《火星上蛇纹石的全球分布》

  • 来源专题:深海资源开发
  • 编译者: 徐冰烨
  • 发布时间:2025-04-03
  • 蛇纹石化是指橄榄石和辉石在液态水作用下发生氧化反应,形成蛇纹石的过程。在地球上,蛇纹石化主要发生于海底热液系统及构造活动强烈的边缘环境。生活在这些区域附近的化能自养微生物群落依赖H2和CH4作为营养来源。从热力学角度看,在火星上,蛇纹石化更易发生,因此,蛇纹岩成为原位火星探测的重要天体生物学目标。此外,蛇纹石化产生的无机H2和CH4可能对火星古气候变暖贡献显著。因此,理解蛇纹石化的程度和时间尺度对于研究火星的天体生物学潜力及古气候研究具有重要意义。此外,地球上的蛇纹岩通常富含金属矿物,例如富镍(Ni)和铬(Cr)的矿石,因此蛇纹石也可能成为未来金属资源提取的重要目标。

    利用紧凑型火星勘测成像光谱仪(CRISM)数据,科学家已在局部至全球尺度上探测到火星上的蛇纹石。要可靠识别镁蛇纹石,CRISM数据中必须存在特征吸收带,主要位于~1.4、2.12、2.32和2.52 μm处。然而,在CRISM I/F数据中,发现了一个与2.12 μm吸收特征相似的伪影。为了确认2.12 μm吸收特征的情况,研究人员开发了一种称为“辐射比值法”的验证方法。截至目前,仅有六幅CRISM影像通过该方法验证确实包含蛇纹石。

    NASA的JPL实验室的研究人员采用动态孔径因子分析与目标变换方法(DAFA/TT),识别并定位CRISM I/F数据中的潜在蛇纹石信号,并进一步利用辐射比值法验证2.12 μm吸收带的存在。基于此,生成了最新全球镁蛇纹石分布图,分析了这些探测点的地质背景、地形年代及其伴生矿物组合,并计算了这些沉积在蛇纹石化过程中可能产生的H2量。

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    • 编译者:liguiju
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    • 近日,中国科学院南海海洋研究所边缘海与大洋地质重点实验室研究员阎贫团队,通过重力模拟及地震成像分析,发现南海西南海盆洋中脊裂谷内的龙门海山为一座低重力海山,推测该海山为一类新型的洋中脊裂谷型蛇纹石泥火山,研究成果发表在Tectonophysics(《构造物理》)上,论文作者为王彦林、阎贫、于俊辉等。 全球现已发现的洋中脊海山都由玄武岩喷发形成,通常具有显著的高重力异常。南海洋脊区海山一般也都被认为是玄武岩海山。 然而,研究团队发现位于南海西南海盆洋脊裂谷区的龙门海山规模较大(高1.5 km、宽约20 km),但自由重力相对变化明显低于周围相近规模的玄武岩海山。 研究人员通过多道地震叠前深度偏移成像和三维重力模拟分析,发现龙门海山具有泥火山形貌,其地震速度和体密度偏低,与未固结深海沉积物相当,呈现泥火山特征。 研究认为,由于龙门海山位于慢速扩张的西南海盆中脊裂谷,地壳薄(~2 km),北西向转换断裂和广泛发育的北东向伸展断裂在此交汇,引起地壳破碎,海水渗入,导致上地幔岩石的强烈蛇纹岩化和蛇纹石泥流的形成。据此推测龙门海山是蛇纹石泥流喷发堆积形成的蛇纹石泥火山。 全球现已发现的蛇纹石泥火山都位于俯冲增生带,而本研究团队新发现的蛇纹石泥火山位于慢速扩张中脊裂谷内,可能代表了一种新的海山形成动力机制。 新发现将扩充人们对地幔橄榄岩蛇纹岩化过程的认识,并对全球其它扩张中心蛇纹石泥火山的发现具有指示意义。 该研究得到国家自然科学基金、省实验室人才团队引进重大专项、广东特支计划、广东省基础与应用基础研究基金、广州市科技计划、中国科学院特别研究助理资助项目(于俊辉)以及国家自然科学基金委共享航次及项目的支持。 相关论文信息:Wang, Y., Yan, P., Yu, J., Tu, G., Wang, J., Qiu, Y., Chen, C., 2023. Geophysical evidence for a serpentine mud volcano in the relict slow-spreading center of the South China Sea. Tectonophysics, 846, 229665. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2022.229665.
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