全球冥古宙的研究进展和存在问题

冥古宙是地球上最老的一个地质历史时期，由于缺少可靠的岩石记录一直没有得到国际地学界的重视和承认，到2004年才在建议的国际地层表中使用了冥古宙这一术语，定义从地球形成到出现地球最老岩石这段地球历史。但冥古宙与太古宙没有明确的地质界线，一些研究者提出了不同的年代界线(385Ga, 40Ga, 403Ga), 目前还存在较大分歧。 目前已知残存的冥古宙岩石只有两处，一处是加拿大的阿卡斯塔片麻岩(Acasta gneiss)中两个英云闪长岩和一个变质花岗闪长岩。前者锆石U Pb年龄为4002±4Ma和4012±6Ma，后者为4031±1Ma。另一处是东南极索尼山(Mount Sones)的麻粒岩相英云闪长质片麻岩，已获得U Pb年龄为3927±10Ma。世界上最老的表壳岩（≥3870Ma）出露在格陵兰。 冥古宙年代久远，地球形成最初的600~700Ma的初始岩石经历了陨石撞击、地壳再循环、重熔等改造，甚至再循环到地幔，几乎已经消失殆尽。目前主要以年轻岩石中的碎屑锆石或继承锆石作为桥梁，来追索这些古老锆石原来母岩的类型、特征及成因。 >3800Ma的碎屑锆石已在全球十多个地区发现，而以西澳伊尔岗克拉通的杰克山最多最全，从>3800Ma到4404Ma都有，在3840Ma, 3900~3920Ma, 4000~4200Ma, 4260~4300Ma和4404Ma显示峰值，其中以3900~4200Ma最为发育，4404Ma是目前世界公认的最老碎屑锆石。此外在北美克拉通、南非克拉通、华北克拉通等古老克拉通以及一些年轻造山带中都发现有冥古宙的碎屑锆石，这些锆石是追索冥古宙地质事件的重要桥梁。 通过对冥古宙碎屑锆石的研究提出了很多值得重视和进一步研究的课题和内容。包括早期地壳的性质，一些锆石具有与太古宙之后岩浆锆石特征相似的环带结构，因此这些碎屑锆石的母岩大部分被认为相当花岗质，来自老地壳的重熔。冥古宙碎屑锆石的Hf同位素等综合分析表明这些碎屑锆石来源于中性熔岩的结晶，或许表明早期地壳具有中性成分特征。冥古宙锆石的成因也是一个重要的课题，根据锆石中钛的含量、锆石Ti饱和温度计计算的温度以及锆石的一些结构特征，有的研究者提出冥古宙相当一部分碎屑锆石是陨石撞击导致的岩石熔融结晶产生的，是追溯地球早期撞击事件的重要手段。在4300Ma的碎屑锆石中包裹有金刚石和石墨晶体，前者表明锆石的母岩曾处于高压条件，而后者石墨的碳同位素接近有机碳，有人认为可能为生命起源的迹象。多个地区的碎屑锆石的边部Th/U比值低，U Pb年龄为4000Ma左右，属于变质作用的产物, 表明当时地壳已具有一定厚度。 冥古宙碎屑锆石的研究提出了很多重要的问题，但是由于资料有限，有些认识还存在矛盾，还需要获得更多实际资料，才能对冥古宙的地质事件过程取得更可靠的科学认识。因此今后应加强可能赋存古老碎屑锆石地区的寻找，并发现更多古老碎屑锆石。对现有的古老碎屑锆石加强综合研究以及各地区的对比研究