研究人员发现了第一个真正大陆的源岩

哈耶萨鲁亚源

第一大陆的构造块由三种类型的花岗岩类岩石组成——英云闪长岩、奥长花岗岩和花岗闪长岩（TTG）。信用:贾安娜·哈拉

（）据英属哥伦比亚大学（杰夫·吉利德）：地球科学家发现了大陆如何发展的神秘故事中缺失的一环——一个修订的起源故事，不需要板块构造或任何外部因素来解释它们的形成。相反，上周发表在《自然通讯》上的研究结果仅仅依赖于地球历史最初几亿年形成的海洋高原内部的地质力量。

在理解太古宙（40亿至25亿年前）大陆如何形成的过程中，一个主要障碍是识别地球早期地壳的组成部分。这一时期形成的大部分“新”太古代地壳由三种类型的花岗岩组成，即英云闪长岩、奥长花岗岩和花岗闪长岩（TTG）。

理解形成TTG的物质及其形成的岩浆一直很困难，因为在它们最初熔化和最终结晶之间发生了如此多的地质作用。早期的研究人员专注于这些岩石的微量元素组成，希望找到有关TTG岩浆及其来源的线索。

不列颠哥伦比亚大学（UBC）地球、海洋和大气科学系副教授兼加拿大研究主席Matthijs Smit博士说:“我们追踪了一组不受蚀变影响的特定微量元素，并基本保留了形成新TTG地壳的原始岩浆的特征。”“这些元素使我们能够回顾TTG岩浆经历的化学变化，并追溯熔体成分的初始状态和来源——最有可能是一种辉长岩。”

斯密特博士说:“有趣的是，许多人都有各种各样的这种岩石作为厨房台面。”“从某种程度上来说，许多人正在制作他们的晚餐，这种岩石是构成我们现代大陆的原因。”



从加拿大班夫国家公园的落基山脉可以看出，在太古宙形成的大部分大陆地壳今天仍然是大陆的一部分。信用:戈戈

太古宙TTG地壳今天仍然是大陆的一部分。例如，在北美，它们构成了加拿大西部科迪勒拉山脉和东部格伦维尔和阿巴拉契亚山脉之间的大部分内陆地区。安大略省、魁北克省、马尼托巴省、萨斯喀彻温省、西北地区和努纳武特省的大部分地区由太古代地壳碎片组成，这些碎片主要由TTG及其稍年轻且更进化的花岗岩对应体组成。

“所有这些岩石——尤其是它们的组合——都可以用我们提出的模型来解释，”斯密特博士说。“我们的模型很简单，TTG以及通常与TTG相关的年轻岩石是由类似于海洋高原的前体地壳缓慢埋藏、增厚和熔化形成的。大陆地壳注定会这样发展，因为它被越埋越深，其底部的岩石别无选择，只能融化。在这样做的过程中，他们制造出了被证明是欧洲大陆生存和发展的制胜秘诀。”

UBC的研究人员发现了形成TTG的独立“地壳内”机制，这一发现推翻了太古代TTG形成于地球第一个俯冲带的长期理论，标志着板块构造学的开始。

“总是有一个‘先有鸡还是先有蛋’的问题——板块构造和TTG岩浆作用开始形成新的大陆地壳，”斯密特博士说。“我们表明这些事情实际上可能没有直接关系。对源岩类型的认识使这一飞跃成为可能，也消除了用其他机制（如陨石撞击）解释第一个真正大陆生长的必要性。”

斯密特博士和他在UBC的团队进行的这项研究使用了所有分析过的TTG样本的数据——研究人员在过去30年里仔细研究了世界各地暴露的太古代克拉通碎片样本。这使得斯密特博士和他的团队能够过滤掉局部异常和分析问题，并获得岩石成分的实际趋势。这项研究使用了大量的数据，这些数据现在可以在哥廷根乔治-奥古斯特大学主持的海洋和大陆岩石地球化学数据库中获得。