大洋磁条带是什么？它是如何产生的？它的存在与发现又有什么意义？那就让我们来共同探索一下吧。

大洋磁条带存在于大洋底部，看不见摸不着，20世纪50年代，人们通过磁测资料发现，在广阔的大洋底部存在着一条条带状磁异常，这些磁异常的走向与大洋底部称为“洋脊”的巨大山脉平行，以洋脊为中心，磁异常条带对称排列，呈周期性正负交替变化，每一条磁条带宽度不超过数十千米，长度可达数千千米，这些带状磁异常就是我们所谓的大洋磁条带。

大洋磁条带又是如何产生的呢？说起大洋磁条带的成因，我们不得不提到另一个有名的假说——海底扩张说。20世纪60年代罗伯特•迪茨（Robert Dietz）和哈雷•赫斯（Harry Hess）提出了海底扩张说，即高热流的地幔岩浆沿洋中脊的裂谷上涌冷却形成新的洋壳，以洋中脊为界，新生洋壳扩张，把两边老的洋壳向两旁推挤，然后在海沟处洋壳潜入地幔消亡。但假说毕竟还是假说，得到广泛的认可，还需要确凿的证据。而大洋磁条带的发现为这一假说提供了最为有力的证据。

1963年1月，加拿大地球物理学家劳伦斯•莫里（Lawrence Morley）提出：洋中脊处不断喷涌出来新岩浆，在冷却形成新洋壳的过程中，当其温度下降到居里点（500—450℃）以下，玄武岩、橄榄岩等洋壳岩石内的磁铁矿被磁化，记录下当时的地磁场。随着洋中脊处不断形成新洋壳把两边老的洋壳向两侧挤，于是地磁场就在洋中脊两侧被岩石对称记录了下来。在过去亿万年的地球发展过程中，地球磁场南北极曾多次发生倒转，新生洋壳岩石会按新的方向被磁化,从而形成了我们现在所看到的磁条带正负交替变化的现象，记载了沧海桑田变化的奥秘(图1)。这一经典理论现在被写入每本地质教材，但当时却遭到Nature及Journal of Geophysical Research的拒绝，直到1967年才被刊登在文学杂志Saturday Review上。同年，英国地质学家弗雷德里克•范恩(Frederick Vine)、德拉蒙德•马修斯(Drummond Matthews)根据海底扩张学说也提出相似的简单解释。三位科学家的研究成果，最终为人们广泛认同。

大洋磁条带的存在与发现又有什么意义？现代磁测研究表明，垂直于洋中脊对称式分布的各磁异常条带的宽度和地磁场倒转事件的持续时间长短成正比关系：将磁异常条带宽度所代表的距离除以该条带的时间跨度就能够计算出海底扩张的速度，大约每年数厘米。因此，大洋磁条带不仅证明了海底扩张的存在，而且根据海底扩张的速度和海底的宽度就可以计算出整个洋底不同部分的年龄，最老的海底为侏罗纪，大约2.2亿年左右，它和实测的年龄数据十分吻合。

大洋磁条带为研究大洋构造演化历史提供了依据。通过对大洋磁条带的探测，可以对大洋构造等进行深入研究。其中，洋底构造对解决地壳起源、演化等地质学根本问题关系极大。

大洋磁条带

特提斯洋是地质历史时期存在于冈瓦纳和劳亚大陆之间的古大洋，根据洋盆的时空展布特征，可进一步划分为：原特提斯洋、古特提斯洋、中特提斯洋和新特提斯洋。中特提斯洋，也有学者称之为新特提斯洋北支，是二叠纪时期伴随着基梅里大陆从冈瓦纳大陆的裂解而逐渐打开形成的，现主要以青藏高原内部的班公湖-怒江缝合带为代表。蛇绿岩作为古大洋岩石圈的残余，是恢复和反演古大洋形成演化历史的最直接证据。班公湖-怒江缝合带一线蛇绿岩出露范围广，岩石组合完整且保存较好。过去的研究工作显示，这些蛇绿岩多具有俯冲相关（SSZ）蛇绿岩的特征，进而推断班公湖-怒江洋是有限小洋盆，或新特提斯洋的边缘海（弧后小洋盆），对于是否存在主洋盆（或大洋盆），尚没有清晰的认识。

为了进一步研究中特提斯洋洋盆属性、形成演化及其动力学过程，自然资源部中国地质调查局地质研究所构造地质研究室唐跃博士后及其合作导师翟庆国研究员等，对班公湖-怒江缝合带中段地区的蛇绿岩开展了立典研究。研究团队选择典型蛇绿岩出露区开展了大比例尺专题地质填图（1:25000、1:5000），结合高精度的分析测试手段与综合室内研究，首次在班公湖-怒江缝合带中厘定出了典型的大洋中脊型（MOR）型蛇绿岩。

藏北湖区位于班公湖-怒江缝合带中段，蛇绿岩广泛分布在长约200km，宽约160km的范围内（图1），是该缝合带中蛇绿岩最为发育的地区。仁错蛇绿岩地处藏北湖区蛇绿岩的最南端，野外填图工作发现，该蛇绿岩具有典型Penrose型蛇绿岩岩石组合，主要由地幔橄榄岩、层状和均质辉长岩、席状岩墙群、枕状熔岩及放射虫硅质岩组成（图2），尤其是大规模的均质辉长岩、席状岩墙和枕状玄武岩可与现今快速扩张的大洋中脊相类比（图3）。玄武岩、辉绿岩和辉长岩均显示出典型N-MORB的地球化学特征，明显正的全岩εNd(t)和锆石εHf(t)值以及与地幔岩浆岩类似的锆石O同位素组成。这些特征表明仁错蛇绿岩是典型的MOR型蛇绿岩，形成于快速扩张的大洋中脊环境，可能代表了中特提斯洋的主洋盆。在此基础上，对蛇绿岩中的辉长岩、辉绿岩和斜长花岗岩等开展了系统的锆石U-Pb定年，结果表明其时代主要集中于169-147 Ma之间（中-晚侏罗世）。

结合其它相关研究资料，研究团队初步建立了班公湖-怒江中特提洋多岛弧盆体系的构造演化过程，主要经历了前侏罗纪的大洋扩张、早侏罗世晚期-中侏罗世早期的安多微陆块拼合以及俯冲南向跃迁、中侏罗世以来的南北双向俯冲，以及早白垩世的大洋闭合（图4）。这一研究成果为“中特提斯洋是一个与新特提斯洋并行的古大洋”的研究提供了关键的证据，改变了传统上对班公湖-怒江中特提斯洋属性（有限小洋盆）的认识，为深入认识中特提斯洋的形成演化及其动力学过程提供关键约束。

本研究受国家自然科学基金（91755103, 41872240）、第二次青藏高原综合科学考察研究专项（2019QZKK0703）和中国地质调查局项目（DD20190060，DD20190370）等的资助。研究成果发表于国际著名地学期刊《Geological Society of America Bulletin》上：Tang Yue, Zhai Qingguo*, Chung Sunlin, Hu Peiyuan, Wang Jun, Xiao Xuchang, Song Biao, Wang Haitao, Lee Haoyang, 2020. First mid-ocean ridge-type ophiolite from the Meso-Tethys suture zone in the north-central Tibetan plateau. Geological Society of America Bulletin. V. 132, no. 9-10, p. 2202-2220.
原文链接：https://doi.org/10.1130/B35500.1

图1 班公湖-怒江缝合带中段藏北湖区构造简图

图2 仁错蛇绿岩野外照片

图3 仁错蛇绿岩层序剖面及其与邻区蛇绿岩对比

图4 中特提洋中段构造演化模式图