近日，南方科技大學(xué)海洋科學(xué)與工程系副教授郭震團(tuán)隊(duì)針對峨眉山大火成巖省取得重要進(jìn)展，相關(guān)成果在《地球物理研究通訊》發(fā)表。
大火成巖省指的是在相對較短的時(shí)間內(nèi)形成的大范圍在地表噴發(fā)的大量玄武巖漿，是地球上最大規(guī)模的火山作用，記錄了在特定地質(zhì)歷史時(shí)期地球內(nèi)部巨量物質(zhì)和能量遷移到地表的過程。以往研究表明，世界上大火成巖省的形成，主要與來自下地幔的地幔柱活動有關(guān)。
峨眉山大火成巖省是中國大陸唯一被國際學(xué)術(shù)界認(rèn)可的大火成巖省，形成于2.65億年前的一次規(guī)模巨大的火山噴發(fā)事件。峨眉山大火成巖省由溢流玄武巖所形成，出露面積為25萬平方公里。
以往研究表明，峨眉山大火成巖省的形成與古地幔柱柱頭抵達(dá)巖石圈底部形成的大規(guī)模部分熔融有關(guān)，但缺乏深部地球物理觀測資料的定量約束，同時(shí)也不清楚地幔柱柱頭及大規(guī)模上涌的玄武質(zhì)巖漿是如何改造上覆大陸巖石圈組分與結(jié)構(gòu)的。
在該研究中，研究團(tuán)隊(duì)利用基于熱動力模擬的非線性聯(lián)合反演方法，通過聯(lián)合反演瑞雷面波相速度、地表熱流、大地水準(zhǔn)和絕對高程等多種地球物理觀測數(shù)據(jù)，構(gòu)建峨眉山大火成巖省深部熱化學(xué)結(jié)構(gòu)三維模型。
結(jié)果顯示，巖石圈地幔的組分與峨眉山大火成巖省的同心帶之間有明顯的相關(guān)性，即內(nèi)帶巖石圈地幔的鎂數(shù)較低，對應(yīng)較為富集的地幔，而外帶巖石圈地幔的鎂數(shù)較高，對應(yīng)較為虧損的地幔，這表明巖石圈地幔的化學(xué)組分受到了地幔柱的強(qiáng)烈改造，峨眉山大火成巖省內(nèi)帶巖石圈地幔的富集特征是由于地幔柱在巖石圈底部熔融產(chǎn)生的巖漿上涌滲透到周圍虧損的巖石圈地幔，并進(jìn)行了化學(xué)再補(bǔ)給作用所造成的?；谝陨嫌^測，研究人員提出了地幔柱導(dǎo)致大陸巖石圈地幔再富集的新模型。
另外，研究人員提出的溫度模型揭示了峨眉山大火成巖省西南部存在薄的巖石圈，且其下方存在明顯的高溫異常，指示了大規(guī)模的、持續(xù)的軟流圈上涌，這種上涌與巖石圈相互作用觸發(fā)了小尺度的熱對流。
該研究揭示了大火成巖省下方古老地幔柱與上覆大陸巖石圈之間復(fù)雜的熱-化學(xué)相互作用，對地幔柱改造大陸巖石圈的結(jié)構(gòu)和演化的認(rèn)知具有重要意義。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1029/2023GL106973
本文鏈接：研究揭示峨眉山大火成巖省地幔柱作用機(jī)制http://m.sq15.cn/show-11-3508-0.html
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