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[地球物理学] 地球化学分异的基本表象——大陆增生

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发表于 2016-2-2 10:41:13 | 显示全部楼层 |阅读模式
同位素地质年代学研究表明,地球的形成年龄为4.55Ga。在西澳大利亚太古宙沉积岩中,应用离子探针技术测定出碎屑锆石的U-Pb年龄为4.2Ga。这说明,早在4.2Ga前,地球上就已有了固结的岩石。事实上,地球是太阳系中唯一已知的一个经历演化的、具有长英质大陆地壳的行星,而其他星球,例如月球的月壳基本上是未经分异的玄武石。现有的研究已经证实,原始地壳是由地幔通过部分熔融产生的泥浆上侵和喷发而成。

  大陆地壳、地幔和地核是地球化学分异的基本表象。核-幔分异可能发生在地球历史的早期,而大陆的产生一直持续到现在。因此,大陆地壳的形成是仅有的地球长期化学和热演化的指示。然而,大陆地壳形成历史的某些重要方面还不是很清楚,有些人认为大陆形成是陆续的;另一些人认为是幕式的。大陆的质量是否随着时间增加或降低或保持恒定也是未解决的问题。大陆的产生和保存的重要性在于它们同地球的热丢失和内部温度之间的关系。

  如果大陆地壳的质量能够被确定为地球历史上时间的函数,大陆的增长或破坏的问题就能得到解决,大陆地壳可能已经存在达4.2Ga。如果大陆地壳自产生以后得到保存,这就有可能确定其质量与年龄的关系。不过,日益增多的证据表明,大陆地壳可能被破坏然后回到地幔,即大陆地壳不是永恒的。因此,这就不可能通过简单测定现代地壳的年龄分布来确定大陆地壳的增长历史。现代地壳年龄分布是地壳产生和消亡的净结果,因此它限制了作为年龄函数的大陆最小质量。

  利用Sm-Nd、Lu-Hf和Rb-Sr同位素质量平衡反演,Jacobesen(1988)模拟了一个3层壳-幔演化模式。结果表明,约30%的地幔在670km的不连续面以上为亏损,约40%的现今大陆地壳是形成于3.8Ga。他估计的大陆再循环和叠加速率约在3.0Ga达到最大。因此,大陆叠加速率在4.5~4.0Ga和在显生宙是非常高的。

  以往人们认为大陆地壳生长主要发生在板块边缘的稻孤区。而进来不少研究发现,板内地区的地壳生长作用也可能是很重要的,特别是在地壳历史的早期。这种作用洋底高原增生造成的地壳生长。目前国内外已取得了大量关于大陆增长的钕同位素模式年龄资料,但对于地幔增长线形式的认识仍然存在分歧。今后的研究应将残留锆石U-Pb年龄与钕同位素模式年龄结合起来讨论,统一模式年龄计算的公式和参数,在充分研究区域岩石构造年代格架的基础上确定大陆增生的形式和速率。

文章来源:洛克斯石油论坛 洛克斯石油网
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