前寒武纪板块构造中克拉通龙骨的形成

前寒武纪板块构造中克拉通龙骨的形成

寒武纪板块构造克拉通龙骨的形成(资料图)

据中国科学报:古老的大陆核心(克拉通)位于地幔“龙骨”之下,即存在大量熔化消耗、具有机械抵抗力、浮力和含金刚石的厚达350公里的地幔,在超过20亿年的时间里,它们一直与更热、更致密的对流地幔隔离。

地幔龙骨只在地球早期形成(大约在35亿至15亿年前的前寒武纪时期);并不存在现代的类似物。

许多龙骨显示出不同程度的分层融化消耗。这种层状岩石圈的起源尚不清楚,可能表明早期地球有一种全球构造模式(板块而不是羽状构造)。

作者利用在地幔温度升高(比现在的温度高150~250摄氏度)情况下,海洋俯冲伴随弧—陆碰撞的模型来研究地幔龙骨的起源。

研究证明,在太古代板块构造开始后,位于俯冲大洋板块之下的炙热、韧性、正浮力的熔融耗尽的亚岩石圈地幔层无法与板块一起俯冲。

移动板块邻近大陆域下留下了克拉通尺度的黏性原龙骨。对亚岩石圈枯竭地幔厚度的估计表明,这种机制在克拉通岩石圈时代的主要统计期是有效的。

这些原基随后的导电冷却将产生具有较低现代温度的地幔龙骨,适合于金刚石的形成。前寒武纪海洋板块俯冲、地幔高度衰竭,是大陆下形成厚层岩石圈的先决条件,这使得它们在随后的板块构造过程中得以长久存在。

相关论文信息:https://www.nature.com/articles/s41586-020-2806-7

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