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地球化學(xué)研究將古代斜長(zhǎng)巖與早期地球熱俯沖聯(lián)系起來(lái)

地球


地球化學(xué)研究將古代斜長(zhǎng)巖與早期地球熱俯沖聯(lián)系起來(lái)


露頭和薄片中的斜長(zhǎng)石和淡色輝長(zhǎng)巖 。（A） Marcy露頭（Wolfjaw Mountain）在斜長(zhǎng)巖（Anorth）中有一個(gè)淺色輝長(zhǎng)巖塊（Leuco） ， 表明多代堆積巖泥聚結(jié)形成了深成巖體 。（B） Marcy斜長(zhǎng)巖（Woolen Mill地區(qū)）中大小約為1米的斜方輝石巨晶團(tuán) 。（C） 薄片中的斜輝石巨晶，顯示出溶的斜長(zhǎng)石（樣品98MA1A，交叉極） 。（D） 薄片狀粗馬西斜長(zhǎng)石（樣品14AD9A，交叉極） 。（E） 莫蘭輝長(zhǎng)巖斜長(zhǎng)巖中的輝石（Pyx）和斜長(zhǎng)石（Plag）（樣品95MR115，交叉極） 。圖片來(lái)源：Science Advances （2024） 。DOI： 10.1126/sciadv.adn3976
據(jù)萊斯大學(xué)（Marcy de Luna）：一組研究人員在理解地塊型斜長(zhǎng)巖的形成方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，這些神秘的巖石只在地球歷史的中期形成 。這些富含斜長(zhǎng)石的火成巖地層可以覆蓋42000平方公里的面積，并擁有鈦礦床 ， 由于對(duì)其起源的相互矛盾的理論，幾十年來(lái)一直困擾著科學(xué)家 。
8月14日發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》上的一項(xiàng)新研究強(qiáng)調(diào)了地球不斷演化的地幔和地殼與在整個(gè)歷史上塑造地球的構(gòu)造力之間的復(fù)雜聯(lián)系 。它還提供了探索板塊構(gòu)造何時(shí)開(kāi)始、俯沖動(dòng)力學(xué)如何在數(shù)十億年前運(yùn)作以及地殼演化的新方法 。
由Rice的Duncan Keller和Cin Ty Lee領(lǐng)導(dǎo)的研究小組研究了塊狀斜長(zhǎng)巖 ， 以測(cè)試形成它們的巖漿的想法 。這項(xiàng)研究集中在Marcy和Morin斜長(zhǎng)巖上，這是北美格倫維爾造山帶的經(jīng)典例子 ， 大約有11億年的歷史 。
通過(guò)分析巖石中硼、氧、釹和鍶的同位素以及進(jìn)行巖石成因建模，研究人員發(fā)現(xiàn)，形成這些斜長(zhǎng)巖的巖漿富含來(lái)自低溫海水蝕變的海洋地殼的熔體 。他們還發(fā)現(xiàn)了與深海蛇紋巖等其他俯沖帶巖石相對(duì)應(yīng)的同位素特征 。
“我們的研究表明，這些巨大的斜長(zhǎng)巖可能起源于會(huì)聚大陸邊緣下俯沖的海洋地殼的廣泛融化，”聰明行星博士后研究助理、地球、環(huán)境和行星科學(xué)以及該研究的主要作者凱勒說(shuō) 。“由于地幔在過(guò)去更熱，這一過(guò)程將地塊型斜長(zhǎng)巖的形成與地球的熱和構(gòu)造演化直接聯(lián)系起來(lái) ?！?br>這項(xiàng)研究將經(jīng)典方法與硼同位素分析在地塊型斜長(zhǎng)巖中的新應(yīng)用相結(jié)合，表明這些巖石是在數(shù)十億年前可能普遍存在的非常熱的俯沖過(guò)程中形成的 。
由于今天地球上沒(méi)有形成塊狀斜長(zhǎng)巖，將這些巖石與早期地球上非常熱的俯沖聯(lián)系起來(lái)的新證據(jù)為理解這些巖石如何記錄我們星球的物理演化開(kāi)辟了新的跨學(xué)科方法 。
“這項(xiàng)研究推進(jìn)了我們對(duì)古代巖層的理解，并闡明了對(duì)地球構(gòu)造和熱歷史的更廣泛影響，”Lee說(shuō)，他是Harry Carothers Wiess地質(zhì)學(xué)教授 ， 地球、環(huán)境和行星科學(xué)教授，也是該研究的合著者 。
該研究的其他合著者包括高露潔大學(xué)地球與環(huán)境地球科學(xué)系的William Peck；伍茲霍爾海洋研究所地質(zhì)與地球物理系的Brian Monteleone；美國(guó)自然歷史博物館地球與行星科學(xué)系的Céline Martin；華盛頓州立大學(xué)環(huán)境學(xué)院的Jeffrey Vervoort；哥倫比亞大學(xué)拉蒙特-多爾蒂地球觀測(cè)站的Louise Bolge 。