美中教授合作研究揭示地球大陆地壳成分演化历史

中国科学技术大学透露，该校地球和空间科学学院黄方教授课题组和加州大学Santa Barbara分校Roberta L.Rudnick教授合作，揭示地球大陆地壳成分的演化历史。
中新网23日报道，据悉，科研人员通过冰碛岩和火成岩的钒同位素研究，确定长英质成分主导的陆壳形成于距今30亿年之后。
相关研究成果近日在线发表于美国《国家科学院院刊》。

中国科学技术大学。（图片来源：中国科学技术大学网站）
自从45.6亿年前地球形成以来，地球经历了漫长的演化和分异。现今的地球是太阳系中唯一一个拥有长英质大陆地壳的类地行星。大陆地壳最初的成分是来自地幔的镁铁质岩浆，而板块运动使得大陆地壳进一步演化，并形成大面积的长英质陆壳。大陆地壳的化学成分变化与地球演化、板块运动和行星宜居性有着重要的意义。
几十年来，研究者们根据不同的方法得出两种相反的认识。其一是太古宙早期以来大陆地壳就已经是长英质成分主导；另一种认识是太古宙中晚期之前大陆地壳成分仍然是镁铁质成分主导，从镁铁质向长英质成分的转变发生在太古宙中晚期-元古宙早期。产生争议的主要原因在于采用的地球化学指标具有多解性，V同位素则提供了一个可靠的方法。
科研人员首先通过分析俯冲带钙碱性火成岩的钒同位素组成，并进一步测量了冰碛岩钒同位素组成。
冰碛岩常被用来研究大陆地壳组成，但是冰碛岩受到胶结物质以及风化改造的影响，其主量元素不能直接用来指示大陆地壳成分。作为国际上少数实现高精度钒同位素测量的团队之一，黄方团队前期的研究表明，钒同位素组成不易受到风化、蚀变改造的影响。
结合相关研究，科研人员重建了古老大陆上地壳成分，发现在中太古代（距今30亿年前）时大陆上地壳依然以镁铁质成分为主，而从镁铁质到长英质地壳的转变发生在距今30亿年之后。这个成分转变可能标志着全球板块构造的开始，表明全球板块构造运动的启动不可能早于30亿年前。（完）