研究发现30亿年前的地幔温度升高热使地球地壳“年轻化”

人们对几十亿年前的地球大陆地壳的性质和演变知之甚少,因为陨石坑或岩石圈中年龄超过 20-30 亿年的稳定区域相对罕见。来自火成岩锆石分子的信息让研究人员对地球内部的运作有了新的认识。

研究发现30亿年前的地幔温度升高热使地球地壳“年轻化”

为了进一步了解地壳的历史,研究人员对中国西南扬子克拉通花岗岩中的锆石颗粒进行了研究(如显微镜下所示)。图片来源:Wei Wang

然而,陨石坑是微小锆石颗粒的家园,其中含有多种同位素系统,如铀、铪、氧或铅,为我们提供了一种了解数十亿年前历史的方法。

与熔岩或岩浆形成的火成锆石相比,在岩石风化后的沉积物中发现的碎屑锆石能更连续地记录地球的历史。但是,由于碎屑锆石缺乏关于其来源岩石的岩石成因信息,它们可能会人为地暗示古老岩石的年轻年龄和不正确的铪同位素。

在一项新的研究中,科学家们重点研究了完整的火成岩锆石。

以前的研究表明,在距今约30亿年前从古新纪向中新纪过渡期间,位于碎屑岩和火成岩锆石中的铪同位素比值有所增加。

这种增加被认为是地壳年轻化的结果,即较新的岩浆注入较老的地壳岩石。人们普遍认为,岩浆的增加也标志着从不动的地壳和地幔过渡到更加不稳定的板块运动时期。

新研究对中国西南西南扬子克拉通花岗岩岩石的火成锆石和其他地球化学性质进行了研究,对这一理论提出了挑战。研究人员认为,这一时代全球范围内发生的地壳年轻化是地幔温度升高的结果,而不是大范围构造活动的结果。

通过分析火成岩锆石中的同位素收集到的数据表明,较年轻的岩浆流入现有的大陆地壳,导致地幔岩石熔化,热岩浆在地壳-地幔边界汇集。这些部分熔化的岩浆有的会冷却成花岗岩,如西南扬子克拉通的花岗岩。这一过程可能在大陆地壳的生长过程中发挥了重要作用,并为我们今天所知的地球构造的起源提供了新的可能解释。

编译来源:ScitechDaily

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