地球历史上两种范式的板块构造

板块构造在地球上开始出现的时间及其如何随着时间而演化,是地球科学中的最基本问题.尽管重力驱动的俯冲作用已经被看成是地球上板块构造运作的关键条件,但是地球历史上俯冲带动力机制和热状态变化如何影响板块构造范式这个问题依然值得探讨.沿汇聚板块边界分布的区域变质岩记录了地壳岩石在岩石圈深度通过脱水和熔融作用发生的再造.区域变质作用的性质受控于板块边缘热状态,在变质相系全球分布上随时间推移所发生的变化就记录了板块边缘动力体制随时间的演化.现代板块构造开始于新元古代,这时板块边缘具备了足够的刚性得以冷俯冲;远古板块构造则开始于太古代,那时板块边缘因具有足够的韧性而进行暖俯冲.这种差异主要是由于太古代地幔比显生宙地幔具有显著较高的温度,在冷和暖两种状态下的板块俯冲属性主要受控于板块边缘的流变学.因此,本文建立了地球历史上不同时期板块构造范式的功能性整体模型.