#研究表明地球最古老的大陆地壳正在崩解#地球的大陆构造在其数十亿年的历史中发生了巨大的变化，不仅改变了它们在地球上的位置，而且随着地壳的膨胀和收缩在地貌上留下了印记，它们的地形也发生了变化。大陆地壳的某些区域从地球历史之初就保持着长期稳定，几乎没有受到构造事件或地幔对流(称为克拉通)的破坏。

中侏罗世以来华北克拉通变形模型，显示平板俯冲（a，b）和回滚（c，d）阶段。关键：上覆板块（O）、下行板块（D）、海沟（T）、平板前缘（L）、动态地形（DT）、大陆地壳（CC）、克拉通岩石圈地幔（CLM）、洋壳（ OC）和大洋岩石圈地幔（OLM）。图片来源：Liu 等人，2024。

　　最近发表在《自然地球科学》上的研究考虑了这些克拉通变形的机制，这一过程被称为去克拉通化。

　　虽然俯冲(当一个较致密的构造板块被迫在另一个板块下方进入其熔化的底层地幔时)和深层地幔柱(当地幔的一部分由于其浮力而上升到地表并热侵蚀地壳时)被认为是尽管有可能的原因，但驱动地球克拉通变形和最终破坏的机制仍然难以捉摸。

　　中国地质大学教授刘少峰及其同事研究了一个特定克拉通在 2 亿年时间内的崩解情况。

　　为此，研究小组使用地球板块-地幔系统的四维地幔流模型，考虑了自中生代中期(1.68亿年前，Ma)以来的西太平洋华北克拉通(NCC)。其中包括有关地表地形演化、岩石圈(地壳和上地幔)变形以及地震层析成像(一种使用地震波生成地球内部 3D 模型的技术)的数据。

　　他们确定了 NCC 的两个重大变化阶段，这些变化导致其随着时间的推移而变形。最初，浅倾海洋伊邪那岐板块(平板俯冲)从东部俯冲，导致欧亚板块上覆的华北克拉通地壳增厚，因为它因陆地压缩而缩短，并形成了地形高地(即山脉)。范围，最远的范围是地表上的太行山)。这是由于欧亚板块快速向东移动所致。

　　随后阶段的快速平板回滚(当俯冲板块退回到地表时)导致岩石圈扩张，并且与初始厚度相比减薄了 26%。这是由于华北克拉通的运动从东转为南，减缓了两个板块的聚合。

　　这两个阶段发生在数百万年的多个阶段中，首先是侏罗纪和早白垩世期间的东北向逆冲断层(较老的岩石被推到较年轻的岩石之上)和压折断层(岩石的水平位移，垂直于运动的缩短) (从研究开始时的约 200 Ma 到 136 Ma)。

　　从 136 Ma 开始，发生了几次地壳伸展，之后在白垩纪晚期 93-80 Ma 期间因压缩而中断，随后持续伸展直至今日，最终导致克拉通解体。

　　为了验证这些发现，科学家们根据现代结构的预测以及与地震层析成像数据的比较，生成了三个流动模型来重建该地区的构造历史。

　　经过验证的平板板回滚模型准确地再现了地幔过渡带内宽 4,000 公里、深 660 公里的板片，最终形成了一个大型地幔楔。

　　这一特征在今天观察到的火山岩记录中得到了证明，碳酸盐从俯冲板块再循环到上地幔中，形成特征性的碳化橄榄岩。数千万年来，随着板块回滚的进行，这个地幔楔最终消失了。

　　NCC的去克拉顿化并不是一个孤立的事件，刘教授认为地球的其他地区可能也经历过类似的过程，但存在局部差异，这是持续研究的重点。

　　“北美克拉通、南美克拉通和中国的扬子克拉通可能都经历过类似的变形，这些都可能经历过早期的平板俯冲。然而，扬子克拉通可能发生了随后强烈的回滚俯冲。相比之下，北美克拉通在平板俯冲后经历了海沟后退，但没有表现出明显的平板回滚。”

　　总体而言，这项研究强调了大陆内部的克拉通与靠近板块边界的克拉通相比不太可能不稳定，随着时间的推移，板块边界可能容易受到俯冲和回滚过程的影响。

　　刘教授总结道：“古代岩石圈可以分裂，而这种崩解可能是由海洋板块附近发生的这种特殊形式的俯冲引起的，揭示了大陆在地球历史上是如何演化的。”

　　更多信息：Shaofeng Liu 等人，平板俯冲和回滚导致的克拉通变形，自然地球科学(2024)