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【中國科學報】科學家揭示地球大洋巖石圈形成于25億年前
2020-05-12 | 作者:轉自:科學網 | 【 】【打印】【關閉

來源:科學網   發布日期:2020-5-10  作者:張行勇

  

典型蛇綠巖剖面 

  地球板塊構造學說是二十世紀地球科學的巨大成就。板塊構造為我們認識地球內部運作機制,特別是大洋的產生和消亡歷史,提供了合理的理論框架。

  板塊構造理論認為,地球的外殼是由地殼與巖石圈地幔組成的,屬弱構造變形的剛性塊體。地球的巖石圈被許多大型斷裂或構造帶分割成若干塊體,即巖石圈板塊。剛性的巖石圈板塊位于軟流圈之上,并以大規模水平運動為主。地幔深處源源不斷上涌的巖漿從洋中脊噴發,向兩側增生,形成對稱的磁性異常帶,構成不斷增長的大洋地殼,與下伏的巖石圈地幔一道構成大洋巖石圈板塊。

  但是,該理論仍然在板塊起源、板塊動力、板塊上陸三大難題上面臨挑戰。

  中科院院士張宏福介紹,蛇綠巖套的研究一直是認識板塊構造的重要途徑,其中對古老蛇綠巖的識別有助于人們探討地球早期演化和板塊構造起始時限等重要課題。而華北克拉通作為最古老的克拉通之一,被認為是由多個陸塊碰撞拼合而成。其是由華北東、西部陸塊碰撞形成的中部帶是最主要的古元古代造山帶,以發育多個具有碰撞造山性質的高級變質地體為特征。

  中國科學院地質與地球物理研究所劉卉博士在導師張宏福的指導下,通過對河北赤城紅旗營子群地幔橄欖巖(純橄巖和方輝橄欖巖)、地幔堆晶巖(橄欖輝石巖)、退變榴輝巖、長英質片麻巖等各類巖石的巖石學和鋯石的年代學和Hf-O同位素地球化學精細研究,結合前人的研究成果,發現我國河北赤城地區存在晚太古-早元古(25-19 億年)典型蛇綠巖剖面。即揭示出25億年前大洋巖石圈形成、25-19億年大洋向大陸巖石圈轉化,地幔被交代形成大量方輝橄欖巖、19億~18.5億年巖石圈深俯沖到榴輝巖相深度,原來的洋底玄武巖轉變成榴輝巖、320百萬年左右巖石圈抬升到斜長角閃巖相,榴輝巖退變為榴閃巖或石榴斜長角閃巖,記錄了大洋巖石圈從形成到消亡的全過程。

  這一研究結論為最終解決現代意義的板塊構造最早出現的時間這一固體地球科學重大難題提供了一個很好的實例。其相關研究成果發表于地球學科國際期刊《巖石》和《前寒武紀研究》上。

  

文章相關信息:https://doi.org/10.1016/j.lithos.2019.06.025

       https://doi.org/10.1016/j.precamres.2019.105377

 
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