图 夏威夷Loa-Kea双链（A）、地球化学分异（B）及地幔柱导管分裂模型（C）

　　在国家自然科学基金项目（批准号：42174106）等资助下，南方科技大学胡佳顺副教授课题组在地幔柱结构演化与化学分异研究方面取得新进展。研究成果以“地幔柱管道自下而上分裂导致夏威夷群岛罗亚-凯亚双侧分异趋势（Bilateral Loa-Kea trends of the Hawaiian Islands caused by the bottom-up splitting of plume conduit）”为题，于2026年1月23日在线发表于《科学进展》（Science Advances）。论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adx4095。

　　有别于经典地幔柱理论预测的单火山岛链，太平洋上多个热点火山呈现出双岛链趋势，且两条子岛链的岩浆岩地球化学特征差异显著。其中最著名的例子是夏威夷群岛，其在过去数百万年间形成了Loa和Kea两个子岛链：“Loa型”岩浆同位素更富集，主要分布在火山链的西南一侧；“Kea型”岩浆相对亏损，主要出露于火山链的东北一侧（图A，B）。已有研究从地幔柱与板块相互作用、以及地幔柱内部化学分异等角度提出了多个模型，但普遍无法在时间和空间上同时解释夏威夷岛链的演化特征。

　　针对这一问题，研究团队系统构建了多数据同化数值模型，并使用自发地幔柱准确地拟合了夏威夷群岛的位置，在此基础上进一步分析了夏威夷地幔柱的双侧分异现象。研究发现Loa和Kea子岛链的形成源于地幔柱自下而上的分裂（图C）。约1000万年前起，地幔柱在板块深俯冲与大型低波速省（LLVP）共同驱动的作用下，在深度1200千米以下开始分裂并向上传播。太平洋LLVP北缘的俯冲引发强烈地幔流，使LLVP变形并在其边缘形成热化学脊。起源于其中一脊的夏威夷地幔柱，呈“三角幕式”上升流；脊两端上涌强度高。随着持续得喷发，中部上涌减弱，导致导管中部发生自下而上的分裂。这个过程驱动了地幔柱浅部化学特征从同心圆结构到双侧分异结构的转变，解释了Loa-Kea双链的形成。

　　该研究揭示了俯冲板片扰动下地幔柱的分裂机制，为理解地幔柱的源区结构、火山链化学分异的形成机制等重要问题提供了参考。