在国家自然科学基金共享航次计划项目（批准号：42249583，航次编号：NORC2023-583）等资助下，崂山实验室联合中国科学院海洋研究所、中国科学院地质与地球物理研究所等单位，在首席科学家孙卫东研究员带领下，研究团队在深海热液探测与研究领域取得进展。研究成果连续以“西太平洋板内大型蛇纹石化驱动的富氢热液系统：昆仑（A large intraplate hydrogen-rich hydrothermal system driven by serpentinization in the western Pacific: Kunlun）”和“西太平洋卡罗琳板块东缘富氢热液系统相关角砾岩筒的形成机制（Formation of breccia pipes associated with a hydrogen-rich hydrothermal system on the east Caroline plate in the West Pacific）”为题，于2025年8月8日和9月5日在线发表于《科学进展》（Science Advances）。论文链接分别为https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adx3202和https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adx2600。
在NORC2023-583航次执行期间，研究人员搭乘“奋斗者”号载人潜器首次在西太平洋穆绍海沟附近发现了由20个直径数百米的巨大圆坑组成的富氢热液筒群，将其命名为“昆仑热液筒群”，该成果于2025年8月30日发表在Science Bulletin期刊，引发广泛关注。这些特殊形态的热液筒与常规海底麻坑截然不同，推测为蛇纹石化反应释放氢气形成。此次发表的两篇文章进一步揭示了该热液筒群的形成演化过程、氢气释放通量、矿物成分及生态特征。
研究团队利用高精度多波束地形扫描与“奋斗者”载人潜器原位观测，发现昆仑热液筒群释放的热液流体富含氢气（图1），其氢气浓度高达6.8 mmol/kg，由此推算年氢气释放通量达4.8×1011 mol，占全球海底非生物氢气通量的5%以上。昆仑岩筒群形态与金伯利岩管相似，指示其存在多期爆炸活动。结合其所处构造背景和残存热液中高浓度氢气，研究团队提出昆仑热液筒是源于大量氢气燃爆的成因机制，并估算形成昆仑岩筒群需要近千亿吨的压缩氢气。此外，底地震仪监测到的800多次短暂小规模地震，表明整个穆绍海沟区域持续存在广泛的气体泄漏活动，从而支撑了氢气燃爆机制的推测（图2）。该系列研究不仅首次系统揭示了板内大型富氢热液系统的形成演化过程和爆炸成因机制，也为深海氢气资源的形成、迁移与释放通量的量化评估提供了观测与理论支撑。
NORC2023-583航次是支撑西太平洋地球系统多圈层相互作用重大研究计划（简称西太计划）海上调查设立的四个重大科学考察航次之一，该航次于2024年9月17-11月15日在西太平洋穆绍海沟海域开展有关俯冲起始机制研究的深海原位调查。
图1 昆仑热液筒群所在位置及基本特征。（A）昆仑热液筒群及穆绍海沟所处的区域位置（B）20个热液筒的分布特征（C）“崂山”热液筒的多波束地形图（D）“崂山”热液筒内的一个小爆炸坑。（E）热液筒内大规模自生碳酸盐岩堆积。（F）昆仑热液区喷发的热液流体及部分热液生物
图2 昆仑热液筒群关键地球化学过程及演化模式图