地質學家在加拿大北部發現古代地殼遺蹟 或蘊藏鑽石礦

2020-12-05 前瞻網

地質學家在加拿大北部發現古代地殼遺蹟 或蘊藏鑽石礦

 Connor Feng • 2020-03-27 16:44:16　來源：前瞻網　E3525G0

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北大西洋克拉通是地球大陸地殼的一個古老部分，而在篩選了巴芬島的鑽石勘探樣本之後，加拿大科學家們發現了這個克拉通的一個新遺蹟。

金伯利巖樣品是鑽石勘探中的主要巖石。數百萬年前，這種金伯利巖在地下150至400公裡的深處形成，後來，地質和化學力量將這種巖石帶到了地表。有時候，火成巖也會攜帶著嵌有鑽石的金伯利巖。

英屬哥倫比亞大學的地質學家瑪雅·科皮洛娃(Maya Kopylova)解釋說:「對研究人員來說，金伯利巖就是一種地下火箭，它在上升到地面的過程中會帶上其他『乘客』，這些乘客都是大塊的圍巖，隨著時間的推移，這些巖石攜帶著大量關於地底深處的詳細信息。」

但是當Kopylova和他的同事開始分析De Beers 公司在巴芬島南部Chidliak Kimberlite省發掘的一個樣本時，他們發現這些圍巖非常特別。它們的礦物特徵與北大西洋克拉通的其他部分相匹配。(克拉通是地球大陸地殼的一個古老部分，它從蘇格蘭一直延伸到拉布拉多。)

日前，《巖石學雜誌》發表了一篇描述這項研究的新論文，Kopylova是這篇新論文的主要作者，他說：「北大西洋克拉通其他部分的礦物組成非常獨特，沒有人會認錯的。這些碎片很容易就可以聯繫在一起。加拿大北部——魁北克北部、安大略省北部和努納武特——的鄰近古代克拉通就具有完全不同的礦物學。」

克拉通是具有數十億年歷史的大陸地殼穩定碎片，這些大陸核心會錨定並聚集周圍的其他大陸塊。其中一些大陸核心仍然存在於現存的大陸板塊中心，比如北美板塊，但是其他古老的大陸已經分裂成更小的碎片，並在板塊運動的漫長歷史中重新排列。

Kopylova說:「找到這些『丟失的』碎片就像找到一塊缺失的拼圖一樣。沒有這些碎片，古代地球的科學拼圖就不可能完整。」

1.5億年前，北大西洋克拉通大陸板塊斷裂成碎片，現在從蘇格蘭北部延伸，穿過格陵蘭島南部，繼續向西南方向延伸到拉布拉多。

新發現的碎片覆蓋了巴芬島南部出產鑽石的Chidliak Kimberlite省，它使已知的北大西洋克拉通的面積增加了大約10%。

這是地質學家第一次能夠以這樣的深度拼湊出這個謎團的一部分——也就是所謂的地幔關聯(mantle correlation)。以前對地球板塊大小和位置的重建基於地殼中相對較淺的巖石樣本，這些巖石樣本都形成於地下1至10公裡的地方。

Kopylova說：「有了這些樣本，我們能夠根據更深的地幔巖石重建古代大陸的形狀，我們現在不僅能夠理解和繪製最上層地表，而且我們的知識在字面和象徵意義上都變得更加深刻。」我們可以把200公裡深的碎片放在一起，根據深層礦物學的細節對它們進行對比。」

來自巴芬島南部Chidliak Kimberlite省的樣品最初由一家初級勘探公司Peregrine Diamonds提供，這家公司於2018年被國際鑽石勘探公司和零售商戴比爾斯(De Beers)收購。這些巖芯樣品本身很有價值，而且採集成本很高。

Kopylova說:「我們的合作公司向英屬哥倫比亞大學提供了研究樣本，使得學校能夠展開基礎研究和許多研究生培訓，顯示了合作公司的良好意願。反過來，英屬哥倫比亞大學的研究也為該公司提供了關於深部產鑽地幔的信息，也就是繪製克拉通部分的核心，這部分更有可能蘊藏一個成功的鑽石礦。」

原文：https://phys.org/news/2020-03-geologists-lost-fragment-ancient-continent.html

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