地大新聞網(wǎng)訊（通訊員 翁華強）近日，我校全球大地構(gòu)造中心主任蒂姆·科斯基教授帶領(lǐng)的課題組在國際著名綜合類期刊《美國科學(xué)院院刊》（PNAS）發(fā)表論文《新太古代榴輝巖相洋殼指示現(xiàn)代板塊構(gòu)造》。該文報道了華北克拉通中部造山帶遵化構(gòu)造帶內(nèi)最新識別出的新太古代末期（約25 億年前）形成的榴輝巖相的殘留洋殼，這是目前世界上已知最古老的造山帶型榴輝巖相洋殼殘余，為現(xiàn)代板塊構(gòu)造至少啟動于新太古代（25億年前）提供了關(guān)鍵巖石學(xué)證據(jù)。
對形成宜居地球有重大貢獻的板塊構(gòu)造過程，究竟在地球上運行了多久，科學(xué)界一直爭議不斷，答案從數(shù)億年到數(shù)十億年不等，有學(xué)者認為隨著地幔的不斷冷卻，板塊厚度及強度發(fā)生改變，板塊構(gòu)造樣式也隨之不斷發(fā)生變化，從早期板塊構(gòu)造轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代板塊構(gòu)造。尤其是，一直以來缺乏太古宙（25億年前）早期地球上現(xiàn)代板塊構(gòu)造活動的確鑿判別性證據(jù)。
上營太古代榴輝巖野外照片和巖石樣品拋光切面（暗紅色為石榴石，灰綠色為單斜輝石），野外照片顯示榴輝巖層被圍巖輝長巖包裹。
蒂姆·科斯基教授帶領(lǐng)團隊通過詳細野外填圖、變質(zhì)巖石學(xué)、地球化學(xué)和同位素年代學(xué)等綜合研究，在華北克拉通新太古代末期（25-25.2億年前）中部造山帶內(nèi)遵化—上營蛇綠混雜巖中識別出榴輝巖相洋殼殘余，為地球在太古宙就已存在現(xiàn)代板塊構(gòu)造提供了關(guān)鍵巖石學(xué)證據(jù)。該洋殼殘余主要以基性—超基性巖石團塊的形式分布于高度變形的混雜巖中，呈現(xiàn)出典型“基質(zhì)夾巖塊”的野外特征，與現(xiàn)代板塊構(gòu)造體系俯沖帶內(nèi)的混雜巖特征完全一致。
其中，變輝長巖團塊及其包裹的石榴單斜輝石巖具有正常大洋中脊玄武巖（N-MORB）地球化學(xué)特征，為洋殼輝長巖變質(zhì)而來，輝長巖的年齡經(jīng)年代學(xué)測試確定為25.3—25.2億年之前形成。石榴單斜輝石巖峰期變質(zhì)溫壓條件為792–890°C/1.98–2.45 GPa，達到榴輝巖相變質(zhì)級別。年代學(xué)數(shù)據(jù)表明，該期變質(zhì)作用主要發(fā)生于24.7億年之前。該論文認為：遵化—上營蛇綠混雜巖中的石榴單斜輝石巖和變輝長巖團塊，代表了俯沖的太古宙殘留洋殼。該洋殼曾至少俯沖至65—70 千米深度，發(fā)生榴輝巖相變質(zhì)作用，隨后洋殼斷離并在俯沖隧道中發(fā)生差異性折返，構(gòu)成蛇綠混雜巖。
該論文第一作者為地學(xué)院博士研究生寧文彬，共同通訊作者為地學(xué)院和地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室蒂姆·科斯基教授和王璐研究員，合作作者為湖北巴東地質(zhì)災(zāi)害國家野外科學(xué)觀測研究站黃波副研究員。（編輯 程曉龍 審稿 陳華文）
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https://doi.org/10.1073/pnas.2117529119
鄂公網(wǎng)安備 42011102004169號
