科普：從海洋“蛇綠岩”管窺地球歷史

新華網“決心”號１２月１４日電（記者張建松）“蛇綠岩”這個詞很多人覺得陌生，但對地質學家來説耳熟能詳。這一古老名詞從１８１３年法國科學家提出至今已有２００多年。中國科學院地質與地球物理研究所的劉傳周研究員登上“決心”號，到西南印度洋中脊進行大洋鑽探，就與蛇綠岩研究有關。

岩石是去除大氣圈、水圈之後地球最主要的組成部分，岩石也是地球歷史的“忠實記錄者”。研究岩石的成因、年齡、分佈規律等，地質學家就可以“以今窺古”，追尋地球的歷史。

“地球上的大多數山脈（如阿爾卑斯山和喜馬拉雅山）都是由於板塊碰撞所形成，這些板塊在碰撞之前，通常都被寬闊的大洋所間隔。因此山脈的形成，往往伴隨着大洋板塊的消亡。”劉傳周介紹説。

“這些消亡的古大洋有少量碎片，通過某種構造作用被保存在造山帶中，被稱為蛇綠岩，它們是地質學家研究古大洋演化最重要的岩石學載體。”

與一般岩石名稱不同的是，蛇綠岩並不是專門代指某類岩石，而是指幾種岩石的組合，被認為代表了古代大洋岩石圈的結構。根據上世紀７０年代國際彭羅斯會議的定義，一個完整的蛇綠岩剖面從下至上應該包括：超基性的橄欖岩、基性的輝長／輝綠岩以及上部通常具有枕狀構造的玄武岩。所謂基性是指用二氧化硅含量對火成岩進行分類。

這種完整的蛇綠岩剖面與現今地球上快速擴張洋脊（如太平洋中脊）所形成的大洋岩石圈剖面具有類似的特徵。因此，傳統的蛇綠岩研究主要集中在與快速擴張的洋中脊進行“古今”對比。然而，完整的蛇綠岩剖面在陸地上非常少見，造山帶中保存下來的蛇綠岩，大多數並不具備這種完整的結構，這使蛇綠岩的對比研究陷入了一定困境。

但最新研究發現，在慢速、超慢速擴張的大洋中脊，由於岩漿供應量不足，不能及時形成完整的新洋殼，洋脊的擴張主要是通過“拆離斷層”來實現的。這使得大洋下地殼乃至岩石圈地幔直接暴露在海底，從而形成“洋底核雜巖”。這些“洋底核雜巖”在很多方面都與造山帶中的蛇綠岩具有類似特徵。

“近年來，拆離斷層模型逐漸被用來解釋蛇綠岩的成因。對於慢速、超慢速洋脊的研究進展，已經成為蛇綠岩研究新的驅動力，”劉傳周説，“在這次決心號的大洋鑽探中，如果能在超慢速擴張的西南印度洋中脊，成功鑽取１３００米的深孔，獲取較為完整的深部洋殼樣品，不僅有助於我們理解洋脊超慢速擴張時的洋殼形成方式，同時也有助於我們研究蛇綠岩的多樣性問題，深入解剖地球上的造山過程，具有重要科學意義。”