再论“关于板块运动启动时间的争论”

笔者在"关于板块运动启动时间的争论"一文(陆松年等,2016)基础上,参阅公开发表的部分文章,介绍了前板块岩浆洋和停滞盖研究的新进展,并再次讨论有关板块运动启动时间的不同认识和观点。根据太阳系30个类地行星天体图像资料,硅酸盐质行星体在它的生命期由于冷却和岩石圈增厚似乎经历过多种构造样式,包括岩浆洋、多类型停滞盖以及板块构造。硅酸盐类行星由于增生、分异、撞击和放射性活动,使星体变热,发生熔融反应而形成"岩浆洋"。硅酸盐星球体早期很可能是大面积但寿命很短的岩浆洋,之后的星球可能受两种构造模型控制:停滞盖构造和板块构造。已有资料表明,停滞盖构造是类地行星的主要构造类型,而板块构造在类地行星中是十分罕见的。停滞盖构造是一个单一的、围绕天体的板块,基本由硅酸盐质岩石圈组成。停滞盖构造有三种主要变化形态——热管、滴状及柱状体、拆沉及上涌流。板块构造启动时间从>4.4Ga到0.85Ga至少有11种不同观点:认为板块构造始于冥古宙的有1种、始于始-古太古代的有3种、始于中-新太古代的有4种、始于古元古代有1种、始于新元古代的有2种。本文重点介绍了地球冥古宙-太古宙板块运动启动的地质学证据和特点。

冥古宙的地层学属性:了解地球形成初期古地理背景和演变历史的重要线索

在现行的前寒武纪地质年代表中,由于太古宙底界没有得到很好的定义,只是被粗略地置于大约4000Ma,因此也造成了一个没有得到较好定义的"冥古宙"。2个重要的发现促使学者们对冥古宙的地层学属性进行修订:(1)在西澳大利亚Jack山脉太古宙砾岩中发现了真正古老的锆石晶体,其不仅可将地层时代延伸到4404Ma,而且包含了有关地球早期环境条件较为丰富的信息;(2)在加拿大北部发现了大约4030Ma的Acasta片麻岩。根据这些发现,并结合月球和陨石的测年数据,就产生了大量有关太阳系和地球早期历史的新知识,包括太阳系与地球的形成、初生地球时期的重要变化及其物质记录和生命的起源及早期进化,这成为修订冥古宙地层学属性的重要基础。修订后的冥古宙代表了地球演变历史的最早时段,即从太阳系和地球在T0=4567Ma的形成,一直延续到地球上最古老岩石的出现(4030Ma)。冥古宙还可被进一步划分为2个代:(1)"混沌代"(4567Ma—4404±8Ma);(2)"杰克山代"或"锆石代"(4404±8Ma—4030Ma)。由于没有保存相应的地层记录,因此冥古宙顶界(4030Ma)与底界(4567Ma)的年龄值,仅为一个计时性的年代界限。上述这个被赋予了明确地层学属性的冥古宙,不仅代表了前寒武纪地层学研究的一个重要进展,而且也为深入了解地球早期演变历史提供了许多重要的理念。