙色）、IODP-Leg349（红色）、IODP-Leg367/368（黄色）航次的钻孔位置（位置来源：Wang等，2000；Li等，2014；Sun等，2018；Jian等，2018），红色数字代表DSDP站位号，白色箭头代表板块运动方向及速度（Hsu等，2016），水深数据来自全球海洋等深图GEBCO项目中的GEBCO_2025全球海洋等深网格数据（https://www.gebco.net/data-products/gridded-bathymetry-data）。 view more
Credit: ©《中国科学》杂志社
地球的板块构造演化史，犹如一部卷帙浩繁的编年史。其中，西太平洋地区的中生代记录，因关键证据的缺失而显得支离破碎。这里是否存在残留的中生代洋壳？复杂的板块边界如何演化至今？这些问题的答案，深藏在菲律宾海板块与欧亚板块交汇处一个名为花东海盆（Huatung Basin） 的区域。
近日，由中国科学院南海海洋研究所赵明辉研究员团队牵头，联合国内外多家顶尖科研机构，在《中国科学：地球科学》发表了一项系统性研究成果。该研究基于详实的地球物理探测数据，构建了一套针对花东海盆及邻区的综合构造演化模型，并面向我国最新一代大洋钻探船“梦想”号，提出了一个由四个核心站位组成的钻探设计方案，旨在从地质记录的本源出发，解答该区域长期悬而未决的三大基础科学问题。
一、为何聚焦花东海盆？一个“非典型”洋盆的启示
花东海盆位于台湾岛东南海域，面积有限，但其地质意义却极为关键（图1）。它是西太平洋地区少数几个被认为可能保存了中生代（特别是白垩纪）洋壳的候选区域之一。此前的研究主要通过拖网获得的岩石样品间接推断其年龄约为1.3亿年，但这并非直接来自洋壳基底的证据，存在较大的不确定性。更重要的是，花东海盆表现出“非典型”洋壳特征。综合地球物理探测显示，其地壳厚度约为5-7公里，属于正常洋壳范畴，但下地壳普遍存在高速层，其速度结构特征与相邻的、已被钻探证认为新生代（约60-37百万年前）的西菲律宾海盆截然不同。这种差异暗示了两个相邻洋盆可能拥有完全不同的起源和演化历史。
二、加瓜海脊存在三大假说的争议
紧邻花东海盆东缘的加瓜海脊，是解开这一区域谜题的另一把关键钥匙。与典型洋壳不同，加瓜海脊地壳厚度异常（达12-18公里），且两侧形态不对称，其成因长期悬而未决。当前学界存在三种主要假说：（1）古扩张脊残留：认为它是古太平洋板块或西菲律宾海盆早期扩张中心的一个残留片段。（2）走滑挤压脊：提出它是在板块边界大规模走滑运动中形成的挤压隆起。（3）俯冲起始遗迹：将其解释为一次板块重组过程中，向西俯冲行动“夭折”后留下的地壳增厚带。这三种假说各有依据，但也均面临难以自洽的矛盾。加瓜海脊到底是何种构造属性，它与花东海盆之间是何种年代和成因上的关联，直接决定了我们如何理解该区域从中生代到新生代的板块重组与俯冲起始这一关键转变过程。
三、四位一体钻探方案的科学逻辑链
为了彻底终结上述争议，论文提出了一个严谨、环环相扣的“四位一体”钻探验证框架（图2）。四个设计站位（及四个备选站位）并非孤立分布，其科学目标是互为保证、逐层递进的：
站位A（花东海盆中部）：作为整个方案的基石。其首要目标是钻穿沉积层，直接获取基底玄武岩样本，进行高精度放射性同位素定年。这将一劳永逸地确定花东海盆的形成时代，验证其是否为中生代洋盆，并为整个区域的构造演化模型确立最关键的时间锚点。
站位B（吕宋岛弧北段）：旨在解析过程。该站位位于南海板块向花东海盆俯冲形成的吕宋岛弧上。通过对该处完整的沉积序列进行取芯，可以重建南海与花东海盆之间从俯冲到碰撞的构造转换历史，在时间上约束这一关键动力学过程。
站位C（加瓜海脊脊部） 与 站位D（加瓜海脊东侧盆地）：这两站位构成一个诊断组合。它们的核心任务是判别机制。通过钻探获取加瓜海脊基底的岩石样本进行岩相学和地球化学分析，将能够区分加瓜海脊是洋壳残片、挤压产物还是俯冲遗迹。同时，对海脊东侧盆地的钻探（站位D），有助于厘清其性质（是与花东海盆同期的中生代洋壳，还是隶属于西菲律宾海盆的新生代洋壳），从而最终确定加瓜海脊的成因及其与两侧构造单元的真实关系。
由此可见，从确定时代（站位A），到解析过程（站位B），再到判别机制（站位C、D），四个钻探目标共同构成了一个从“是什么”到“为什么”的完整科学逻辑链条，旨在系统性地回答花东海盆及邻区的构造演化全貌。
四、中国“梦想”号的目标与使命
此项钻探计划的提出，恰逢我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号正式入列。这标志着中国具备了在全球深海实施高难度钻探作业的自主能力，也意味着我国能够从一个参与者，转变为国际大洋钻探重大科学计划的主导者和引领者。
花东海盆钻探计划，不仅有望实现对西太平洋中生代关键地质记录的突破，其成果更将对全球板块构造重建、边缘海形成演化以及深部碳循环等前沿领域产生深远影响。该计划若能顺利实施，花东海盆将成为国际地球科学研究的一个全新热点区域，推动我们对地球系统多圈层相互作用的理解迈向新的高度。
文章信息：
赵明辉, 朱佳豪, 张国良, 等. 2026. 花东海盆地球动力学演化与未来大洋钻探选址[J]. 中国科学: 地球科学, 56(7): 2801-2812. DOI: 10.1360/SSTe-2025-0430.
Zhao M, Zhu J, Zhang G, Sibuet J-C, Cheng J, Zhong G, Gao H. 2026. Geodynamic evolution of the Huatung Basin and future ocean drilling sites selection. Science China Earth Sciences, 69(7): 2750–2761, https://doi.org/10.1007/s11430-025-1915-0