在南海洋陸過渡帶的基底岩石中尋找“時間膠囊”

新華社“決心”號3月31日電 南海何時與華南大陸分離並生成新的洋殼，是構建“南海生命史”的一個重要時間框架。在第三次南海大洋鑽探成功鑽取的洋陸過渡帶基底岩石中，中山大學鐘立峰研究員將尋找“時間膠囊”，展開深入研究。

經過長達一個多月的艱難鑽探，3月25日，“決心”號在南海洋陸過渡帶終於鑽到了玄武岩。玄武岩是洋殼上部的主要岩石之一。玄武岩的出現，表示第三次大洋鑽探已經“觸摸”到南海洋陸過渡帶的基底岩石。

“當時，終於見到了自己朝思暮想的基底岩石，心情非常激動。但看著一段段黑乎乎的岩芯，表面上還鑲嵌著的一顆顆大到肉眼輕易可辨的灰白色斜長石斑晶，心裡不禁又咯?了一下，難道這不是玄武岩？”鐘立峰說，“這幾天，我仔細觀察研究薄片，一顆懸著的心終於落地了。這就是玄武岩，而且還是洋中脊玄武岩！”

在“決心”號，用於研究的岩芯樣品可現場切割、磨片，供科學家第一時間在船上研究。記者看到，顯微鏡下玄武岩的薄片裡，有許多大大小小灰白色或深灰色長條，橫七豎八地堆放著，間或搭建了類似三角形的框架，框架中點綴著或黃或藍或綠的色彩，美麗斑斕。

“這些灰色長條就是斜長石和單斜輝石，斜長石斑晶呈三腳架狀的間粒結構，粒間充填有隱晶質的斜長石和單斜輝石，這就是玄武岩特有的‘間粒間隱結構’。”鐘立峰介紹說。

岩石是在各種地質作用下，按一定方式結合而成的礦物集合體，是構成地殼及地幔的主要物質。根據成因，地球上的岩石可分為三大類：岩漿岩（火成岩）、沉積岩和變質岩。

岩漿岩是由地殼內部上升的岩漿侵入地殼或噴出地表冷凝而成的。噴出海底的熔岩遇到海水驟然冷卻，時間極為短暫，礦物顆粒來不及結晶成較大的晶體，因此結構都非常細密，顆粒一般都小於１毫米，岩石學家稱之為“微晶”或“隱晶”結構。

玄武岩是一種具有隱晶結構的岩石。有時，偶爾也可能見到幾個基性礦物的大晶體，稱之為“斑晶”。大洋環境中通常有兩種玄武岩：洋中脊玄武岩（MORB）和洋島玄武岩（OIB）。

此次在南海洋陸過渡帶鑽取的基底岩石，究竟是哪種玄武岩呢？鐘立峰認為，根據目前船上的研究條件判斷，很可能是洋中脊玄武岩。主要有三個証據：

第一，這些岩石有對稱的冷凝邊構造，指示其可能為枕狀玄武岩，這是洋中脊玄武岩的特征構造﹔第二，這些岩石具有塊狀構造，表明它們不是具有氣孔或杏仁構造的洋島玄武岩﹔第三，顯微鏡下發現斜長石都是基性斜長石，聚片雙晶結構非常清晰，沒有看到具有格子雙晶的鹼性長石，並且輝石為二級藍的普通輝石，而不是帶紅色的鈦輝石，進一步証實它們不是洋島玄武岩。

多年來，鐘立峰一直致力於對南海海底岩漿岩進行岩石學、地球化學和地質年代學研究。在建立時空框架的基礎上，探討南海海底岩漿岩的岩石成因，反演南海及其圍區構造演化過程。

在深入研究中，鐘立峰計劃從南海洋陸過渡帶的基底岩石中，分別挑選出斜長石、輝石和玻璃基質，進行40Ar/39Ar年代學測定。以期從多個角度來確定該玄武岩基底的形成時代，為第三次南海大洋鑽探提供年代學數據。

“40Ar/39Ar年代學測定，是同位素地質年代學最常用的方法之一。如果將斜長石、輝石和玻璃基質比作是基底岩石中的‘時間膠囊’，通過檢測這些‘時間膠囊’的同位素，我們就可以知道基底岩石的形成時間，從而揭開南海初始形成的時間之謎。”鐘立峰說。 （記者 張建鬆）