[科普中国]-克拉通化

克拉通化（cratonization），是大陆地壳的地质构造由强烈活动转化为稳定区过程的地质作用，由此形成大尺度的长期稳定的地壳构造单元。

概述虽然迄今为止地球上最老的物质或岩石记录都是来自陆壳岩石的，但多数研究者仍然认为地幔是难以直接熔融出陆壳岩石（平均成分）的。岩浆海模式假设首先通过岩浆分异或二次熔融形成陆核，而后经过巨量陆壳增生，形成了微陆块或小陆块。早期形成并且长期未经构造活动（变形）具有一定规模的地壳部分，称为克拉通，大多数克拉通都是在太古宙形成的。这些克拉通在太古宙末一个特定的地质时期，即~25亿年（2.5Ga），形成全球规模的超级克拉通（陆块），才有了与现今相类似的洋陆格局。1

克拉通化就是形成克拉通的过程，包括了固体圈层中的岩石、地球化学、构造地质、地球物理场等等的诸多演化和剧变。笔者在经典定义的基础上将克拉通化概括为:形成稳定的上下大陆地壳圈层，并与地幔耦合的地质过程[6]。可见，克拉通化是地球、特别是大陆发展历史上最重要的地质事件之一。全球大多数古陆的克拉通化完成在太古宙末的一个特定时期，即2.65~2.5Ga，少数完成于古元古代末，~2.0~1.9Ga，并在以后的地质演化中未见重复。克拉通化的结果是在地球上形成与现今规模相似的稳定大陆。克拉通的标志即是陆壳克拉通化的地质表现和必然结果，它们主要是：

（1）没有造山带活动，而代之为有稳定的地台型盖层沉积；

（2）岩墙群侵入；

（3）大量的壳熔花岗岩；

（4）地幔岩与地壳中火成岩在时代上以及物质成分上的一致性和对偶性，后者体现了深部与浅部的关系。2

克拉通化的意义约25亿年的全球克拉通化的意义可以简单地归纳为三点：

（1）在地球上形成了与现今规模大致相当（>80%~90%）的陆壳；

（2）假设世界上的克拉通聚合成超级克拉通（大陆）；

（3）上下地壳分层、壳幔圈层耦合，支持有大陆岩石圈形成，并与古大气圈和古水圈达到平衡。2

华北的克拉通化与陆块形成华北克拉通是世界上著名的古老陆块，它具有~38亿年（3.8Ga）的漫长历史，与其它克拉通相比，有更为复杂的多阶段的构造演化，记录了几乎所有的地球早期发展的重大构造事件，并在中生代又发生了减薄与改造（破坏）。3

陆核与巨量陆壳形成华北有若干古老的陆核，它们由花岗质片麻岩和变质的沉积砂岩中的~3.0~3.8Ga亿年的古老锆石来作为指示标志。最近，华北中部、南部和西部的元古宙变质沉积岩和显生宙沉积岩中不断有3.7~3.8Ga的碎屑锆石被报道，因此推测冥古宙晚期-太古宙早期的古老陆壳岩石在华北可能比原来想象的分布更广。在华北南缘的古生代火山碎屑岩中还发现有~4.1Ga的锆石，带有~3.9Ga的变质环带，是目前在中国发现的最古老的锆石之一。

根据已有的地质资料，陆壳的80%~90%是在早寒武纪形成的，绝大多数形成在中-新太古代。具有3.0~2.5GaSm-Nd的模式年龄的陆壳岩石约占华北陆壳的78%，其中>3.0Ga的约占~15%，