很久以前，大規模的岩漿噴發導致地球的陸地上產生了大量的玄武岩熔岩洪水。以前人們認為，這些類型的噴發只能發生在大陸構造板塊較薄的地區，允許深層地幔物質上升到接近表面的地方。這些地區的低壓允許熱的地幔融化，這可以產生大量的岩漿。然而，赫爾辛基大學和奧胡斯大學的研究人員的一項新研究挑戰了這種傳統的理解。

玄武岩是一種火山岩，它是由含有大量黑質礦物（如輝石和橄欖石）的熔岩冷卻和凝固後形成的。當這種熔岩從火山中噴發出來並與地球表面接觸時，就會發生玄武岩熔岩噴發。這些噴發可以是爆炸性的，也可以是更多的噴發，在很長一段時間內緩慢而穩定地在地表流動。玄武岩熔岩通常比其他類型的熔岩更具流動性，這使得它可以輕鬆流動並覆蓋大片區域。

赫爾辛基大學的Jussi Heinonen博士是最近描述這項研究的《岩石學雜誌》文章的主要作者，他解釋說：”洪積玄武岩噴發一般需要在低壓條件下熔化地幔的想法主要是基於噴發的岩漿的微量元素組成。”他進一步指出，許多洪積玄武岩中稀土元素的相對數量表明岩漿在低壓地幔礦物的存在下形成。

南極洲Dronning Maud Land的洪積玄武岩源於一個特別深的地幔源。資料來源：Arto Luttinen

這項新的研究是作為一個研究項目的一部分進行的，該項目重點關注當南部非洲和南極洲在大約1.8億年前作為盤古大陸的一部分相互連接時，在這些大陸上爆發的洪水玄武岩的起源。

赫爾辛基大學研究小組組長Arto Luttinen博士介紹說：”我們對非洲和南極洲構造板塊厚而非薄的地區出現的大多數洪積玄武岩感到好奇，此外，我們發現許多具有稀土元素成分的洪積玄武岩，暗示著高壓形成條件，實際上位於構造板塊的薄區域。”

在研究小組在莫桑比克發現一種洪氾玄武岩後，另一種假說的想法開始形成，這種玄武岩在成分上顯示出異常高的噴發溫度。

赫爾辛基大學的博士生Sanni Turunen補充說：”這些洪積玄武岩使我們考慮到這樣一種可能性，即特別熱的地幔的熔化可能導致高壓岩漿的形成，其微量元素特徵與低壓岩漿相似。”

研究人員決定使用地球化學建模工具REEBOX PRO來測試他們的假設，該工具能夠真實地模擬地幔熔化過程中的礦物、熔體及其微量元素含量的行為。

文章的共同作者、REEBOX PRO工具的開發者之一、奧胡斯大學的Eric Brown博士說：”我們很高興地發現，模擬結果支持了我們的假設，預測了石榴石的總消耗量，石榴石是高壓條件下的診斷礦物，當地幔熔化發生在洪荒玄武岩所顯示的高溫下時。”

因此，當地幔來源非常熱時，在高壓下形成的岩漿在化學上可能類似於低壓岩漿。此外，結果表明，當選擇不同種類的地幔源進行建模時，石榴石在相對較低的壓力下生存。

“我們的結果有助於我們理解南部非洲和南極洪積玄武岩的出現和它們的微量元素特徵之間的明顯爭議。最重要的是，我們表明大量的洪積玄武岩可以在厚構造板塊區域形成，而且除非考慮到地幔溫度和成分的影響，否則洪積玄武岩的微量元素成分是岩漿生成深度的不可靠的指標。”作者總結道。