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文章称:同一热点两个火山链或具有不同火山根

2015-9-9 9:34:28 来源:中国矿业报

Nature Communications日前发表了一篇题为《在特里斯坦热点1.32亿年的演化中,地幔柱如何以及何时出现》的文章。该文章指出,由亥姆霍兹海洋研究中心(GEOMAR)、基尔大学和伦敦大学的海洋科学家和火山学家组成的研究团队发现,大约7000万年前海底沉积的源自特里斯坦-戈夫热点的火山物质成分有所不同,据此科学家们发现了同一火山热点形成2个地球化学特征完全不同的火山链的原因。

1.32亿年前,热点形成之初,在Etendeka和巴西喷溢出大规模的溢流玄武岩,致使冈瓦纳超级大陆分裂,形成新的大陆,如非洲和南美洲。非洲与南美洲间的裂谷最终形成了南大西洋盆地。随着大西洋的扩张,在热点上方出现了两大水下山脉(位于非洲板块上的Walvis Ridge和Guyot Province,位于南美板块上的Rio Grande Rise)。特里斯坦-达库尼亚群岛和戈夫岛两大活火山岛便位于非洲板块火山链的尽头。

基尔研究人员曾两次利用德国研究船SONNE(I)从海底山脉采集样品。地球化学分析显示,Walvis Ridge最古老的岩石和陆地上最原始的火山喷出物的成分类似于现今的戈夫活火山。而Walvis Ridge西北部和Guyot Province的岩石年龄不到7000万年,可以从地域上划分为两个地球化学省,南部的地球化学特征与戈夫岛类似,而北部却有所不同,类似于目前的特里斯坦-达库尼亚火山群岛。

原因可能隐藏在2500多千米深的下地幔。在非洲南部下方的下地幔底部,地震勘探表明存在巨大的透镜体,与周围的地幔物质的物理性质迥异。这一透镜体被称为“大型低速剪切带”(LLSVP),特里斯坦-戈夫热点恰好位于LLSVP的边缘。早期地幔柱的物质似乎全部来源于LLSVP,但随着时间的推移,LLSVP边缘西北部的物质消耗殆尽,LLSVP以外的物质被吸入地幔柱中。此后,地幔柱含有两种不同的成分,致使海底火山链上形成两个成分不同的火山。在未来的某个时间点,地幔柱将完全失去LLSVP透镜体的物质供应,之后再喷出的岩浆只含有一种成分,但既非特里斯坦型,也非戈夫型。

该模式也适用于其它的热点链,如夏威夷火山链。□(刘学 王艳茹)

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