探索地球的利器

曼诗琳

探索地球的利器。地质学家借助科技的进展，从矿物晶体中寻找证据，来解决一些重要的地质科学问题。兹仅就揭开岩石前世之谜、提供生成年代线索、探讨大地构造作用、解析古气候讯息等方面来说明。
每种矿物都有其稳定的温压形成条件，从单一矿物或共生矿物群的出现与否，便可判断岩体形成的地质环境。以碧玺为例，在自然界有许多同质异形体，其中碧玺是高压环境下的产物。在中国东部的秦岭—大别大陆碰撞缝合带内，陆续发现超高在众多矿物种类中，仅有少数呈现单一色系，绝大多数因混入些许杂质，或晶体的一些缺陷，也可能受到辐射作用影响，致使同种矿物出现多色现象。每种矿物都有其稳定的温压形成条件，从单一矿物或共生矿物群的出现与否，便可判断岩体形成的地质环境。
压变质岩石及矿物相后，证实大陆地壳物质可隐没到上部地函超过100 公里的深度，然后经由大陆板块间的碰撞又被抬升折返地表。这些超高压变质带成因史的建立，以柯石英、微钻石等超高压矿物的出现，和周遭变质岩内矿物群的纪录，居功厥伟。
「时间」是探讨地球演化历史的重要关键，它不仅揭露某种地质事件在何时发生，也提供发生或演化速率等讯息。一般常用碳十四、钾—氩、氩—氩、铷—锶、钐—钕、钍—铅、铀—铅、铅—铅等放射性定年法，来确定矿物形成年代。而要选用何种矿物做为定年材料？角闪石和云母因富含钾和铷，适用钾—氩、氩—氩或铷—锶法；含铀的锆石和独居石可利用钍—铀—铅法。 2001 年，科学家便利用铀—铅法在澳洲西部发现地球上最老的结晶物质—44 亿年前的锆石。
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