美高梅游戏网站:巨量岩浆如何产生,读石测水

  浙江大学地球科学学院夏群科课题组在最近的一期《Nature
Communications》(《自然》子刊《自然通讯》)发表论文,全面阐述了地球上大火成岩省的成因——温度、压力、岩石性质与水,四大因素必须同时具备,才能形成超级火山。

浙江大学研究人员通过测定单斜辉石的水含量,掌握了高质可信的水含量数据,证实水与温度、压力和岩石性质是超级火山形成的4大必备因素,为预测超级火山形成提供科学依据。相关论文日前发表于《自然通讯》杂志。
超级火山是最为暴烈的地球运动,一次喷发量至少在1000立方千米,相当于1000座小火山同时喷发,并可持续100万年以上。
要预测超级火山,首先要摸清超级火山的形成机制,探究短时间内巨量岩浆产生的原因。在科学界认为影响岩浆产生的温度、压力、岩石成分和水4大因素中,前3种已有可靠测定办法,但水最难捉摸,操作难度大、误差大。
为寻找科学可靠的测定方法,浙大地球科学学院夏群科教授课题组采集了我国西南部峨眉山大火成岩省的玄武岩样品。大火成岩省是历次超级火山喷发的遗迹,玄武岩则由岩浆喷出地表经分凝冷却形成。
“玄武岩样品,乍一看是一块深灰色致密的石头,仔细分辨,上面镶嵌着一些发白的亮晶晶的颗粒,这就是单斜辉石。”夏群科说,课题组找到一种方法,准确测量单斜辉石含水量,证实超级火山岩浆含水量比普通岩浆高几十倍甚至上百倍。进一步研究发现,这些水是地球板块运动过程中,由大洋板块俯冲插入地幔而带入。
这一结论使得超级火山预测为可能。研究人员表示,可以由此推断,超级火山必然产生于曾经或正发生板块俯冲的地域,而只有温度、压力、岩石性质与水4个条件都具备,超级火山才能形成。
据介绍,课题组下一步将与欧洲多国及日本的科学家合作,研究考察世界不同区域的大火成岩省,进一步检验与完善这项成果。同时,这项研究也将帮助人们更好勘探矿产资源。“超级火山能带来丰富的矿产资源,像著名的攀枝花铁矿,就位于峨眉山大火成岩省区域。”夏群科说。

  超级火山是最为暴烈的地球运动。在超级火山面前,我们熟知的西西里岛火山、夏威夷火山和菲律宾火山等,只可称作“小火山”。

  夏群科说,课题组下一步将与欧洲和日本科学家合作,研究考察世界不同区域的大火成岩省,进一步检验与完善这项研究成果。超级火山虽然是引发地球巨变的“恶魔”,但它也为人类带来了丰富的矿产资源。大火成岩省都是矿产资源丰富之地,著名的攀枝花铁矿,就位于峨眉山大火成岩省区域。“对于大火成岩省形成机制的研究,将帮助人类更好地去发现新的矿产资源。”

  “我们知道,超级火山的岩浆需要大量的水,这些水是由板块俯冲从地表带入地幔的。我们可以由此推断,超级火山,必然产生于曾经或者正在发生板块俯冲的地方或者附近。”

  而地球上最“年轻”的遗迹,是位于哥伦比亚河区域的大火成岩省,形成于约1600万年前,就是今天美国黄石国家公园所在之地。

  若要预测超级火山,首先要摸清超级火山的形成机制:短时间内,巨量的岩浆是怎么产生的?

  夏群科课题组采集了一些来自我国西南部峨眉山大火成岩省的玄武岩样品。大约2.5亿年前,中晚二叠纪发生过一次超级火山喷发,它影响着我国西南地区的海陆变迁、沉积以及成矿作用,同时也可能导致了二叠纪全球气候变化和生物大量灭绝事件。

  小火山的喷发量,每次在一立方公里左右;而超级火山一次喷发至少一千立方公里,规模相当于1000座小火山同时喷发,并且可持续100万年以上。

  目前,科学界公认影响岩浆的产生取决于四大因素:温度、压力、岩石成分和水。前三种因素,科学界已有可靠的办法来测定。唯独水的因素最难捉摸,之前的方法,操作难度大,误差也大。

  通过对大火成岩省地质年代的调查,人们发现:地球历史上的生物大灭绝,与大火成岩省的形成年代,有着精确的对应关系。

 
安静的实验室里,博士后刘佳用镊子取出一片薄薄的玄武岩切片,放进红外光谱仪中。

  课题组找到一种方法,通过测定单斜辉石中的水含量,从而准确反演出原始岩浆的水含量。“我们发现,超级火山的岩浆含水量,要比普通的火山含水量高出几十甚至上百倍。”夏群科说。

  有了高质量的、可信的水含量的数据,科学界终于可以全面地界定与分析超级火山形成的原因与机制。夏群科课题组在《自然》子刊《自然通讯》发表的那篇论文,就全面阐述了地球上大火成岩省的成因:温度、压力、岩石性质与水,四大因素必须同时具备,才能形成超级火山。

巨量岩浆的产生

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