8.4 地壳的形成和演化

原始地壳和大陆地壳

什么是原始地壳？它是指地球上主要由岩浆作用生成的最初的固态表面。在地球增生吸积过程中，有过坚硬的地球表面，因为它们的成分和地幔没有区别，不能视为原始地壳。关于原始地壳的形成过程，目前还没有一致的认识。有人认为地球早期地表存在过熔融状态的玄武质岩浆海，玄武质岩浆海结晶分异便形成了最早的硅铝质地壳。也有人认为地球早期不可能存在玄武质岩浆海，地壳是通过局部地区的多次部分熔融发展起来的。原始地壳的成分主要取决于岩浆源区的成分，岩浆熔融程度、以及岩浆分异的程度和种类。

原始地壳的遗留物至今没有找到，或没有被认识到，因而它的确切形成时间、厚度和成分仍然是推测性的。不过原始地壳是由原始地球（或地幔）物质由于热积累而导致熔融、产生岩浆喷发并冷凝而形成这一点上是无疑的。因此没有地幔的演化就不会形成地壳。

根据现有的资料，陨石的 Rb-Sr 等时年龄和 U-Th-Pb 年龄都在 46 亿年左右，月球的年龄也是 46±1 亿年，而地球是由陨石吸积生成，或者与陨石母

体同时形成，因此地球的年龄也是 46 亿年。地球上火山岩和矿石铅的模式年

龄也表明地球是在 46 亿年前后形成的。

但是，原始地壳的形成时间，它比地球年龄究竟晚多少，目前仍无定论。因为要测定原始地壳或最古老的地壳年龄并非一件易事。地质历史上多次重复的各种变质作用，已使大部分最古老的地壳消失，它们的同位素信息就全部或部份地发生变化，所以寻找最古老的原始地壳残留仍是一项任务。

目前，在大陆的太古代地盾区，如西格陵兰、南非、西澳、北美及波罗的海等地，已发现了大于 30 亿年的古老地壳。根据 U-Pb 和 Sm-Nd 法测得的最古老岩石年龄为 38 亿年。康普斯顿（Compston.w）应用离子探针测得西澳太古代地块中极少量锆石的年龄为 42 亿年，但其普通的 U-Pb 年龄仍不超过36 亿年，因此这 42 亿年最古老的年龄信息究竟代表什么地质意义还不清楚。中国冀东迁西曹庄组的暗色残留体用 Sm-Nd 法测 35 亿年的等时年龄，但这些岩石的 U-Pb 和 Rb-Sr 年龄主要集中于 25 亿年。单颗粒锆石年龄也未达到 35 亿年，所以 35 亿年的意义也不清楚。一些太古代深变质岩比最古老的绿岩带

年龄还要老，铅同位素的模式年龄表明大约在 40 亿年前就可能分异出不同U/Pb 比的地区。这种分异可能和地壳形成有关，因此，可以推测最古老的原始地壳在 38—40 亿年前就已出现。

同位素地质年龄大于 25 亿年的大陆各太古代地质在全球分布很广，中国

的东北、华北、华南以及杨子地区都有分布，估计不超过全球大陆面积的 5

％。但 Nd，Sr，Pb 同位素的初始值与模式年龄资料表明，许多地方的年青地壳是古老地壳重熔的产物。据估计，相当数量的大陆地壳在太古代时便已形成。

大陆地壳岩石的年龄至少在 38 亿年前，大洋地壳岩石年龄还未发现有超

过 2 亿年的，也就是说，现代的大洋地壳，只有中生代以来的发展历史。那么古生代以前的大洋地壳到那里去了呢？这问题板块构造给出了正确的答复。板块构造理论认为，大洋地壳一方面通过洋脊不断生长，一方面通过俯

冲不断消亡，构成一个地壳和地幔相互作用的循环系统。因此，大于 2 亿年的大洋地壳，由于大洋板块在俯冲过程中的再熔作用而消失，或返回地幔。只在大陆的某些地区保存了少量的古大洋地壳碎块。如南非 Barberton 绿岩带双模式绿岩，被认为是 35 亿年前大洋地壳碎块，地中海塞浦路斯岛上的蛇绿岩带，是中生代大洋地壳的碎块。