美国国家科学院院刊冥古宙原地壳保存在深部地幔中

　　由于板块构造作用，地球上可接近的硅酸盐储层失去了地球历史上第一个约500Ma的大部分记忆。因此，我们对这一时期的研究主要基于间接证据，例如，来自地球化学同位素的证据，如短寿命放射性核素系列，它们都仅在太阳系形成后的第一个约1亿年期间活跃。对182W、142Nd和129Xe等短寿命核素衰变产物相对丰度的地球变异性的分析已经提供了确凿的证据，证明原始储层未被地幔动力学完全均一化，并在第一个大陆地壳的形成过程中发挥了重要作用。最近在现代幔源岩中发现的182W、142Nd和129Xe异常表明，古代储层仍保存在深部地幔中。地幔源岩中的异常129Xe和142Nd同位素组成（ICs）主要可分别归因于早期行星出气和早期硅酸盐分异，而182W同位素异常的存在可能是由多种过程造成的。
　　近日，一项国际合作研究提出了关于地球深部物质构成的新发现。
　　科隆大学和柏林自由大学的地球科学家们发现，地球上的一些岩浆起源于地球深部，多深呢？这些岩浆穿过地球的深层地幔并在地球表面爆发，更为值得关注的是，其中的成分包含了地球最早的地壳物质。据称，这些古老的物质是在40多亿年前被深埋在一个古老而寒冷的地壳墓地里，并从那时起存活下来，科学见指出，很可能是在月球形成的巨大撞击事件之后形成的。
　　这一发现可谓语出惊人，因为我们地球的板块构造理论认为大规模地幔对流实现循环地壳物质发生在更为有限的时间内。因此，人们一直认为，地球上早期地质作用的痕迹只能在其他类地行星（水星、金星和火星）、小行星或月球上找到。然而，根据最近发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上的一项研究表明，地球历史上爆发过的岩浆岩仍然可以提供关于地球第一个形成的地壳性质的有关信息，这些信息长期保存在最底部地幔中。
　　作者系统分析了南非35。5亿年前的岩石，分析显示，钨元素（W）的同位素组成存在明显的异常。这些同位素异常的起源，也就是182W的相对丰度，与45多亿年前地球形成后立即发生的一些地质作用有关。作者的模型计算表明，观测到的182W同位素模式最好地解释为地球最早的地壳再循环成地幔物质，地幔物质通过地幔柱从下地幔上升，在地球表面形成熔岩喷发。有趣的是，这项研究表明，在不同类型的现代火山岩（洋岛玄武岩）中可以观察到类似的同位素模式，这表明地球最早的地壳仍然埋在最下部的地幔中。
　　（A）太阳系形成后约50Ma镁铁质原地壳的形成。（B）在约4。35和4。25Ga之间的部分原地壳重熔后，TTG状岩基（橙色）和残余富含石榴石的再沉积岩（绿色，标记为R）的形成。（C）下地壳再沉积岩和地幔柱引发的火山作用的再循环导致混合源熔化，其中包括分层再沉积岩、亏损和由上升地幔柱提供的原始地幔。
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　　来源于：EarthScience读书会