一组科学家在解开大型铝石的形成之谜方面取得了进展，这些引人入胜的岩石在地球历史上的一个关键时期出现。这些富含斜长石的火成岩层可以扩展到众多地区，面积可达42,000平方公里，并含有宝贵的钛矿床。它们的起源一直是研究人员长久以来争论和困惑的主题。
最近发表在《科学进展》上的一项研究深入探讨了地球不断变化的地幔和地壳之间的复杂关系，以及影响地球的构造运动。该研究还提供了对板块构造开始时间、新生代以前的俯冲过程如何运作以及地球地壳是如何演变的新见解。
由莱斯大学的邓肯·凯勒和李新泰领导的研究小组对大型铝石进行了研究，以检验有关其形成的岩浆理论。他们特别分析了来自北美格伦维尔造山带的著名实例——马西和莫林铝石，这些岩石的形成大约可追溯到11亿年前。
通过研究岩石中的硼、氧、钕和锶同位素，并进行岩石成因建模，研究人员发现，形成这些铝石的岩浆富含起源于海洋地壳的熔融物，而这些熔融物在低温下被海水改造。他们还识别出与其他来自俯冲带的岩石（如深海蛇纹岩）中发现的同位素特征相似的同位素特征。
“我们的研究结果表明，这些巨大的铝石很可能是位于汇聚大陆边缘下的俯冲海洋地壳发生显著熔融的结果，”凯勒说，他还是地球、环境和行星科学的智慧行星博士后研究助理及该研究的首席作者。“由于地幔在过去更加炙热，这一发现将大型铝石的形成与地球的热演化和构造演变相联系。”
这项结合传统方法与对大型铝石进行硼同位素分析的创新性研究表明，这些岩石是在极热俯冲的时期形成的，这种现象可能发生在几十亿年前。
由于大型铝石在今天的地球上并未形成，新的证据将这些岩石与早期地球的热俯冲过程联系起来，为理解这些形成过程如何反映我们星球的物理发展开辟了创新的跨学科途径。
“这项研究提高了我们对古代岩石形成的认识，并阐明了它们对地球构造和热历史的更广泛影响，”李教授表示，他是地质学的哈里·卡罗瑟斯·威斯教授和地球、环境和行星科学的教授，同时也是这项研究的合著者。
其他合著作者包括来自科尔盖特大学地球与环境地球科学系的威廉·佩克；来自伍兹霍尔海洋研究所地质与地球物理系的布赖恩·蒙特莱昂；来自美国自然历史博物馆地球与行星科学系的塞琳·马丁；来自华盛顿州立大学环境学院的杰弗里·维尔沃特；以及来自哥伦比亚大学拉蒙特-多赫提地球观察所的路易斯·博尔吉。
这项研究得到了美国国家航空航天局和美国国家科学基金会的支持。
