玄武岩形成深度研究取得新认识

据Mining.com网站报道，大量岩浆喷发在地表下的起始深度要比以前认识的更深。

赫尔辛基大学和奥尔胡斯大学的研究人员在《岩石学杂志》（Journal of Petrology）发表的论文中解释称，在地球演化历史中，大量岩浆喷发产生了巨量溢流玄武熔岩。

传统观点认为，最大溢流玄武岩喷发只可能出现在大陆构造板块薄弱的地方，深部地幔物质由此才能够上升至地表附近。在这种低压环境下，热地幔熔融能够产生大量岩浆。

但是这一认识现在受到了质疑。

“溢流玄武岩喷发通常需要地幔在低压条件下熔融的认识基于喷发岩浆中痕量元素组分”，本文第一作者朱西·海诺宁（Jussi Heinonen）在媒体声明中称。

海诺宁认为，许多溢流玄武岩中的稀土元素相对含量表明岩浆形成在低压地幔矿物中。

但是他和同伴好奇非洲和南极洲大多数溢流玄武岩所在板块构造地区的地壳厚而不是薄。

“我们发现，许多溢流玄武岩稀土元素组分指示高压形成条件，表明形成于构造板块厚度大的地区”，该文共同作者阿尔托·卢蒂宁（Arto Luttinen）称。

南极大陆溢流玄武岩（图片来自阿尔托·卢蒂宁，赫尔辛基大学）

该研究团队在莫桑比克发现一种溢流玄武岩中存在指示异常高喷发温度的成分证据，从此产生另外一种假想。

这种溢流玄武岩促使他们提出异常热地幔熔融形成高压岩浆，并造成痕量元素特征与低压岩浆类似的可能。

研究人员决定利用地球化学模拟工具REEBOX PRO来验证他们的假想，这种工具可以对地幔熔融过程中矿物行为、熔融和痕量元素成分进行真实模拟。

通过预测高压环境指示矿物石榴石的总消耗量来支持他们的想法，溢流玄武岩表明高温下地幔出现熔融。

因此，高压条件下热地幔形成的岩浆在化学组分上与低压岩浆类似。另外，这个结果也表明当选择另外一种不同的地幔源进行建模时石榴石能在相对低的压力下出现。

作者们指出，模拟结果帮助他们理解南非和南极洲溢流玄武岩存在与其痕量元素特征的表面矛盾。

“最重要的是，我们发现大量的溢流玄武岩可以形成于厚板块构造，如果不考虑地幔温度和成分影响，溢流玄武岩的痕量元素组分就不能反映岩浆形成深度”。

来源：自然资源部

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