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在南海洋陆过渡带的基底岩石中寻找“时间胶囊”

来源:新华社 作者:张建松 时间:2020-02-19 17:20:15
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  新华社“决心”号3月31日电(记者张建松)南海何时与华南大陆分离并生成新的洋壳,是构建“南海生命史”的一个重要时间框架。在第三次南海大洋钻探成功钻取的洋陆过渡带基底岩石中,中山大学钟立峰研究员将寻找“时间胶囊”,展开深入研究。

  经过长达一个多月的艰难钻探,3月25日,“决心”号在南海洋陆过渡带终于钻到了玄武岩。玄武岩是洋壳上部的主要岩石之一。玄武岩的出现,表示第三次大洋钻探已经“触摸”到南海洋陆过渡带的基底岩石。

  “当时,终于见到了自己朝思暮想的基底岩石,心情非常激动。但看着一段段黑乎乎的岩芯,表面上还镶嵌着的一颗颗大到肉眼轻易可辨的灰白色斜长石斑晶,心里不禁又咯噔了一下,难道这不是玄武岩?”钟立峰说,“这几天,我仔细观察研究薄片,一颗悬着的心终于落地了。这就是玄武岩,而且还是洋中脊玄武岩!”

  在“决心”号,用于研究的岩芯样品可现场切割、磨片,供科学家第一时间在船上研究。记者看到,显微镜下玄武岩的薄片里,有许多大大小小灰白色或深灰色长条,横七竖八地堆放着,间或搭建了类似三角形的框架,框架中点缀着或黄或蓝或绿的色彩,美丽斑斓。

  “这些灰色长条就是斜长石和单斜辉石,斜长石斑晶呈三脚架状的间粒结构,粒间充填有隐晶质的斜长石和单斜辉石,这就是玄武岩特有的‘间粒间隐结构’。”钟立峰介绍说。

  岩石是在各种地质作用下,按一定方式结合而成的矿物集合体,是构成地壳及地幔的主要物质。根据成因,地球上的岩石可分为三大类:岩浆岩(火成岩)、沉积岩和变质岩。

  岩浆岩是由地壳内部上升的岩浆侵入地壳或喷出地表冷凝而成的。喷出海底的熔岩遇到海水骤然冷却,时间极为短暂,矿物颗粒来不及结晶成较大的晶体,因此结构都非常细密,颗粒一般都小于1毫米,岩石学家称之为“微晶”或“隐晶”结构。

  玄武岩是一种具有隐晶结构的岩石。有时,偶尔也可能见到几个基性矿物的大晶体,称之为“斑晶”。大洋环境中通常有两种玄武岩:洋中脊玄武岩(MORB)和洋岛玄武岩(OIB)。

  此次在南海洋陆过渡带钻取的基底岩石,究竟是哪种玄武岩呢?钟立峰认为,根据目前船上的研究条件判断,很可能是洋中脊玄武岩。主要有三个证据:

  第一,这些岩石有对称的冷凝边构造,指示其可能为枕状玄武岩,这是洋中脊玄武岩的特征构造;第二,这些岩石具有块状构造,表明它们不是具有气孔或杏仁构造的洋岛玄武岩;第三,显微镜下发现斜长石都是基性斜长石,聚片双晶结构非常清晰,没有看到具有格子双晶的碱性长石,并且辉石为二级蓝的普通辉石,而不是带红色的钛辉石,进一步证实它们不是洋岛玄武岩。

  多年来,钟立峰一直致力于对南海海底岩浆岩进行岩石学、地球化学和地质年代学研究。在建立时空框架的基础上,探讨南海海底岩浆岩的岩石成因,反演南海及其围区构造演化过程。

  在深入研究中,钟立峰计划从南海洋陆过渡带的基底岩石中,分别挑选出斜长石、辉石和玻璃基质,进行40Ar/39Ar年代学测定。以期从多个角度来确定该玄武岩基底的形成时代,为第三次南海大洋钻探提供年代学数据。

  “40Ar/39Ar年代学测定,是同位素地质年代学最常用的方法之一。如果将斜长石、辉石和玻璃基质比作是基底岩石中的‘时间胶囊’,通过检测这些‘时间胶囊’的同位素,我们就可以知道基底岩石的形成时间,从而揭开南海初始形成的时间之谜。”钟立峰说。

责任编辑:甘晨卉
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