伊朗高原是特提斯洋閉合、阿拉伯板塊和歐亞板塊長期匯聚形成的。持續(xù)進行的大陸碰撞作用使得伊朗高原有“年輕的、未成熟的青藏高原”之稱,它是研究大洋俯沖-陸陸碰撞造山過程的天然實驗室。研究伊朗高原的一個重要任務就是研究碰撞造山過程中巖石圈結構特征和成分變化。目前,對伊朗高原巖石圈的認識主要來自于地球物理觀測,但不同資料對殼幔界限、巖石圈的厚度及熱狀態(tài)存在較大差異或制約不足。同時,伊朗高原上廣泛分布的火山巖成因及機制亦頗有爭議,因此迫切需要對伊朗高原的巖石圈結構和組成進行地球化學研究。
中國科學院地質與地球物理研究所特提斯研究中心蘇本勛副研究員與臺灣大學和伊朗Birjand大學進行合作,選擇伊朗境內唯一的地幔捕擄體出露點為突破口,對研究程度較低的高原東北部巖石圈地幔展開系統(tǒng)研究并得到以下幾點認識:(1)伊朗東北部巖石圈地幔主要由尖晶石二輝橄欖巖組成,輝石巖分布普遍;(2)尖晶石二輝橄欖巖變形特征明顯,具有原始地幔的成分特征,是部分熔融與地幔交代疊加的結果(圖1);(3)輝石巖顯示連續(xù)的成分變化,應為深部來源的熔體與石榴石相橄欖巖反應的產物;(4)建立了該區(qū)巖石圈結構和熱狀態(tài),其厚度至少為100km,莫霍面應在42km左右(圖2)。此項研究成果為認識伊朗高原的巖石圈結構和組成提供了重要的地球化學資料。
該研究成果近期發(fā)表在Lithos上(Su et al. Composition and structure of the lithospheric mantle beneath NE Iran: Constraints from mantle xenoliths. Lithos , 2014, 202: 267-282)。
圖1 不同巖石類型中單斜輝石的微量元素特征。(橄欖巖平坦的配分形式,與原始地幔類似(a,b);輝石巖不同于橄欖巖和原始地幔,與石榴石相橄欖巖相近。)
圖2 伊朗東北部巖石圈組成、結構和熱狀態(tài)
