[科普中國(guó)]-克拉通化

克拉通化（cratonization），是大陸地殼的地質(zhì)構(gòu)造由強(qiáng)烈活動(dòng)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定區(qū)過(guò)程的地質(zhì)作用，由此形成大尺度的長(zhǎng)期穩(wěn)定的地殼構(gòu)造單元。

概述雖然迄今為止地球上最老的物質(zhì)或巖石記錄都是來(lái)自陸殼巖石的，但多數(shù)研究者仍然認(rèn)為地幔是難以直接熔融出陸殼巖石（平均成分）的。巖漿海模式假設(shè)首先通過(guò)巖漿分異或二次熔融形成陸核，而后經(jīng)過(guò)巨量陸殼增生，形成了微陸塊或小陸塊。早期形成并且長(zhǎng)期未經(jīng)構(gòu)造活動(dòng)（變形）具有一定規(guī)模的地殼部分，稱為克拉通，大多數(shù)克拉通都是在太古宙形成的。這些克拉通在太古宙末一個(gè)特定的地質(zhì)時(shí)期，即~25億年（2.5Ga），形成全球規(guī)模的超級(jí)克拉通（陸塊），才有了與現(xiàn)今相類(lèi)似的洋陸格局。1

克拉通化就是形成克拉通的過(guò)程，包括了固體圈層中的巖石、地球化學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)、地球物理場(chǎng)等等的諸多演化和劇變。筆者在經(jīng)典定義的基礎(chǔ)上將克拉通化概括為:形成穩(wěn)定的上下大陸地殼圈層，并與地幔耦合的地質(zhì)過(guò)程[6]?？梢?jiàn)，克拉通化是地球、特別是大陸發(fā)展歷史上最重要的地質(zhì)事件之一。全球大多數(shù)古陸的克拉通化完成在太古宙末的一個(gè)特定時(shí)期，即2.65~2.5Ga，少數(shù)完成于古元古代末，~2.0~1.9Ga，并在以后的地質(zhì)演化中未見(jiàn)重復(fù)?？死ɑ慕Y(jié)果是在地球上形成與現(xiàn)今規(guī)模相似的穩(wěn)定大陸?？死ǖ臉?biāo)志即是陸殼克拉通化的地質(zhì)表現(xiàn)和必然結(jié)果，它們主要是：

（1）沒(méi)有造山帶活動(dòng)，而代之為有穩(wěn)定的地臺(tái)型蓋層沉積；

（2）巖墻群侵入；

（3）大量的殼熔花崗巖；

（4）地幔巖與地殼中火成巖在時(shí)代上以及物質(zhì)成分上的一致性和對(duì)偶性，后者體現(xiàn)了深部與淺部的關(guān)系。2

克拉通化的意義約25億年的全球克拉通化的意義可以簡(jiǎn)單地歸納為三點(diǎn)：

（1）在地球上形成了與現(xiàn)今規(guī)模大致相當(dāng)（>80%~90%）的陸殼；

（2）假設(shè)世界上的克拉通聚合成超級(jí)克拉通（大陸）；

（3）上下地殼分層、殼幔圈層耦合，支持有大陸巖石圈形成，并與古大氣圈和古水圈達(dá)到平衡。2

華北的克拉通化與陸塊形成華北克拉通是世界上著名的古老陸塊，它具有~38億年（3.8Ga）的漫長(zhǎng)歷史，與其它克拉通相比，有更為復(fù)雜的多階段的構(gòu)造演化，記錄了幾乎所有的地球早期發(fā)展的重大構(gòu)造事件，并在中生代又發(fā)生了減薄與改造（破壞）。3

陸核與巨量陸殼形成華北有若干古老的陸核，它們由花崗質(zhì)片麻巖和變質(zhì)的沉積砂巖中的~3.0~3.8Ga億年的古老鋯石來(lái)作為指示標(biāo)志。最近，華北中部、南部和西部的元古宙變質(zhì)沉積巖和顯生宙沉積巖中不斷有3.7~3.8Ga的碎屑鋯石被報(bào)道，因此推測(cè)冥古宙晚期-太古宙早期的古老陸殼巖石在華北可能比原來(lái)想象的分布更廣。在華北南緣的古生代火山碎屑巖中還發(fā)現(xiàn)有~4.1Ga的鋯石，帶有~3.9Ga的變質(zhì)環(huán)帶，是目前在中國(guó)發(fā)現(xiàn)的最古老的鋯石之一。

根據(jù)已有的地質(zhì)資料，陸殼的80%~90%是在早寒武紀(jì)形成的，絕大多數(shù)形成在中-新太古代。具有3.0~2.5GaSm-Nd的模式年齡的陸殼巖石約占華北陸殼的78%，其中>3.0Ga的約占~15%，