4月4日，中國地質大學（武漢）地球科學學院和地質過程與礦產資源國家重點實驗室蒂姆·科斯基教授團隊發布最新研究成果，團隊在河北遵化附近識別出榴輝岩相殘留洋殼，這是目前世界上已知最古老的造山帶型榴輝岩相洋殼殘余，為現代板塊構造至少啟動於新太古代（25億年前）提供了關鍵岩石學証據。

造山帶榴輝岩是一種低溫高壓變質岩，也是現代板塊構造的重要標志物。在大洋板塊和大陸板塊相對橫向位移過程中，大洋地殼向大陸板塊下方俯沖到40千米-50千米以下后，洋殼發生榴輝岩相變質作用。

在實驗室內，記者看到了榴輝岩相的洋殼殘余體——石塊呈深灰色，細看有深紅色、灰綠色的點狀花紋，那是石榴石和富鈣的單斜輝石，握在手裡掂一掂，好似拿著一塊秤砣。

“在地下四五十千米的深度，岩石在高壓的作用下變得非常緊實，換句話說，就是密度很大。”團隊研究員王璐介紹，這塊變質岩是2018年7月團隊在河北上營野外考察華北古陸內部的中央造山帶時發現的，被包裹在前身同樣是洋殼殘余體的變質輝長岩體中。

記者了解到，這塊變質岩體是遵化-上營大洋板塊構造混雜岩帶的一部分，團隊首次發現時，這塊榴輝岩只是十幾厘米寬的“露頭”（岩石中凸起外露的部分），被夏季茂密的植被所覆蓋。進一步勘探后，發現榴輝岩在該地多處分布，大塊岩石可以寬達3至5米。通過詳細野外填圖、變質岩石學、地球化學和同位素年代學等綜合研究，團隊確定該岩石於25.3億至25.2億年之前形成，當時洋殼和大陸相遇后，洋殼至少俯沖至對面島弧下的65千米至70千米的深度，岩石的變質作用則發生在24.7億年前。

地下幾十千米深的榴輝岩是怎樣到達地表的呢？王璐解釋說，大洋地殼向大陸板塊下方俯沖過程中形成俯沖隧道，俯沖板塊中的流體也被釋放出來，在流體的潤滑作用下，部分榴輝岩從深部順著俯沖隧道和逆沖斷層等其他構造邊界從地下折返，到達地表。

現代板塊構造學說認為，地球早期是岩漿海，板塊構造形成了整個地球-生態系統的空氣循環和水循環等，構造了現在的宜居地球。確定板塊構造的開始時間，對於研究宜居地球的形成具有重要意義。但科學家們爭議不斷，答案從數億年到數十億年不等，尤其缺乏太古代（38億年前至25億年前）出現現代板塊構造活動的証據。發現於我國華北地區的變質榴輝岩則填補了這是一時段岩石學發現的空白。

此項研究成果發表在國際著名綜合類期刊《PNAS》（《美國科學院院刊》）上，第一作者為中國地質大學（武漢）地球科學學院博士研究生寧文彬，共同通訊作者為地球科學學院和地質過程與礦產資源國家重點實驗室蒂姆·科斯基教授和王璐研究員，合作作者為湖北巴東地質災害國家野外科學觀測研究站黃波副研究員。（張歆、龐偉紅）

分享讓更多人看到