지구 물리학 리뷰: 대륙의 기원, 확산 및 변화

태양계의 지구형 행성과 달은 비슷한 핵-맨틀-껍데기 구조를 가지고 있지만, 사람이 거주하는 지구만 장영대륙 지각을 가지고 있다. 대부분의 경우 대륙 지각은 해양 지각보다 훨씬 오래되었다. 가장 오래된 대륙 지각 암석 나이는 40 억 년, 가장 오래된 지르콘 나이는 44 억 년, 가장 오래된 대양 지각 나이는 2 억 5 천만 년을 넘지 않는다. 이런 의미에서 대륙 지각은 해양 지각보다 지구 지질 진화의 역사에 대한 더 많은 정보를 보존한다. 대륙은 인류에게 적합한 생존 장소와 생존을 위한 천연자원을 제공했다. 따라서 대륙이 언제, 어디서, 어떻게 기원, 증식, 변환, 파괴될 것인지는 지구 과학에서 매우 중요한 과학적 문제이다. 그러나 이러한 문제에 대해서는 여전히 많은 논란이 있습니다.

그림 1 글로벌 크라톤의 공간 분포

중국과학원지질지구물리학연구소 주일상원사, 서북대학교 조원사, 중국과학원 신강생태지리연구소 쇼문교원사의 연구에 따르면:

(1) 장영질 껍데기의 태고주 대륙은 판 구조체계 아래 섬 호나 휘장 기둥으로 형성된 양대에서 기원한다.

(2) 판 구조체계의 섬호 패턴은 태고주 영운섬장암-이장화강암-화강섬장암 (TTG) 의 원인을 잘 설명할 수 있다. 여기서 고압 TTG 는 급강하판 부분 용해의 결과로 간주되고, 저압 TTG (칼슘 알칼리성 화강암류에 해당) 는 신현무질 껍데기의 부분 용융에서 비롯되며, 신생대 지각 자체는 그러나 섬 아크 모드는 태고주 녹암체의 많은 특징을 잘 설명하지 못한다. 예를 들면 대량의 안산암, 코마티암 1600 고온형성 환경, 크라톤 규모의 TTG 커버, 대규모 돔 구조, 구크라톤 변질 특징을 지닌 반시계 P-T 궤적 등이 있다.

(3) 휘장 기둥 양저고원 모델은 태고주 녹암과 TTG 암 조합의 원인을 합리적으로 해석할 수 있다. 그 중 녹암의 기미 현무암과 코마암은 휘장 기둥의 머리와 꼬리의 용융 마그마에서 비롯된다. 영안암, 유문암 영안암, 유문암은 지각의 부분 용융에서 비롯되며, TTG 는 양하 현무암의 부분 용융에서 유래한다. 해저 고원 모형은 태고주 돔 구조, 시계 반대 방향 P-T 궤적, 파란 편암 부족 및 이중 변질대도 해석할 수 있다.

(4) 지구에 판 구조가 나타난 이후 태고주 대륙의 핵심은 주변 해양 암석권의 급강하로 증식이나 성장 과정을 거쳤으며, 젊은 호의 형성과 증식은 지구의 초기 역사 대륙 성장의 주요 메커니즘이다.

(5) 태고주 육핵은 원고대에 섬 호 마그마 작용과 조합의 측면 성장을 통해 대륙을 형성했다. 고대원 (265, 438+0-65, 438+0 억 8 천만년) 에 세계 대륙이 충돌하여 산을 만들어 지구 최초의 초대륙인 누나 대륙 (콜롬비아 대륙이라고도 함) 을 형성했다. 중앙아시아, 북미의 코디러라 산맥, 오스트레일리아 동부의 타스마니드 산맥은 현생주 대륙이 자라는 가장 좋은 예이다.

(6) 거대한 급강하-증식잡암의 성장, 급강하판의 후퇴, 해령의 급강하, 육내 급강하체계의 형성은 산을 증식시켜 대륙의 성장을 일으키는 주요 과정이다. 충돌 조산작용은 태고대 판 구조 (증생) 에서 현대판 구조 (증생 및 충돌) 로의 전환의 상징이 될 수 있다.

그림 2 대륙 암석권 수평 및 수직 구조 불균일성 도식

(7) 대륙 암석권의 진화 과정에서 측면 증생이나 수직 성장 외에도 막식 전환을 거쳐 보편적인 가로와 세로 구조의 불균일성을 초래하였다. 암석권의 복잡한 구조, 고유의 화학 부력, 고강도는 고대 대륙의 장기적 안정의 기본 요인이다.

(8) 30 억 ~ 25 억 년 전 판 구조가 출현한 이후 대륙 성장률이 낮아졌고 대륙 개조가 눈에 띄게 된 것은 주로 초대륙 조립 과정에서 대양 급강하와 대륙 충돌 및 심부 휘장 과정과 관련이 있다.

(9) 대륙 전환은 일반적으로 대륙 가장자리나 대륙 내부의 약한 암석권에서 발생하며, 일반적으로 대륙의 전반적인 안정성에 영향을 주지 않는다. 하지만 안정된 클라톤 지역에서는 확실히 눈에 띄는 대륙 전환이 일어나 클라톤을 강하게 활성화시켰고, 심지어는 클라톤 암석권의 파괴까지 초래했다.

(10) 클라톤의 파괴는 주로 장기간의 대양 급강하로 인한 것이다. 대양 급강하는 물과 기타 휘발물의 입력과 뚜렷한 구조 응력을 통해 클라톤 암석권의 연화와 변형을 초래할 수 있다. 판 아래의 휘장 기둥은 판 운동과 클라톤 암석권의 진화에 영향을 줄 수 있지만 대륙 개조와 파괴 과정에서 일어나는 역할은 상대적으로 작다.

그림 3 대륙의 기원, 증식 및 전환의 지질 모델

이 성과는 국가자연과학기금 (9 1958209, 4 1774058) 의 지원을 받았다. 연구 성과는 국제 권위 학술지' 지구물리학 평론' (주일상 *, 조, 쇼문교, 당) 에 발표됐다. 대륙의 기원, 증식 및 개조 [J]. 지구물리학 리뷰, 202 1, 59: E2019RG 00689. Doi:10.1029/2019rg000689).

교정: 주별, 류치현