大洋中脊是地球上岩浆供应（约95%）和热量交换（约25%）最广泛的地区。软流圈在大洋中脊下方被动上涌而发生减压熔融，形成的熔体通过抽取进入岩浆房并经历结晶分异、岩浆混合等一系列演化过程后结晶形成洋壳。洋壳的成因研究长期以来一直是地球科学领域的重要内容。不同洋脊的洋壳结构具有非常大的变化，其形成过程也不尽相同，主要受控于扩张速率和岩浆供应量。根据全扩张速率，全球洋中脊分为快速扩张（80-180 mm/yr）、慢速扩张（20-55 mm/yr）和超慢速扩张（< 20 mm/yr）三种类型。超慢速扩张（ultraslow spreading）的概念由美国Woods Hole海洋研究所的Henry Dick教授及其合作者于2003年正式提出。超慢速扩张脊的总长度约20000公里，在全球洋脊中占比超过35%，主要包括西南印度洋脊和北极的洋脊体系。超慢速扩张洋壳的结构和形成过程具有以下特征：（1）岩浆在上升过程中发生高度聚集（magma focusing），在轴向上表现为岩浆断块（洋壳）和贫岩浆断块（地幔橄榄岩）的交替出现（图1a）；（2）岩浆供应量极小，洋脊的扩张表现为拆离断层主导的构造伸展，在垂直轴向具有非对称的洋壳结构（图1b）；（3）缺失稳定的岩浆房，辉长岩以侵入体的形式就位于地幔橄榄岩中。超慢速扩张洋壳的结构和形成过程明显区别于慢速和快速扩张脊（图1），已逐渐成为地球科学领域的研究热点和前沿。然而，受限于目前的技术手段，对现今大洋超慢速扩张脊的研究较为有限，尤其对下洋壳辉长岩的连续地、原位的研究仅来自极少量的大洋钻探成果，如位于西南印度洋Atlantis Bank的735B和U1473A钻孔。

图1 不同扩张速率洋脊的洋壳结构（a. 轴向；b. 垂直轴向）

大洋岩石圈的成因研究既可以利用来自现今大洋的直接样品，也可以借助保存在大陆之上的古大洋岩石圈——蛇绿岩。相对于现今大洋岩石圈，蛇绿岩的优势在于可提供连续的岩石和构造剖面，有利于深入的研究洋壳的结构和各岩石类型之间的复杂成因联系。例如，著名的阿曼蛇绿岩就是快速扩张大洋岩石圈保存在大陆之上的最重要代表，有关快速扩张脊洋壳成因的进展很大程度上依据阿曼蛇绿岩的研究成果。然而，形成于超慢速扩张脊的蛇绿岩鲜有报道。虽然利用构造地质学和古地磁学等方法，前人已在多个蛇绿岩中厘定了拆离断层的存在，但对蛇绿岩形成时古洋脊的扩张速率（即慢速、超慢速）尚未有效限制。

针对以上问题，中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室的刘通博士后、刘传周研究员、吴福元院士及团队成员与Woods Hole海洋研究所的海洋岩石学家Henry Dick教授深入合作，对我国青藏高原的日喀则蛇绿岩开展了详细的野外地质填图和岩石剖面测量，结合系统的岩石学和地球化学研究，将日喀则蛇绿岩厘定为全球最典型的超慢速扩张型蛇绿岩，同时通过日喀则蛇绿岩的研究为认识现今超慢速扩张大洋岩石圈的结构和成因提供了重要参考。

研究显示，日喀则蛇绿岩具有如下三个重要特征：

（1）沿蛇绿岩的展布方向，洋壳厚度变化极大（图2）。西段的吉定和东段的白岗-大竹区地区洋壳厚度约2-3公里，而中段的较大范围洋壳厚度不足1公里甚至缺失，局部以蛇纹石化的地幔橄榄岩为主。重建的洋壳结构显示日喀则蛇绿岩包含西、东两个岩浆断块和中部贫岩浆断块，因此与现今超慢速扩张大洋岩石圈极为相似，存在岩浆的高度聚集。

图2 日喀则蛇绿岩地质图（a）、洋壳结构重建图（约126 Ma；b）和代表性岩性柱状图（c）；图a中的P-P’剖面为实测的吉定下洋壳剖面，进一步的辉长岩成分分析见图3

（2）日喀则蛇绿岩的下洋壳辉长岩被大量后期的辉绿岩脉侵入（图3a）。自剖面底部向上，辉长岩中单斜辉石的成分呈现韵律式的变化，可分为五个单元（图3b-d）。在每一单元中，单斜辉石的Mg#和Cr₂O₃含量连续降低，而TiO₂含量连续升高；相邻单元之间存在成分间断。这种韵律式的辉长岩成分剖面指示日喀则蛇绿岩的下洋壳是由若干小型（约100m厚）岩浆侵入体构成，不同侵入体经历独立的岩浆分异过程。