浙大學者發表論文 揭秘超級火山成因
浙江在線1月23日訊（浙江在線記者 曾福泉 通訊員 周煒）著名期刊《自然通訊》日前刊發浙江大學地球科學學院夏群科教授團隊的一項研究，全面界定與分析了超級火山形成的原因與機制，其中的關鍵是掌握了高質量、可信的岩漿水含量數據。
夏群科說，超級火山不僅引發地球巨變，也帶來了豐富的礦產資源。大火成岩省是超級火山噴發的遺迹，分布於世界不同區域，包括噴出的大規模溢流玄武岩和岩漿供體大型放射狀岩牆群。它們在很大程度上與地幔柱活動有關，是地幔柱岩漿活動的直接產物。大火成岩省都是礦產資源豐富之地，著名的攀枝花鐵礦就位於峨眉山大火成岩省區域。「對於大火成岩省形成機制的研究，將幫助人類更好地發現新的礦產資源。」他說。
超級火山是最為暴烈的地球運動，一次噴發至少1000立方公里，規模相當於1000座小火山同時噴發，並且可持續100萬年以上。
若要預測超級火山，首先要摸清超級火山的形成機制：短時間內，巨量的岩漿是怎麼產生的？目前，科學界公認影響岩漿的產生取決於四大因素：溫度、壓力、岩石成分和水。前3種因素，科學界已有可靠的辦法來測定。唯獨水的因素最難捉摸，之前的方法，操作難度大、誤差大。
「許多科學家提出水對岩漿的形成至關重要，如果我們沒法測定水的含量，就沒法進一步評估和模擬水的影響。」夏群科說。
夏群科課題組採集一些來自我國西南部峨眉山大火成岩省的玄武岩樣品。安靜的實驗室里，博士後劉佳用鑷子取出一片薄薄的玄武岩切片，放進紅外光譜儀中。這片樣品，是大約2.5億年前一次巨量岩漿噴發之後的產物，深灰色的切面上，分布著一些邊緣模糊的白色小點。正是這些不起眼的小點，藏著超級火山的成因「密碼」。
玄武岩是由地幔深處的物質熔融後形成的岩漿，噴出地表經過分凝、冷卻而來。玄武岩樣品上面鑲嵌的發白的亮晶晶的顆粒，便是單斜輝石。夏群科說，岩漿在冷卻過程中，一些原子會排列成有序的晶格，形成礦物。在這一過程中，水以OH羥基的形式進入礦物晶格。
課題組找到一種方法，通過測定單斜輝石中的水含量，準確反演出原始岩漿的水含量。「我們發現，超級火山的岩漿含水量，要比普通火山的含水量高出幾十甚至上百倍。」夏群科說。大量的水從何而來？科學家進一步研究發現：這是在地球板塊運動過程中，大洋板塊俯衝插入地幔而帶入的水。「巨量岩漿中的水，來源於俯衝板塊歷經脫水後進入地幔的殘餘板塊攜帶的流體。」
有了高質量、可信的水含量的數據，科學家終於可以全面地界定與分析超級火山形成的原因與機制。「普通火山和超級火山不同，普通火山只要4個因素中的一個或幾個起作用就能產生，而超級火山必須4個因素同時具備。」夏群科說，這使得超級火山的預測成為可能。「我們知道，超級火山的岩漿需要大量的水，這些水是由板塊俯衝從地錶帶入地幔的。我們可以由此推斷，超級火山必然產生於曾經或者正在發生板塊俯衝的地方或者附近。」
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