科普：从海洋“蛇绿岩”管窥地球历史

新华网“决心”号１２月１４日电（记者张建松）“蛇绿岩”这个词很多人觉得陌生，但对地质学家来说耳熟能详。这一古老名词从１８１３年法国科学家提出至今已有２００多年。中国科学院地质与地球物理研究所的刘传周研究员登上“决心”号，到西南印度洋中脊进行大洋钻探，就与蛇绿岩研究有关。

岩石是去除大气圈、水圈之后地球最主要的组成部分，岩石也是地球历史的“忠实记录者”。研究岩石的成因、年龄、分布规律等，地质学家就可以“以今窥古”，追寻地球的历史。

“地球上的大多数山脉（如阿尔卑斯山和喜马拉雅山）都是由于板块碰撞所形成，这些板块在碰撞之前，通常都被宽阔的大洋所间隔。因此山脉的形成，往往伴随着大洋板块的消亡。”刘传周介绍说。

“这些消亡的古大洋有少量碎片，通过某种构造作用被保存在造山带中，被称为蛇绿岩，它们是地质学家研究古大洋演化最重要的岩石学载体。”

与一般岩石名称不同的是，蛇绿岩并不是专门代指某类岩石，而是指几种岩石的组合，被认为代表了古代大洋岩石圈的结构。根据上世纪７０年代国际彭罗斯会议的定义，一个完整的蛇绿岩剖面从下至上应该包括：超基性的橄榄岩、基性的辉长／辉绿岩以及上部通常具有枕状构造的玄武岩。所谓基性是指用二氧化硅含量对火成岩进行分类。

这种完整的蛇绿岩剖面与现今地球上快速扩张洋脊（如太平洋中脊）所形成的大洋岩石圈剖面具有类似的特征。因此，传统的蛇绿岩研究主要集中在与快速扩张的洋中脊进行“古今”对比。然而，完整的蛇绿岩剖面在陆地上非常少见，造山带中保存下来的蛇绿岩，大多数并不具备这种完整的结构，这使蛇绿岩的对比研究陷入了一定困境。

但最新研究发现，在慢速、超慢速扩张的大洋中脊，由于岩浆供应量不足，不能及时形成完整的新洋壳，洋脊的扩张主要是通过“拆离断层”来实现的。这使得大洋下地壳乃至岩石圈地幔直接暴露在海底，从而形成“洋底核杂岩”。这些“洋底核杂岩”在很多方面都与造山带中的蛇绿岩具有类似特征。

“近年来，拆离断层模型逐渐被用来解释蛇绿岩的成因。对于慢速、超慢速洋脊的研究进展，已经成为蛇绿岩研究新的驱动力，”刘传周说，“在这次决心号的大洋钻探中，如果能在超慢速扩张的西南印度洋中脊，成功钻取１３００米的深孔，获取较为完整的深部洋壳样品，不仅有助于我们理解洋脊超慢速扩张时的洋壳形成方式，同时也有助于我们研究蛇绿岩的多样性问题，深入解剖地球上的造山过程，具有重要科学意义。”