2019年11月中旬,阿曼蘇丹國(guó)北部的索哈爾(Sohar)地區(qū),熾熱的氣息尚未完全消退。61歲的馬昌前教授踏上這片地質(zhì)圣地時(shí),已全然忘記了長(zhǎng)途跋涉的疲憊。他此行的目標(biāo)直指全球保存最完整的古大洋遺珍——塞邁爾(Samail)蛇綠巖、馬西拉島(Masirah)蛇綠巖及巴坦(Batinah)混雜巖。
此次科考依托于國(guó)際地球科學(xué)計(jì)劃“金剛石與地幔再循環(huán)”(IGCP-649)項(xiàng)目。在這場(chǎng)由我國(guó)著名巖石學(xué)家楊經(jīng)綏院士以及阿曼蘇丹國(guó)蘇丹喀布斯大學(xué)Sobhi Nasir教授聯(lián)合組織的國(guó)際盛會(huì)上,馬昌前教授與王偉教授受邀深入阿曼北部荒漠,展開了為期8天的實(shí)地調(diào)研。
興高采烈采集到色澤瑰麗硅質(zhì)巖標(biāo)本的馬昌前教授
觸摸新特提斯海底枕狀熔巖的王偉教授
在野外考察期間,馬昌前教授和王偉教授不僅系統(tǒng)觀測(cè)了蛇綠巖的完整層序,更親手觸摸到了劃分殼幔邊界的標(biāo)志——莫霍洛維奇間斷面(Moho),更見到了聞名于世的Geotimes枕狀玄武巖,這對(duì)理解蛇綠巖的侵位過程和成因機(jī)制、探討造山帶增生過程以及地球深部動(dòng)力學(xué)過程具有重要意義。
在阿曼Wadi Jizi銅礦的塞邁爾蛇綠巖系中,馬昌前教授和王偉教授采集到一塊重約111公斤、色澤瑰麗的紅色硅質(zhì)巖。
在化學(xué)沉積和生物化學(xué)沉積巖里,硅質(zhì)巖非常普遍,是僅次于碳酸鹽巖的一種巖類,同時(shí)也是蛇綠巖等混雜巖中分布最廣泛的巖石類型之一。因?yàn)楣栀|(zhì)巖抵抗后期改造的本事比較強(qiáng),各類成因的信息能夠較好地留存下來,所以硅質(zhì)巖變成了知曉相關(guān)地質(zhì)歷史時(shí)期古環(huán)境、古氣候還有古構(gòu)造等信息的重要研究對(duì)象。硅質(zhì)巖顏色多為灰黑色或灰白色,馬昌前、王偉教授采集到的這塊硅質(zhì)巖標(biāo)本,通體呈漂亮的棕紅色,呈現(xiàn)典型的熱液交代結(jié)構(gòu)。無論從品相,還是研究?jī)r(jià)值來說,實(shí)屬罕見。它作為新特提斯洋巖石圈殘片的組成部分,為重建古海洋化學(xué)環(huán)境提供了直接證據(jù),對(duì)解讀特提斯構(gòu)造域等地質(zhì)單元的古構(gòu)造演化具有重要價(jià)值 。
新特提斯洋是中生代以來位于南半球?qū)呒{大陸和北半球歐亞大陸之間的古海洋,它的構(gòu)造演化直接塑造了現(xiàn)今洋陸格局,一直是地質(zhì)學(xué)關(guān)注的重要問題。
阿曼蛇綠巖帶沿北西-南東向(NW-SE)呈帶狀展布,西起阿聯(lián)酋東北部,一直延伸到阿曼的東海岸,全長(zhǎng)近500km。塞邁爾蛇綠巖系是特提斯蛇綠巖的典型代表,也是世界上出露規(guī)模最大、保存最完好的蛇綠巖,構(gòu)成全球規(guī)模最大且保存最完整的古洋殼剖面。它具有典型蛇綠巖層序(1972年P(guān)enrose會(huì)議定義的蛇綠巖層序),自下而上包括變質(zhì)底板、地幔橄欖巖、層狀輝長(zhǎng)巖、均質(zhì)輝長(zhǎng)巖、席狀巖墻以及枕狀玄武巖,其殼幔巖石厚度可達(dá)20km。其完整層序包含變質(zhì)底板至枕狀玄武巖等六大單元,總厚度達(dá)20千米,被國(guó)際學(xué)術(shù)界視為研究洋殼演化與板塊構(gòu)造的關(guān)鍵對(duì)象。該巖體以近70°高角度逆沖于阿拉伯碳酸鹽臺(tái)地之上,形成寬達(dá)15千米的構(gòu)造接觸帶,這種構(gòu)造侵位模式為研究板塊俯沖碰撞過程中的物質(zhì)遷移機(jī)制提供了天然實(shí)驗(yàn)室 。
阿曼蛇綠巖的研究意義遠(yuǎn)不止于局部地質(zhì)。塞邁爾蛇綠巖的礦物演化序列與我國(guó)藏南雅魯藏布江蛇綠巖帶具有極強(qiáng)的高度可比性。
通過對(duì)這塊紅色硅質(zhì)巖的研究,地質(zhì)學(xué)家可以獲取新特提斯洋巖石圈演化的直接證據(jù)。這不僅能深入解析古大洋的消亡機(jī)制,更能為重建青藏高原等地質(zhì)單元的構(gòu)造演化提供關(guān)鍵的邊界約束。這塊跨越萬里的深紅巖石,正成為連接大漠阿曼與高聳青藏的一條隱形科學(xué)紐帶,為我們揭示地球系統(tǒng)演化的宏大圖景。
馬昌前、王偉簡(jiǎn)介:
馬昌前,1958年12月生,貴州習(xí)水人,1982年1月畢業(yè)于武漢地質(zhì)學(xué)院地球化學(xué)找礦專業(yè)后留校任教。長(zhǎng)期從事巖石學(xué)與火山學(xué)、巖漿動(dòng)力學(xué)、地球系統(tǒng)科學(xué)等的教學(xué)和研究工作,系“礦物巖石學(xué)”國(guó)家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)帶頭人。
王偉,1984年7月生,安徽巢湖人,2014年到中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)工作,主要從事沉積學(xué)、巖石學(xué)等方面的研究工作,曾獲湖北省“楚天學(xué)子”、中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)金錘獎(jiǎng)、霍英東教育基金會(huì)高校青年教師基金、第17屆侯德封礦物巖石地球化學(xué)青年科學(xué)家獎(jiǎng)等獎(jiǎng)勵(lì)和資助。
撰稿人:徐燕 李富強(qiáng)