华北太古宙大陆

      华北陆块是世界上最古老的大陆之一。地质学中一直争论不休的一个重要科学问题就是大陆地壳是否是首先形成若干陆核,而后围绕陆核逐步增生成为较小的陆块;这些小陆块以横向增生为主,通过类似与现代板块构造的机制拼合成大陆块,或者是陆壳以垂直运动为主,以与显生宙不同的构造机制增生的。2002年9月,世界各国顶尖的地质学家云集北京参加“高温高压变质岩和早前寒武纪板块构造重建”国际彭罗斯会议,并在山西省的恒山-五台山地区进行了现场讨论。这标志着中国科学家在地球大陆早期形成和演化的研究取得突出成就,并在国际上引起高度关注。以上成果是中国科学院重点项目“早期洋壳初始陆壳与早期地壳演化”和中国国家基金委重点项目“华北麻粒岩相带演化和深层地质作用”的研究成果。

  1992年起,中国科学院地质与地球物理研究所以及北京大学和中国地质科学院的科学家先后在河北、山西和内蒙古发现形成于25亿年前或更古老时代的岩石形成有规模的高压变质地体。随后又确定了高压变质岩有规律地分布在华北古老陆块的中部、北部和东部。这些高压变质的岩石记录的历史表明,它们曾经处于50-80公里深的地球下部地壳水平。而后在巨大的地壳变动中抬升并出露到地表。世界上这一类高压变质的岩石被视为研究大地构造的地质探针,是解决不同陆块碰撞和拼合的钥匙。但是这种高压变质带大多是在显生宙形成的。华北的高压变质岩石是高压麻粒岩和榴辉岩,它们具有18亿年、25亿年和更老的同位素年代学记录,这表明,这些岩石形成在古老的太古宙。它们遭受高压变质的时代是在18亿甚至25亿年前,它们从接近地壳与地幔分界面附近抬升到地表的时代是在约18亿年前。这就意味者古老的高压变质带可能与显生宙的高压变质带有着同样的地质意义,代表了两个古老陆块的碰撞和拼合,同时也暗示在18亿甚至25亿年前,华北陆块上曾经有与现代板块构造类似的大地构造运动发生。虽然目前得出这一结论尚需更多的证据,但已有的研究成果已使各国科学家受到极大鼓舞。

  华北早期大陆演化的研究进展还包括对25亿年和18亿年地质事件的厘定和解释。华北25亿年的变质和花岗岩侵入事件标志着华北的若干古老陆核已经形成了一个有规模的大陆,代表了太古宙和元古宙的分界的基本内涵。华北18亿年的变质事件已经被认为是在早-中元古代存在一个超级大陆的重要例证。