25億年,是一個人類難以想像的時間概念。在億萬年的地質運動中,地球表面早已是面目全非,真假難辨。那麼,華北大地上為何能夠保存世界上迄今最古老的大洋岩石呢?
“華北大陸在25億年前碰撞造山帶的位置上,能夠保存最古老大洋岩石,並非偶然。”課題負責人北京大學李江海博士説。
地質學家普遍認為在25億到27億年前,地球北部出現了一個超級大陸,各個大陸普遍碰撞聚合於其中,這個碰撞聚合過程持續了大約2億年。與北美、南非、辛巴威、澳洲大陸相比,華北大陸較晚碰撞聚合於這個超級大陸,因此存在保存縫合線的有利條件。
另外,華北大陸在過去十年中發現了分佈範圍長達700公里的特殊岩石——高壓麻粒岩,高壓麻粒岩世界範圍內也非常罕見,它記錄了地殼強烈碰撞加厚,形成于地下約40公里處。目前它的分佈從山西恒山、冀西北、經承德北部到遼西地區,幾乎平行于新發現的古大洋遺跡線。而且,華北大陸的東西部,在25億年前存在巨大的差異。
這些地質現象從不同側面證明,華北大陸中部在25億年前是板塊碰撞的位置。這一科學認識是我國地質學研究長期積累的結果,也是最終尋找到古大洋的基本理論指導。
因為涉及多種岩石類型,後期地質作用強烈改造,岩石往往難以辨認。大洋殘片不僅可能面目全非,而且早已不在“原地踏步”。
但是長期的積累,華北大陸已有的地質資料已顯示了古大洋存在的跡象,這成為研究工作的起點。在工作中,科學家們意識到,地殼上部層次的枕狀熔岩在變形弱的地方容易保留下來,並容易被地球化學研究所揭示。構成大洋地殼主體的輝長岩和堆積岩分佈廣泛,在野外易於辨認,但需要地球化學測試來證實是否是大洋地殼。目前,在野外可以較好識別的,就是大洋地幔殘片,這些岩石普遍保留了大洋地幔高溫流動變形形成的結構和構造,並且在後期地質改造中易於保存下來,它們是野外最直接而有效的識別標誌。
甄別和發現需要方法。多年研究,李江海等人積累了一套尋找和識別古大洋殘片的有效方法。一旦發現了這些特徵性岩石,科學家們立即尋找相關的岩石。這成為一年來古大洋遺跡研究最有效的工作方法,並可以避免盲目的後續實驗研究,節約必要的科研費用。
“一年的工作使我們意識到,一項重大發現的獲得,付出的努力比平常要多許多倍,即要有大海撈針一樣的魄力和膽識,又要有偵探一般細緻耐心的判斷力和科學推論,最終是野外的腳踏實地和眾多實驗分析的測定。”
過去的一年裏,為集中精力開展野外工作,李江海先後放棄了到日本、澳洲、香港、美國、法國參加國際會議或國外學術研究結構的邀請,奔波于燕趙大地的崇山峻嶺之間。
又一個冬季即將到來,屆時,野外工作將遭受阻礙。而截至目前,科學家們完成了許多重要的野外工作,為古大洋深入研究創造了良好時機,並獲得豐富的第一手資料和重要的研究進展。他們已經“搶”在時間前面,掌握了主動權。
據悉,李江海計劃明年邀請一批知名地質專家到冀東進行野外地質旅行,開展實地考察和學術交流,以推動我國古大洋的綜合研究,提高華北古大陸地質研究水準。令人欣慰的是,研究得到了國家自然科學基金項目和北京大學的大力支援。(完)
新華社 2001年11月29日