物理科技生物学-PHYICA

用石榴石砂写的地山口智美质历史

地球 2022-08-02 00:00:07

锡拉丘兹大学的丹·贝尔纳迪 苏姗娜·鲍德温,汤尼斯家族教授,在巴布亚新几内亚米尔恩湾省古德斯托岛野外考察中,正在检查片麻岩,一种变质岩

荣誉:保罗·菲兹杰拉德教授 在巴布亚新几内亚东部一个偏远岛屿的海滩上,石榴石砂揭示了一个重要的地质发现。巴布亚新几内亚位于澳大利亚北部的西南太平洋

类似于漂洋过海的瓶子里的信息,来自岩石侵蚀的沉积物携带着来自另一个时间和地点的信息

在这种情况下,石榴石砂粒揭示了一个故事:从地表旅行到地球深处(约75英里),然后返回地表,最后以砂粒的形式到达海滩

在这个地质旅程的过程中,岩石类型随着一些矿物的改变而改变,其他物质被包含(捕获)在新形成的石榴石中

这个故事保存在石榴石成分中,也保存在它们被捕获的内含物中:固体(例如

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,非常稀有的矿物,如柯石英(一种高压形式的石英),液体(e

g

水)和气体(e

g

,CO2)

锡拉丘兹大学艺术与科学学院地球与环境科学系的汤尼斯家族教授苏珊娜·鲍德温曾多次率领探险队前往巴布亚新几内亚

她的团队关于这个构造活动区域的最新研究结果刚刚发表在著名的《国家科学院院刊》(PNAS)上

通过阅读岩石记录,研究人员揭示了由于构造和沉积过程,从地表到上地幔深处,然后回到地表的循环路径

沙子的成分还包含各种关键成分,揭示了这种循环发生的速度有多快

在这种情况下,穿越岩石的周期发生在不到1000万年

这看似很长,但对于这些地质过程来说,实际上非常短

巴布亚新几内亚米尔恩湾省古德斯托岛上的石榴石沙滩

这些石榴石源自片麻岩(如上图)等岩石,然后在海滩上浓缩成砂矿

荣誉:保罗·菲兹杰拉德教授 石榴石砂只是理解该地区地质演化的最新难题

它是地球上唯一一个在产生这些变质岩的同一个岩石旋回中发生高压和超高压变质岩活跃折返的地方

包括约瑟夫·冈萨雷斯在内的国际研究小组

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来自锡拉丘兹大学(现为意大利帕维亚大学欧洲研究委员会博士后研究员),博士

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德国哥廷根大学的学生简·施尼格和希尔玛·冯·埃纳滕教授,以及休·戴维斯教授(前巴布亚新几内亚大学教授,现就职于澳大利亚国立大学)揭示了石榴石砂中的包裹体是如何被用来确定活动板块边界区域内的岩石再循环过程的

在活跃的板块边界,就像研究小组在巴布亚新几内亚东部研究的那样,会聚的构造板块相互滑动,一个板块在另一个板块下面移动,形成一个俯冲带

在这个过程中,岩石向地球深处俯冲

随着时间的推移,板块边界上的力可能会改变,岩石可以通过一个被称为岩石圈变形的过程被挖掘到地表

被捕获的包裹体保存了地壳俯冲和快速折返的记录,在这些短的地质时间尺度上连接上地幔和地表过程

通过将他们的方法应用于现代沉积物和沉积岩,研究人员现在可以揭示贯穿地球历史的岩石循环过程的速度

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