二、地壳的演化
冥古宙地壳 目前地球上最古老的岩石为加拿大的阿卡斯达片麻岩(40 亿年),这说明最晚在距今 40 亿年已经存在由分异作用形成的地壳。冥古宙
(46 亿~38 亿年)地壳特点是从与月球对比获知的。在月球上,于 46 亿~ 44 亿年间,熔融深度达到 1000km 附近,形成了岩浆海,随着它的冷却,形成了大约 60km 厚的以基性岩为主岩石圈。地球在冥古宙时比月球更强烈地遭受到陨石的轰击,被岩浆海覆盖。在岩浆海冷却固结时,地壳以基性岩为主, 经分异在局部形成了花岗岩质的原始地壳,并有微弱板块活动(图 12.14)。
太古宙地壳 太古宙时(38 亿~25 亿年)地壳处于早期发展阶段。在太古宙早期,地壳可能比较薄,大部分为脆弱的以基性岩为主的岩石圈层。可能仅在发生板块挤压、俯冲的地区,由于岩浆的分异作用与岛弧的形成,出现一些孤立的、以岛弧形式为主的原始陆壳。随着岛弧的逐渐增大,板块俯冲作用与岩浆活动也逐渐增强,地幔、地壳物质交换剧烈,使得以中、酸性为主的陆壳物质不断增长。同时,火山岛弧被风化、剥蚀下来的碎屑物质, 经过搬运后沉积在岛弧附近的水域,形成最早的沉积岩,并进一步扩大了陆壳的分布范围。由于板块活动和构造运动,又不断使这些早期的火山岩、侵入岩和沉积岩发生变形、变质和焊接。这样不断进行,使得陆壳不断增长, 而陆壳由于为较轻的物质,它们在俯冲过程中很少被入到地幔中。于是,在太古宙中、晚期,地壳上已出现了一些分散的、孤立的较小古陆或称为陆核
(见图 12.15)。
元古宙地壳 古元古代时(25 亿~18 亿年),陆核逐渐扩大,地壳的稳定性得以加强。到古元古代末期,地壳上发生广泛的构造运动,一些不同规模的古陆核发生拼合,形成规模较大的古陆块,许多大陆的雏形就是在该时期形成的。中元古代(18 亿~10 亿年),古陆块又进一步发展,到中元古代末期,地球上又发生了一次影响较为广泛的地壳运动。由于板块的汇聚,大陆和大陆互相碰撞,全球大陆相互联结,形成一个或极少数量的超大陆。进入新元古代(10 亿~5.7 亿年),超大陆逐渐分裂、解体,出现五个巨型的稳定古陆(图 12.15)。
显生宙地壳 据研究,显生宙(5.7 亿年~今)以来,地壳上的大陆总
体上经历了一个分裂—聚合—再分裂的历史(图 12.16)。早期分裂的历史是从新元古代延续到早古生代的。到 5.1 亿年前后,古冈瓦纳大陆(主要由南美、非洲、南极洲、澳洲和印度组成)相对较为完整,而北美、欧洲和亚洲大陆则相距甚远(图 12.16h);在距今 5.1 亿~3.8 亿年之间,欧洲与北美之间的古大西洋关闭,并形成阿巴拉契亚-加里东褶皱山系(图 12.16g); 距今 3.8 亿~3.4 亿年之间,已拼接的欧洲-北美大陆与古冈瓦大陆和亚洲大陆的距离逐渐缩短(图 12.16f);距今 3.4 亿~2.25 亿年之间(晚古生代晚期),欧洲-北美大陆和亚洲大陆碰撞,形成乌拉尔山脉,并构造巨大的北方古陆——劳亚古陆,北美和非洲之间的大洋闭合,使劳亚古陆与冈瓦纳古陆相连,形成泛大陆即联合古陆,两者之间为特提斯海(图 12.16e);距今 2 亿~1.8 亿年之间,联合古陆又开始逐渐发生分裂,首先从北大西洋南部和古地中海西部开始分裂,继而南美-非洲与冈瓦纳大陆其余部分分裂,印度与澳大利亚-南极洲分裂(图 12.16d);距今 1.8 亿~1.35 亿年,海底不断扩张使大西洋北部和印度洋扩展开来,南美与非洲之间也开始分裂,而特提斯海不断闭合(图 12.16c);到 0.65 亿年前,南大西洋已经展宽,北大西洋继续向北扩展,特提斯海几乎闭合,印度继续北移(图 12.16b);0.65 亿年以来,大西洋中脊进入北冰洋,澳大利亚从南极大陆分裂并向北漂移,印度与欧亚大陆碰撞形成喜马拉雅山脉,现今海陆格局最终形成(图 12.16a)。