科學家揭示斯里蘭卡殼源成因碳酸巖

發布時間：2024-12-16 18:23 原文鏈接：科學家揭示斯里蘭卡殼源成因碳酸巖

中國科學院地質與地球物理研究所研究員蘇本勛對斯里蘭卡碳酸巖開展了野外考察、巖石礦物學、年代學和地球化學分析，厘定其為殼源成因，同時對近二十年來報道的全球殼源成因碳酸巖的時空分布、產出特征、巖石礦物學特點、地球化學特征以及成因機制進行了總結。相關研究分別發表于《礦物學與巖石學論文集》《國際礦物學、巖石學與地球化學雜志》等學術期刊。

科學家1884年在印度納巴達河谷下游地區發現了地球上首個碳酸巖體，隨后有更多巖體陸續被報道，如瑞典Alno巖體、挪威Fen巖體、德國Kaiserstuhl巖體等。真正證實碳酸鹽巖漿的存在卻是1904年坦桑尼亞OldoinyoLengai碳酸巖漿的噴發以及其后一系列實驗巖石學的研究工作。

20世紀60年代之前，碳酸鹽巖漿一直被認為是沉積碳酸鹽巖在地殼深度熔融形成的，即殼源成因。之后基于大量巖石學研究而提出的幔源觀點被廣泛認可，不過至今仍有兩個方面的爭議焦點，一是碳酸鹽熔體是幔源硅酸質母巖漿由不混溶或分離結晶作用分異出的次生巖漿；二是直接來源于地幔的原始碳酸鹽熔體演化的產物。碳酸鹽熔體的來源也具有多樣性，主要包括巖石圈、軟流圈和地幔過渡帶；從物質來源來說可能是俯沖大陸地殼（榴輝巖與大理巖），也可能是俯沖洋殼（水化和碳酸鹽化玄武巖和碳酸鹽巖）交代的地幔。自Lentz于1999年重新提出碳酸巖殼源成因以來，已有不少殼源成因碳酸巖的報道，但未受到科學界的足夠重視。

研究團隊考察認為，斯里蘭卡Eppawala殼源碳酸巖在空間上均分布于造山帶內部，并以克拉通邊緣的造山帶為主，特提斯造山帶和中亞造山帶分布最為集中；時代上從元古代到新生代均有發育，不同時代的巖體在地球化學組成上有所差異；其圍巖多為經歷過高級變質的花崗片麻巖和大理巖組成的混合巖；成分上多為鈣質。其成因機制包括中酸性侵入體引起碳酸鹽巖熔融、基性巖漿高溫熱流引起碳酸鹽巖熔融、強烈區域變質作用造成碳酸鹽巖部分熔融和大理巖深熔作用。

研究團隊進一步對斯里蘭卡南部的Piyangiriya碳酸巖體開展了相關研究工作。該巖體以脈狀產出于Highland Complex元古代的變質帶中，以偉晶狀（單晶體可達10厘米）和多顏色（白色、黃色、藍色）方解石而聞名。碳酸巖體中賦含圍巖捕擄體，或呈截然接觸關系，或侵入至捕擄體裂隙中，或具有反矽卡巖反應特征。詳細的礦物學和地球化學成分分析結果顯示殼源碳酸巖特征，被認為是該區變質作用過程中大理巖與花崗片麻巖的地殼深熔成因。研究為殼源成因碳酸巖大家庭新增了一員，為探索造山過程、變質作用、地殼深熔作用及碳酸巖成礦多樣性提供了重要的研究窗口。