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华北克拉通南部太古宙大陆地壳的生长和演化*

2021-04-17第五春荣

岩石学报 2021年2期

第五春荣

大陆动力学国家重点实验室,西北大学地质学系,西安 710069

大陆地壳是人类赖以生存地球的档案库,也是地球有别于其它类地行星的重要标志之一,它记录了地球演化过程中所经历的诸多里程碑式的地质事件。因此,探究大陆地壳的起源、生长和演化是固体地球科学当下最重要和最热门的科学问题之一。迄今为止,地球上最古老的矿物年龄为在西澳大利亚Yilgarn克拉通北部的Jack Hills地区浅变质的石英砾岩中发现的碎屑锆石,采用SHRIMP方法测得其U-Pb年龄为4404Ma(Wildeetal., 2001)。最古老的岩石为出露于加拿大西北Slave克拉通年龄为4.03Ga花岗质片麻岩(Bowring and Williams, 1999)。华北克拉通亦是地球上屈指可数保存大于3.8Ga古老岩石的地区之一。这些地球古老地壳物质给我们提供了许多非常有价值的信息,据此可以获知地球形成最初十亿年的地表环境、化学分馏过程、地质背景和构造环境等(Cawood and Hawkesworth, 2019; Hawkesworthetal., 2017)。比如对Jack Hills 4.4Ga碎屑锆石Hf同位素研究表明在地球形成初期就已经有地壳物质的存在;锆石O-Li同位素揭示可能在大约4.3Ga前在地球上就已经有水圈存在,部分岩浆岩的母岩曾遭受过风化和水化作用的改造 (Ushikuboetal., 2008; Wildeetal., 2001)。

按照最新的国际年代地层表,太古宙是指从距今约4.0Ga到2.5Ga,大约15亿年时间。这一时间段又可以划分为始太古代(4.0~3.6Ga)、古太古代(3.6~3.2Ga)、中太古代(3.2~2.8Ga)和新太古代(2.8~2.5Ga)四个地质历史时期,约占地球已有演化历史的三分之一强。这一时期涉及到大陆地壳起源、大陆地壳巨量生长与稳定以及全球性板块构造作用的启动和建立等诸多最根本的全球性重大地质事件(Cawood and Hawkesworth, 2019; Hawkesworthetal., 2019; Hawkesworth and Brown, 2018)。……

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