Selvhelbredende kontinentale rødder har konsekvenser for dyrebare mineraludforskning

En ny undersøgelse ledet af University of Alberta geologer kaster lys over en grundlæggende mekanisme for, hvordan Jordens kontinentalplader heler, med implikationer for diamantefterforskning og lokalisering af økonomisk vigtige mineraler.

"Kratoner er de ældste stabile kontinentale landmasser på Jorden, og er almindeligt kendt som depoter for diamanter og metaller af økonomisk betydning, " sagde Jingao Liu, hovedforfatter og gæsteforsker ved Institut for Jord- og Atmosfæriske Videnskaber. "Forstyrrelser af litosfæren under disse kratoner kan være nøglen til at huse mineralforekomster i verdensklasse, især diamanter og ædle metaller som platin."

Kratoner har overlevet milliarder af år med at blive slæbt rundt på Jorden af ​​tektoniske pladebevægelser, gennemgår en kompleks geologisk livscyklus med udtynding og heling. Dette er den første undersøgelse, der giver bevis for den mekanisme, der heler lithosfæren under kratoner og skaber passende betingelser for dannelse af dyrebare mineraler, Liu forklarede.

"Vi fandt direkte beviser på, at den dybe kapperod der er blevet erstattet for omkring 1,3 milliarder år siden, " sagde Liu, en gæsteprofessor fra China University of Geosciences (Beijing), som afsluttede forskningen med samarbejdspartner Graham Pearson, Prisvinder for Canada Excellence Research Chair og Henry Marshall Tory Chair i Department of Earth and Atmospheric Sciences.

"Denne udskiftning af en ældre dyb kontinental rod falder sammen med udseendet af en gigantisk udstrømning af basaltisk magma i denne region - kendt som Mackenzie Large Igneous Event, en af ​​de største i Jordens historie, " sagde Pearson. "Denne begivenhed producerede nøglemål for nikkel- og platinmetalmineralisering i Canadas Arktis, og vi er først nu begyndt at forstå dens betydning for både diamantødelæggelse og dannelse - førstnævnte via fjernelse af den gamle rod og sidstnævnte ved at skabe en ny tyk litosfærisk rod."

For bedre at forstå denne proces, forskere undersøgte prøver udbrudt fra diamant-bærende kimberlit i det canadiske arktiske område, øst for Kugluktuk i Nunavut. Brug af simuleringer baseret på feltfund, holdet viste, at rester af denne geologiske smelteproces blev genaflejret i kappen, at fortykke lithosfæren og vise det første faste bevis på mekanismen bag helingen af ​​en kontinental rod.

"Ud over at øge vores forståelse af mekanismen bag omkratonisering, disse resultater har også økonomisk betydning, " forklarede Liu. "Vi kan kortlægge det område af den berørte kapperod, der kan være vært for mineralforekomster forbundet med denne begivenhed - inklusive områder, hvor diamanter kan være til stede."

Forskningen blev støttet gennem Geomapping for Energy and Minerals-programmet af Geological Survey of Canada (GSC).

"Disse programmer er en stor hjælp for både akademikere og industrien, " sagde Liu. "Dette arbejde krævede, at vi sammensatte et meget videnskabeligt mangfoldigt team af forskere, der omfattede eksperter i geokemi, geofysik og numerisk geodynamisk modellering."

Ud over finansiering, GSC ydede også forskningsstøtte, herunder arbejde af medforfatter og seismolog Andrew Schaeffer.

"At demonstrere, at det, vi engang troede var ældgamle og uændrede kratoner, faktisk er væsentligt omarbejdet, er en stor opdagelse. Dette indebærer, at der er potentiale for, at adskillige andre sådanne kratoniske områder er blevet ændret på samme måde, under de rette omstændigheder, sagde Schaeffer. undersøgelser som denne er kritisk vigtige, da de kombinerer flere facetter af geovidenskab for at lave en meget mere robust fortolkning."

Forskningen er en del af et større samarbejdsprogram mellem U of A og China University of Geosciences (Beijing).

"Dette samarbejde tjener til at udforske oprindelsen og udviklingen af ​​de dybe rødder til kontinenter og deres implikationer for at skabe de mineralforekomster, som menneskeheden kræver, " sagde Liu. "Vores mål er at fortsætte med bedre at forstå, hvordan disse omkratoniseringsbegivenheder koncentrerer ædle metaller i jordskorpen, og hvor man skal lede efter nye diamantdepoter."

Studiet, "Plume-drevet omkratonisering af dyb kontinental litosfærisk kappe, " blev offentliggjort i Natur .