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研究发现:只有当断层活动时海水才能进入地幔

2016-4-25 10:01:10 来源:中国矿业报

Nature Geoscience杂志日前在线发表了题为《大陆裂解期断层控制着上地幔的水合作用》的文章,首次阐明了大陆裂解期断层活动与进入地幔的水量间的直接联系,即水经过活动断层进入地幔。

海洋中的水和碳在地幔中会与地幔橄榄岩发生反应,形成蛇纹岩。据推测,蛇纹岩存在于俯冲带的俯冲板块之下,可能会引发岛弧岩浆作用或深部水合作用。

南安普敦大学及其他院校的研究人员利用两艘海洋研究船,历经4个月的实验,采用声波测量了进入地幔的海水量,根据地震层析成像绘制了西班牙西部洋底(加利西亚深部陆缘断层)80km×20km区域的地幔蛇纹岩的三维分布图。声波由安置在洋底的灵敏仪器检测,声源发出的信号到达洋底仪器的时间指示了声波在岩石中的传播速度,据此可以推断蛇纹石数量。

研究表明,西班牙西部张裂大陆边缘的蛇纹岩的形成可能与整个地壳冷却变脆及其变形集中在大型正断层附近有关。脆性地壳下部的蛇纹岩体积与各断层的位移呈正相关关系,也与断层活动的时期密切相关。研究发现,只有当断层活动时,海水才能进入地幔,地壳的脆性过程可能最终控制了进入地球的全球海水通量。研究人员估算了海水经加利西亚深部陆缘的断层进入地幔的平均速率,发现其与洋中脊热液系统的推测值相当。另外,在大陆裂谷环境中可能存在的热液系统还为生态系统的多样化提供了支撑。□(刘学 王艳茹)

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