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蛇年探秘:解锁蛇绿岩隐藏的地球密码

蛇年探秘:解锁蛇绿岩隐藏的地球密码

2025-03-20 11:03 张瑶

在十二生肖的轮回中,我们迎来了充满活力与神秘的蛇年。在地球的地质档案中,也藏着一份与蛇同名的神秘卷宗——蛇绿岩。它于深海诞生,又在板块碰撞中辗转,历经沧海桑田,沉默地诉说着地球的故事,那是关于大洋的兴衰、陆地的变迁。

一、神秘的命名:从外貌到地质符号

蛇绿岩,单从名字来看,便充满了神秘色彩。它不是一种单一的岩石类型,而是一套岩石组合的术语,又称蛇绿岩套(ophiolite suite),“ophiolite”一词来源于希腊语“ophis”,意思是“蛇”。

名字的起源与其外观有密切关系,蛇绿岩套中的岩石,尤其是超镁铁质岩部分,其颜色通常为暗绿色或墨绿色,而且蛇绿岩套中常见的蛇纹岩(serpentinite,来自拉丁语serpens,意即蛇)其表面常常呈现出像蛇皮一样的纹理,这些外观特征是其被命名为“蛇绿岩”的主要原因之一。

二、地质档案夹:岩石组合特点

蛇绿岩(ophiolite)指的是保存在造山带中的大洋岩石圈残片,完整的蛇绿岩套主要包括橄榄岩、辉长岩、镁铁质席状岩墙、镁铁质火山岩(一般为枕状玄武岩)和海相沉积岩等。这些岩石按照特定的顺序堆叠在一起,就像一个“地质档案夹”,里面的每一种岩石都承载着特定的地质信息,它们共同记录了大洋岩石圈形成、俯冲、消亡等造山作用的全过程信息。

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三、蛇绿岩对地球科学研究的重大意义

古板块构造的“拼图大师”:地球的历史就像一幅巨大的拼图,而蛇绿岩则是其中至关重要的拼图碎片。目前认为蛇绿岩形成于多种构造环境:洋中脊、弧后盆地、弧前盆地、活动大陆边缘、被动大陆边缘、转换断层或者几种复合环境。地质学家通过对蛇绿岩的研究,可以获取关于古板块运动的详细信息,其形成时代和形成环境的确定对于恢复古大洋形成演化史和重建古板块构造格局等具有重要的大地构造意义。

矿产资源的“寻宝地图”:蛇绿岩往往赋存丰富的矿产资源,如铬、镍、铜、金、银等,这些金属矿产是现代工业中不可或缺的重要原料,其赋存的铬铁矿等矿产是我国所短缺的矿产类型。如西藏雅鲁藏布江缝合带(YZSZ)和班公湖-怒江缝合带(BNSZ)蛇绿岩代表了新特提斯洋壳和岩石圈地幔残余,是我国铬铁矿和蛇绿岩型金刚石的重要原产地。对蛇绿岩形成的大地构造环境、演化过程和就位机制等问题的研究,为地质勘查、成矿规律和找矿方向研究等提供了重要指导。

四、板块构造活动的证据:张掖世界地质公园九个泉蛇绿岩套

蛇绿岩的踪迹遍布全球,世界著名的蛇绿岩有祁连山蛇绿岩、雅鲁藏布江蛇绿岩、塞浦路斯特罗多斯(Troodos)蛇绿岩、古巴东部马亚里—巴拉科阿(Mayarí-Baracoa)蛇绿岩、法属新喀里多尼亚岛屿蛇绿岩、阿曼塞迈尔蛇绿岩(Semail)、马西拉蛇绿岩(Masirah)以及遵化太古宙蛇绿岩等。它们如同散落在地球各个角落的神秘线索,等待着地质学家们去解读。我国构造环境复杂多样,蛇绿岩分布广泛且特征类型多样,甘肃、青海、西藏、新疆等地都有蛇绿岩出露,为我国地质学家研究地球演化提供了宝贵的样本。

九个泉蛇绿岩套位于张掖世界地质公园的西部,地处祁连山北麓,距肃南裕固族自治县县城约30公里,由地幔橄榄岩、堆晶辉长岩、均质辉长岩、枕状熔岩和火山角砾岩等组成,其上部整合覆盖一套由玄武质-玄武安山质熔岩和沉积岩组成的互层岩系。这些岩石是距今4.9—4.5亿年间华北板块与柴达木—祁连板块碰撞造山、古海洋消失所残留的洋盆残片,见证了古祁连洋消失的地质过程,它们完好的记录了早古生代的海陆变迁,具有全球对比研究的重大意义。

九个泉是中国最早进行板块研究的地方,剖面科学研究价值极高,被选为1996年30届国际地质大会的会后科学考察线路之一(T392),也是2018年“中澳大地构造与地球资源联合中心( ACTER )”野外考察路线的重要站点。这里也是黑河多条支流的起源地,高寒植被发育,野生动植物资源丰富。珍贵的海陆变迁的地质遗迹、珍稀的动植物资源和优美的祁连山风光彼此交融,既是地学科考和研究的圣殿,也是人们探索自然奇观的天然博物馆。

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肃南县九个泉一带蛇绿岩剖面综合对比柱状图

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九个泉一带科考线路图

近年来,张掖世界地质公园在蛇绿岩套科考研究上持续深耕,稳步推进各项工作。

一方面,持续更新升级软硬件设施,为科研工作筑牢基础。自 2019 年九个泉野外科考站成功建成以来,公园始终紧扣实际需求,不断对科考站进行全方位升级与完善。站内以LED屏、图板展示、图文资料陈列等方式,全方位展示了祁连山构造演化、九个泉蛇绿岩套形成过程以及多年来境内外专家学者在九个泉开展板块研究形成的科研成果和科考路线,为科考研究、科普教育提供支持保障。专门增设蛇绿岩标本展示区,将九个泉和其它代表性区域的蛇绿岩套岩石标本有序陈列,搭配详细的文字说明,生动展现蛇绿岩的独特魅力。陆续补充了空调、睡袋、棉被、帐篷、药品、标本采集袋、对讲机等一系列科考服务设施与生活物资,极大提升了科考站的综合保障能力。目前,九个泉科考站可满足20人左右的科研科考团队在野外开展蛇绿岩套剖面研究、动植物生态调查研究等工作。作为专业科考团队野外考察研究的重要补给站,九个泉科考站不仅为科考工作提供物资支持,更是一处融合科普教育、科研服务、野外科考救援等多功能于一体的国际水准科考设施。

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张掖世界地质公园九个泉野外科考站

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另一方面,公园积极投身科研实践,多次组织中国地质科学院、中国地质大学(北京)专家团队,深入九个泉石居里沟和塔墩沟,展开系统性野外考察工作,重点研究九个泉蛇绿岩套的构造特征、岩石组合及其形成机制。为更全面探究蛇绿岩套的奥秘,张掖世界地质公园不断拓宽研究视野,将考察范围延伸至青海拉脊山、昆仑山、秦岭、伏牛山、克什克腾旗五道石门等蛇绿岩分布区域,开展九个泉蛇绿岩套对比性研究,以揭示蛇绿岩套在多样地质背景下的演化奥秘。这些考察工作不仅丰富了蛇绿岩套的研究数据,也为张掖世界地质公园的地质遗迹保护与科学普及提供了重要支撑。未来,张掖世界地质公园将继续加强与高校和科研机构的合作,持续推进蛇绿岩套及相关地质现象的深入研究,稳步提升公园的科学含金量与国际影响力。

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