圖片來源：Pixabay

一組由各國科學(xué)家組成的國際團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，銅、鉛、鋅等金屬礦藏與巖石圈（由地殼和上地幔頂部組成）的厚度存在顯著聯(lián)系。新發(fā)現(xiàn)為勘探這類重要的資源提供了一條可靠的途徑。

馬克·霍加德（Mark Hoggard，這項(xiàng)研究的第一作者）表示，這項(xiàng)研究源于一個巧合。他是哈佛大學(xué)的地質(zhì)學(xué)家，同時也為哥倫比亞大學(xué)拉蒙特·多爾蒂地球觀測站（Lamont Doherty Earth Observatory）工作。當(dāng)澳大利亞地球科學(xué)局（Geoscience Australia）的卡羅爾·恰爾諾塔（Karol Czarnota，這項(xiàng)研究的共同作者）前往哈佛大學(xué)訪問時，曾向霍加德提起，澳大利亞北部礦藏的分布與巖石圈厚度變化之間存在很高的一致性。隨后，他們組成的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，這種關(guān)系似乎廣泛存在于世界各地。這也意味著勘探者可以通過理論指導(dǎo)發(fā)現(xiàn)更多潛在的礦藏。相關(guān)研究發(fā)表于今年7月的《自然·地球科學(xué)》（Nature Geoscience）。

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耶魯大學(xué)的地球物理學(xué)家莫琳·朗（Maureen Long，并未參與這項(xiàng)研究）表示，巖石圈的厚度驚人，可達(dá)地表以下300千米，這也意味著“地球物理學(xué)家也很難準(zhǔn)確測量它的厚度” 。為了嘗試測量，地球物理學(xué)開始使用地震波接收器，試圖解讀地震波穿過地球內(nèi)部時的速度變化。然而，地球上的地震沒有那么常見，地震波接收器的部署也很有限，“我們無法完美地測量出地球各圈層的厚度?！?/p>

為了創(chuàng)建高精度的巖石圈厚度圖，霍加德和同事不僅綜合校準(zhǔn)了現(xiàn)有的區(qū)域模型和全球模型，還附加了巖石圈的溫度和壓力信息（通過火山噴發(fā)帶出的巖石類型反推得出）。他們發(fā)現(xiàn)，礦藏傾向于出現(xiàn)在巖石圈厚度為170千米的地方。試圖解釋這個現(xiàn)象時，他們意識到，能夠形成礦藏的基礎(chǔ)材料一般位于靠近地表的地方，它們需要通過盆地逐漸富集。如果這個盆地恰好位于巖石圈某個特定厚度，那么來自下地幔的熱量將會為這片區(qū)域提供絕佳的溫度條件，以此讓礦物進(jìn)一步富集。

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霍加德表示，此前勘探礦藏時“必須前往目的地”，因?yàn)榇蠹以趯ふ业V產(chǎn)時要么需要大面積篩選沙土，要么需要勘測地面以找出地磁場異常的區(qū)域。而他們的團(tuán)隊(duì)提供了一個新的選擇，勘探者不用抵達(dá)當(dāng)?shù)鼐湍茉谶h(yuǎn)程確認(rèn)礦藏區(qū)域。事實(shí)上，已經(jīng)有礦產(chǎn)公司開始利用這項(xiàng)技術(shù)指導(dǎo)礦產(chǎn)勘探了。

“這項(xiàng)研究最具創(chuàng)新性的一點(diǎn)在于，它將地下深處的上地幔與我們幾乎可以用肉眼看見的地表礦藏聯(lián)系在了一起，”朗表示，“這項(xiàng)成果真的非常讓人興奮！”

撰文：卡倫·權(quán)（Karen Kwon）

翻譯：杜永航

文章來源：環(huán)球科學(xué)


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