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中國科學院廣州地球化學研究所與國外科研人員開展合作研究

首次揭示西太平洋板塊起始俯沖巖石地球化學記錄

2019-6-11 9:58:29 來源:中國礦業報

記者日前從中國科學院廣州地球化學研究所獲悉,該所特任研究員李洪顏通過參加2014年國際大洋發現計劃(IODP)352航次,與英國卡迪夫大學教授Julian Pearce、美國南弗羅里達大學教授Jeffrey Ryan等科研人員針對西太平洋板塊起始俯沖開展了國際合作研究,首次揭示了西太平洋板塊起始俯沖的巖石地球化學記錄。

20世紀地球科學的革命性突破是提出了板塊構造理論,起始俯沖是板塊構造理論研究中最為薄弱的環節。西太平洋板塊于~52Ma沿伊豆-小笠原-馬里亞納(IBM)發生起始俯沖,是國際地學界關注的焦點。弧前玄武巖和玻安巖被認為是與起始俯沖密切相關的兩類巖石,其成因研究是解讀起始俯沖過程的突破口,但是此前研究一直沒有發現這些巖石的化學組成與俯沖起始之間的聯系。

李洪顏等科研人員通過對IODP 352航次獲取的小笠原弧前玄武巖和玻安巖樣品進行詳細的地球化學研究,首次揭示了玻安巖與板塊起始俯沖的成因聯系,并發現了西太平洋板塊起始俯沖的關鍵巖石地球化學證據。該研究發現小笠原玻安巖的地幔源區經歷了初始俯沖太平洋洋殼熔體的交代,首次厘清了IBM玻安巖與板塊起始俯沖的內在聯系,認為洋殼角閃巖相熔融是起始俯沖的一個重要標志。

同時,科研人員還提出西太平洋板塊起始俯沖的新模型。他們認為,起始俯沖發生于Izanagi板塊和太平洋板塊之間的轉換斷層;慢速、低角度的起始俯沖導致弧前形成沉積物增生楔;當初始俯沖板塊深達榴輝巖相時發生相變而快速下沉和后撤,導致弧前地幔強烈減壓熔融形成弧前玄武巖;伴隨著俯沖板塊的進一步下沉,洋殼表面被迅速加熱發生角閃巖相熔融,熔體交代地幔楔并促使其熔融形成脊軸低硅玻安巖;伴隨著俯沖板塊的持續下沉和后撤,側向俯沖成型,被增生的沉積物進入地幔,釋放流體導致地幔楔發生進一步熔融形成離軸高硅玻安巖。

據介紹,IBM弧前地體與世界上一些經典的SSZ型蛇綠巖套(例如塞浦路斯的Troodos和阿曼的Semail)在巖石組合上具有很大的相似性,該成果對于研究蛇綠巖的成因具有重要啟示。□(朱漢斌 鄧土連)

網站編輯:宮莉

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