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在南海洋陸過渡帶的基底岩石中尋找“時間膠囊”
2017-03-31 16:04:25 來源: 新華社
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  新華社“決心”號3月31日電(記者張建松)南海何時與華南大陸分離並生成新的洋殼,是構建“南海生命史”的一個重要時間框架。在第三次南海大洋鑽探成功鑽取的洋陸過渡帶基底岩石中,中山大學鐘立峰研究員將尋找“時間膠囊”,展開深入研究。

  經過長達一個多月的艱難鑽探,3月25日,“決心”號在南海洋陸過渡帶終于鑽到了玄武岩。玄武岩是洋殼上部的主要岩石之一。玄武岩的出現,表示第三次大洋鑽探已經“觸摸”到南海洋陸過渡帶的基底岩石。

  “當時,終于見到了自己朝思暮想的基底岩石,心情非常激動。但看著一段段黑乎乎的岩芯,表面上還鑲嵌著的一顆顆大到肉眼輕易可辨的灰白色斜長石斑晶,心裏不禁又咯噔了一下,難道這不是玄武岩?”鐘立峰説,“這幾天,我仔細觀察研究薄片,一顆懸著的心終于落地了。這就是玄武岩,而且還是洋中脊玄武岩!”

  在“決心”號,用于研究的岩芯樣品可現場切割、磨片,供科學家第一時間在船上研究。記者看到,顯微鏡下玄武岩的薄片裏,有許多大大小小灰白色或深灰色長條,橫七豎八地堆放著,間或搭建了類似三角形的框架,框架中點綴著或黃或藍或綠的色彩,美麗斑斕。

  “這些灰色長條就是斜長石和單斜輝石,斜長石斑晶呈三腳架狀的間粒結構,粒間充填有隱晶質的斜長石和單斜輝石,這就是玄武岩特有的‘間粒間隱結構’。”鐘立峰介紹説。

  岩石是在各種地質作用下,按一定方式結合而成的礦物集合體,是構成地殼及地幔的主要物質。根據成因,地球上的岩石可分為三大類:岩漿岩(火成岩)、沉積岩和變質岩。

  岩漿岩是由地殼內部上升的岩漿侵入地殼或噴出地表冷凝而成的。噴出海底的熔岩遇到海水驟然冷卻,時間極為短暫,礦物顆粒來不及結晶成較大的晶體,因此結構都非常細密,顆粒一般都小于1毫米,岩石學家稱之為“微晶”或“隱晶”結構。

  玄武岩是一種具有隱晶結構的岩石。有時,偶爾也可能見到幾個基性礦物的大晶體,稱之為“斑晶”。大洋環境中通常有兩種玄武岩:洋中脊玄武岩(MORB)和洋島玄武岩(OIB)。

  此次在南海洋陸過渡帶鑽取的基底岩石,究竟是哪種玄武岩呢?鐘立峰認為,根據目前船上的研究條件判斷,很可能是洋中脊玄武岩。主要有三個證據:

  第一,這些岩石有對稱的冷凝邊構造,指示其可能為枕狀玄武岩,這是洋中脊玄武岩的特徵構造;第二,這些岩石具有塊狀構造,表明它們不是具有氣孔或杏仁構造的洋島玄武岩;第三,顯微鏡下發現斜長石都是基性斜長石,聚片雙晶結構非常清晰,沒有看到具有格子雙晶的鹼性長石,並且輝石為二級藍的普通輝石,而不是帶紅色的鈦輝石,進一步證實它們不是洋島玄武岩。

  多年來,鐘立峰一直致力于對南海海底岩漿岩進行岩石學、地球化學和地質年代學研究。在建立時空框架的基礎上,探討南海海底岩漿岩的岩石成因,反演南海及其圍區構造演化過程。

  在深入研究中,鐘立峰計劃從南海洋陸過渡帶的基底岩石中,分別挑選出斜長石、輝石和玻璃基質,進行40Ar/39Ar年代學測定。以期從多個角度來確定該玄武岩基底的形成時代,為第三次南海大洋鑽探提供年代學數據。

  “40Ar/39Ar年代學測定,是同位素地質年代學最常用的方法之一。如果將斜長石、輝石和玻璃基質比作是基底岩石中的‘時間膠囊’,通過檢測這些‘時間膠囊’的同位素,我們就可以知道基底岩石的形成時間,從而揭開南海初始形成的時間之謎。”鐘立峰説。

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【糾錯】 責任編輯: 張明宇
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