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实验室李三忠教授团队孙国正副教授在国际地学TOP期刊《Earth-Science Reviews》发表太古宙微板块的恢复与重建研究成果

发布人:丁文雁 发布时间:2026-03-08 浏览次数:10

202633日,国际地学TOP期刊《Earth-Science Reviews》在线发表了题为“Archean microplates: Reconstruction methods and their resource-environmental effects”的研究成果。该成果由中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室李三忠教授、孙国正副教授、周建平博士后牵头,联合国内多家高校科研团队协同完成,系统构建了太古宙微板块重建的理论框架与方法体系,阐明了微板块构造对早期地球资源形成和环境演化的核心控制机制,为理解宜居地球的形成提供了全新视角。

太古宙是地球早期演化的关键阶段,其地质过程与地球动力学模式与显生宙存在显著差异,早期大陆地壳的形成与演化动力机制一直是固体地球科学的核心科学问题。长期以来,板块构造和前板块构造两大主流模型,均难以完整解释太古代克拉通的岩石学、构造学及变质作用特征,成为制约早期地球演化研究的关键瓶颈。而本研究团队提出的微板块构造理论,为破解这一科学难题提供了全新的理论范式(1)。

Figure 2

1. 根据岩石组成的太古宙微板块分类(微陆块、微洋块和微幔块)

 

研究明确证实,太古宙时期存在广泛且活跃的微板块构造活动,微板块的俯冲、增生与碰撞拼合过程,主导了早期大陆地壳的形成与演化。与现代全球联通的大型板块边界网络不同,太古宙微板块构造以“小规模、短周期的局部热俯冲”为特征,这一结论得到了地质学、地球化学、构造地质学与数值模拟等多学科、多手段的联合佐证:①全球英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩(TTG岩套)Ba含量呈清晰的梯度变化规律;②富Mg-K赞岐岩类在太古宙克拉通内零星分布;③早期造山带平均长度较短;以及④高地幔潜能温度下的数值模拟结果,均印证了太古宙微板块构造的独特性和可行性。同时,团队创新性建立了一套多技术融合的微板块识别与重建方法体系:通过锆石Hf、全岩Nd同位素填图,可精准界定微板块的边界范围与物质组成;结合区域地质对比与古老造山带示踪,能够系统厘定微板块的演化路径与拼合时序;地震层析成像、重磁勘探等地球物理方法,则为探测覆盖区深部微板块构造提供了有效技术支撑。

研究进一步揭示了太古宙微板块构造深远的资源与环境效应。在资源层面,微板块的聚散过程造就了独特的成矿动力学环境,直接控制着造山型金矿、火山成因块状硫化物(VMS)矿床、科马提岩型镍矿和条带状铁建造(BIF)等重要矿产的形成与分布,为深部找矿提供了理论指导。在环境层面,微板块构造的启动与演化彻底重塑了早期地球的海陆分布格局,推动地球环境从以水体为主的原始状态向陆域扩展的方向转变;通过岩石风化作用与早期生物过程的协同耦合,不仅有效调控了全球碳循环平衡,更推动了大气氧含量的逐步升高,为大氧化事件(GOE)的发生奠定了基础,最终驱动地球表层环境实现宜居化转型。

 

Sun, G.Z., Zhou, J.P., Li, S.Z., Liu, S.W., Wang, X., Kuang, J., Wang, L.L., Wang, L.T., Yu, Y., Gao, L., Hu, Y.L., Yu, S.Y., Dai, L.M., Cao, H.H., 2026. Archean microplates: Reconstruction methods and their resource-environmental effects. Earth-Science Reviews 276, 105445.

文章链接:https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2026.105445.