最古老陆壳物质:综述

最古老陆壳物质指≥3.9 Ga锆石和≥3.8 Ga岩石,其发现是了解地球最早期陆壳形成演化的关键.全球范围内,迄今已在近20个地区发现最古老锆石,在8个地区发现最古老岩石.最古老锆石遍布各个大陆,主要存在于太古宙岩石中,但在许多地区仅有1~2颗发现.西澳杰克山-纳瑞尔山是≥3.9 Ga锆石发现最多的地区,全球最古老4.4~4.3 Ga锆石也来自这里.它们普遍显示岩浆振荡环带,结构和组成上与花岗质岩石中的岩浆锆石类似,表明陆壳岩石在地球形成之后不久就出现了,在冥古宙晚期已有了相当的规模.最古老岩石主要分布于北半球,规模通常很小,但在西南格陵兰分布范围很大,达1000 km^(2)以上.岩石以英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩(tonalite-trondhjemite-granodiorite,TTG)为主,一些地方存在以变质玄武岩和超基性岩为主的表壳岩,也有条带状铁矿等沉积岩存在.>3.5 Ga TTG岩石地球化学组成上存在变化,普遍具有低的Sr/Y和La/Yb比值,表明它们大多形成于相对低压的条件下.≥3.5 Ga岩浆锆石和碎屑-外来锆石Hf同位素组成存在大的变化,ε_(Hf)(t)从正值到负值都有,大多数锆石都具有负的ε_(Hf)(t)值,暗示其大多来自于富集地幔或类似于球粒陨石储库的物源区.Hf同位素组成富集的古老TTG岩石和锆石(≥3.9 Ga)在全球多个地区存在,支持了岩浆海事件形成全球性镁铁质-超镁铁质地壳的认识.在3.8 Ga,最古老陆壳的物质组成和形成条件已显示出多样性,表明陆壳在那时就已达到较高的演化程度.代表早期陆壳演化重要转折的壳源富钾花岗岩在3.65 Ga之后才开始形成,大规模形成的时代更晚.一些地区(西南格陵兰,加拿大的萨格利克-希布伦)存在大规模~3.5 Ga基性岩墙群,表明某些地区陆壳在那时规模就十分巨大,达到了相当的刚性.最古老陆壳物质形成方式存在争论,主要有陨石撞击、冰岛模式、岛弧岩浆作用、板底垫托、热管构造、深成软盖构造等不同解释.本文对最古老陆壳物质今后的研究方向作了展望.在华北克拉通、鞍山-本溪和冀东地区最有希望取得重大突破.