研究揭露地球大陆地壳成分演化历史

近日,美国中国科学技术大学地球与空间科学学院教授黄芳课题组与加利福尼亚大学圣芭芭拉分校教授罗伯塔 L.鲁兹尼克合作开发了一种新的可视化方法，通过冰碛岩和火成岩的钒（V）同位素研究，确定长英质成分主导的陆壳形成于距今30亿年之后。相关研究成果以 Dominance of felsic continental crust on Earth after 3 billionyears ago is recorded by vanadium isotopes 为题，在线发表在《美国国家科学院院刊》（ PNAS ）上。

自45.6亿年前地球形成以来，地球经历了漫长的演化和分异。现今的地球是太阳系中唯一一个拥有长英质大陆地壳的类地行星。大陆地壳最初的成分是来自地幔的镁铁质岩浆，而板块运动使得大陆地壳进一步演化，并形成大面积的长英质陆壳。大陆地壳的化学成分变化与地球演化、板块运动和行星宜居性具有重要意义。

科研人员通过分析俯冲带钙碱性火成岩的V同位素组成，对比全球拉斑和钙碱性火成岩、太古宙绿岩带火成岩的数据，在排除磁铁矿过度结晶的样品后，发现火成岩的δ 51 V和SiO 2 以及MgO的相关性适用于太古宙的样品。为了探索大陆上地壳成分随时间的变化，该工作进一步测量了冰碛岩V同位素组成。冰碛岩常被用来探索大陆地壳组成，但冰碛岩受到胶结物质以及风化改造的影响，其重量元素不能直接用来指示陆壳成分。作为国际上少数实现高精度V同位素测量的团队之一，黄方团队前期的研究表明，V同位素组成元素不易受到常温下风化、表面蚀变以及其他改造条件的影响。

研究工作得到国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金杰出青年基金和中科院战略性先导科技专项的资助，并获得中国科大地球和空间科学学院、中科院壳幔物质与环境重点实验室、中科院比较行星学卓越创新中心的支持。中国地质大学、中科院南京地质古生物研究所、美国马萨诸塞大学的科研人员参与研究。该项目的主要目标是通过对中国古生物化石的分析，揭示地球早期演化的过程，为研究生命起源提供重要线索。

（编辑：银川站长网）

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