洋内弧和陆缘弧体系中的大陆地壳生长<bold>: </bold>与太古宙体系的类比
摘要
地球陆壳的生长和再循环贯穿汇聚板块边缘的增生造山过程. 太古宙陆壳生长主要发生在洋内弧和陆缘弧体系. 在弧系统中, 大洋岩石圈俯冲到更深的地幔深处, 并可与其上覆沉积层序一起被俯冲刮削下来形成增生楔. 俯冲板片析出流体与上覆地幔楔发生化学反应, 形成镁铁质-超镁铁质交代岩, 由其部分熔融所产生的镁铁质熔体上升形成镁铁质弧岩浆. 在洋内弧体系中, 产生的弧岩浆主要为玄武质熔岩, 中地壳发育中性成分的垂向深成岩体和更浅层的岩墙和岩床. 在陆缘弧体系中, 不同的成岩过程导致玄武岩浆同化和分馏、初生玄武质岩石的部分熔融/再造, 以及由幔源和壳源熔体的混合, 因此产生的熔体主要为钙碱性安山质; 但中地壳仍主要由长英质成分的垂向深成岩体组成, 形成类似于一些太古宙地体(如Pilbara和Zimbabwe克拉通局部区)中发育的三维穹盆构造. 值得注意的是, 太古宙大陆地壳主要由英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩(TTG)组合深成岩体构成, 与显生宙洋内弧和陆缘弧体系的中地壳成分结构相似, 这表明地球早期陆壳可能主要由多个弧体系拼合而成. 通过综述和对比地球上保留的相关地质记录, 可以发现早太古代以来, 地球岩浆作用的模式在岩石成因、岩石类型、岩浆和增生事件的持续时间, 以及变形和岩浆作用的空间尺度等方面基本保持不变, 表明自早太古代以来, 以俯冲和弧岩浆作用为特征的板块构造已经在地球上启动. 然而, 早期地球主要由增生造山带和大洋弧控制, 通过多次增生事件逐渐增厚, 在3.5~3.2Ga形成早期陆缘弧和增生造山带. 由于地幔温度较高, 太古代岛弧体系中俯冲板片熔融和温暖变质作用可能更常见. 这些早期弧在约3.2~3.0Ga进一步拼合形成大型出露水面的地壳, 为岩石圈张裂、大陆碰撞等大规模地质过程及超大陆旋回的开始创造了条件. 建议在将来的工作中将虚无假设这一思辨方法应用到板块构造解释残留地质记录上, 进而根据行星地球在生热上的根本差异, 检验板块构造样式和岩浆作用随时间的演变.