[科普中國]-在南海洋陸過渡帶的基底巖石中尋找“時間膠囊”

新華社“決心”號３月３１日電（記者張建松）南海何時與華南大陸分離并生成新的洋殼，是構(gòu)建“南海生命史”的一個重要時間框架。在第三次南海大洋鉆探成功鉆取的洋陸過渡帶基底巖石中，中山大學(xué)鐘立峰研究員將尋找“時間膠囊”，展開深入研究。

經(jīng)過長達一個多月的艱難鉆探，３月２５日，“決心”號在南海洋陸過渡帶終于鉆到了玄武巖。玄武巖是洋殼上部的主要巖石之一。玄武巖的出現(xiàn)，表示第三次大洋鉆探已經(jīng)“觸摸”到南海洋陸過渡帶的基底巖石。

“當時，終于見到了自己朝思暮想的基底巖石，心情非常激動。但看著一段段黑乎乎的巖芯，表面上還鑲嵌著的一顆顆大到肉眼輕易可辨的灰白色斜長石斑晶，心里不禁又咯噔了一下，難道這不是玄武巖？”鐘立峰說，“這幾天，我仔細觀察研究薄片，一顆懸著的心終于落地了。這就是玄武巖，而且還是洋中脊玄武巖！”

在“決心”號，用于研究的巖芯樣品可現(xiàn)場切割、磨片，供科學(xué)家第一時間在船上研究。記者看到，顯微鏡下玄武巖的薄片里，有許多大大小小灰白色或深灰色長條，橫七豎八地堆放著，間或搭建了類似三角形的框架，框架中點綴著或黃或藍或綠的色彩，美麗斑斕。

“這些灰色長條就是斜長石和單斜輝石，斜長石斑晶呈三腳架狀的間粒結(jié)構(gòu)，粒間充填有隱晶質(zhì)的斜長石和單斜輝石，這就是玄武巖特有的‘間粒間隱結(jié)構(gòu)’?！辩娏⒎褰榻B說。

巖石是在各種地質(zhì)作用下，按一定方式結(jié)合而成的礦物集合體，是構(gòu)成地殼及地幔的主要物質(zhì)。根據(jù)成因，地球上的巖石可分為三大類：巖漿巖（火成巖）、沉積巖和變質(zhì)巖。

巖漿巖是由地殼內(nèi)部上升的巖漿侵入地殼或噴出地表冷凝而成的。噴出海底的熔巖遇到海水驟然冷卻，時間極為短暫，礦物顆粒來不及結(jié)晶成較大的晶體，因此結(jié)構(gòu)都非常細密，顆粒一般都小于１毫米，巖石學(xué)家稱之為“微晶”或“隱晶”結(jié)構(gòu)。

玄武巖是一種具有隱晶結(jié)構(gòu)的巖石。有時，偶爾也可能見到幾個基性礦物的大晶體，稱之為“斑晶”。大洋環(huán)境中通常有兩種玄武巖：洋中脊玄武巖（ＭＯＲＢ）和洋島玄武巖（ＯＩＢ）。

此次在南海洋陸過渡帶鉆取的基底巖石，究竟是哪種玄武巖呢？鐘立峰認為，根據(jù)目前船上的研究條件判斷，很可能是洋中脊玄武巖。主要有三個證據(jù)：

第一，這些巖石有對稱的冷凝邊構(gòu)造，指示其可能為枕狀玄武巖，這是洋中脊玄武巖的特征構(gòu)造；第二，這些巖石具有塊狀構(gòu)造，表明它們不是具有氣孔或杏仁構(gòu)造的洋島玄武巖；第三，顯微鏡下發(fā)現(xiàn)斜長石都是基性斜長石，聚片雙晶結(jié)構(gòu)非常清晰，沒有看到具有格子雙晶的堿性長石，并且輝石為二級藍的普通輝石，而不是帶紅色的鈦輝石，進一步證實它們不是洋島玄武巖。

多年來，鐘立峰一直致力于對南海海底巖漿巖進行巖石學(xué)、地球化學(xué)和地質(zhì)年代學(xué)研究。在建立時空框架的基礎(chǔ)上，探討南海海底巖漿巖的巖石成因，反演南海及其圍區(qū)構(gòu)造演化過程。

在深入研究中，鐘立峰計劃從南海洋陸過渡帶的基底巖石中，分別挑選出斜長石、輝石和玻璃基質(zhì)，進行４０Ａｒ／３９Ａｒ年代學(xué)測定。以期從多個角度來確定該玄武巖基底的形成時代，為第三次南海大洋鉆探提供年代學(xué)數(shù)據(jù)。

“４０Ａｒ／３９Ａｒ年代學(xué)測定，是同位素地質(zhì)年代學(xué)最常用的方法之一。如果將斜長石、輝石和玻璃基質(zhì)比作是基底巖石中的‘時間膠囊’，通過檢測這些‘時間膠囊’的同位素，我們就可以知道基底巖石的形成時間，從而揭開南海初始形成的時間之謎。”鐘立峰說。

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