地大新聞網(wǎng)訊 近日，我校科研團(tuán)隊(duì)在太古宙末期板塊構(gòu)造樣式研究方面取得新進(jìn)展，研究成果發(fā)表在國(guó)際期刊《自然通訊》上，題為《共存的離散和匯聚板塊邊界巖石組合指示了新太古代板塊構(gòu)造》，展示了25億年前板塊構(gòu)造運(yùn)行特征和樣式等方面的最新研究成果。
論文由巴東地質(zhì)災(zāi)害國(guó)家野外科學(xué)觀(guān)測(cè)研究站和全球大地構(gòu)造中心特任副研究員黃波、教授蒂姆·科斯基，與澳大利亞科廷大學(xué)、加拿大溫莎大學(xué)等單位學(xué)者合作，黃波為第一作者，黃波和蒂姆·科斯基為共同通訊作者。
研究人員對(duì)華北克拉通南緣太古宙晚期（25.5—25.1億年前）安溝雜巖開(kāi)展了野外調(diào)查、巖石學(xué)、地球化學(xué)、同位素年代學(xué)和熱力學(xué)—微量元素模擬等綜合研究，識(shí)別出具有時(shí)空關(guān)聯(lián)的大洋中脊—被動(dòng)陸緣和俯沖帶上盤(pán)島弧/弧前巖石構(gòu)造單元，提出這些巖石組合分別形成于離散和匯聚板塊邊界，并在增生—碰撞造山過(guò)程中構(gòu)造疊置。太古宙末期時(shí)空相伴的離散和匯聚板塊邊界巖石組合的識(shí)別，表明此時(shí)存在海底擴(kuò)張、俯沖起始、俯沖增生、島弧巖漿作用和弧陸碰撞等板塊相對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，為板塊構(gòu)造已經(jīng)啟動(dòng)提供了新的地質(zhì)證據(jù)。
圖1 相圖顯示俯沖帶地?zé)崽荻龋ㄗ螅┘皹?gòu)造模式示意圖（右）
研究人員根據(jù)地球化學(xué)特征和熱力學(xué)—微量元素正演模擬，提出該地區(qū)英云閃長(zhǎng)巖—奧長(zhǎng)花崗巖—花崗閃長(zhǎng)巖組合（TTG）和埃達(dá)克質(zhì)火山巖形成于俯沖板片部分熔融及隨后的分離結(jié)晶；模擬計(jì)算顯示該俯沖帶擁有較高的地?zé)崽荻龋?40—470?°C/GPa），其與顯生宙暖（熱）俯沖帶一致（圖1）。通過(guò)太古宙末期和顯生宙俯沖帶和造山帶樣式對(duì)比，研究人員認(rèn)為太古宙末期的板塊構(gòu)造過(guò)程與顯生宙已具有一定的相似性；而以冷—深俯沖碰撞和全球性?xún)?nèi)部相連板塊邊界為特征的“現(xiàn)代樣式”板塊構(gòu)造體制可能直到古元古代中晚期（22—19億年前）才完全建立。
圖2 地質(zhì)歷史時(shí)期地球巖石圈及水圈、大氣圈、生物圈部分關(guān)鍵指標(biāo)長(zhǎng)期變化
圖3 太古宙—元古宙之交板塊構(gòu)造過(guò)程對(duì)地球固體圈層和表生圈層影響的概念模型
研究人員提出一個(gè)概念模型，闡述新太古代廣泛發(fā)育的板塊構(gòu)造過(guò)程可能對(duì)太古宙—元古宙之交（25億年前）及隨后巖石圈、海洋、大氣圈和生物圈演化產(chǎn)生的影響（圖2和圖3）。以洋底擴(kuò)張、洋殼俯沖和弧陸碰撞等為特征的離散和匯聚板塊邊界地質(zhì)過(guò)程促進(jìn)了這一時(shí)期地幔熱散失、大陸地殼垂向和側(cè)向生長(zhǎng)、陸殼浮出水面、BIF成礦、弧陸碰撞造山作用、陸殼風(fēng)化剝蝕和二氧化碳消耗、海洋營(yíng)養(yǎng)輸入和初級(jí)生產(chǎn)力增加、地球增氧（GOE）和第一次雪球地球形成等重大地質(zhì)、成礦和環(huán)境演變過(guò)程。該模型為理解特殊地質(zhì)歷史時(shí)期的板塊邊界過(guò)程及其資源環(huán)境效應(yīng)提供了新思路。
該研究獲得國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)博士后科學(xué)基金、我校杰出人才培育基金和地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金等支持。（來(lái)源 國(guó)家野外站 編輯 趙婧萱 審稿 曹南燕）
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