晚太古宙至早元古宙大陆地壳生成模式的转变：来自印度中部巴斯塔尔克拉通东南部的记录

本研究针对晚太古宙至早元古宙大陆地壳形成机制争议，通过巴斯塔尔克拉通东南部未勘探区花岗岩类的野外、岩相学、全岩地球化学及锆石原位LA-MC-ICP-MS U-Pb-Hf同位素分析，揭示了2.86 Ga高重稀土钠质花岗岩的板内浅部熔融成因，2.75-2.65 Ga地壳从新生到再造的转变，以及2.48-2.47 Ga A型钾质花岗岩的伸展构造背景。成果为理解早期板块构造启动与克拉通化提供了关键证据。

　　

地球早期演化历程中，晚太古宙至早元古宙（约3.0-2.4 Ga）是大陆地壳形成机制发生革命性转变的关键窗口期。这一时期不仅见证了现代板块构造体制的萌芽，还伴随着大气-海洋环境的剧变和生命演化条件的重塑。然而，关于这段跨越6亿年的地质历程中，大陆地壳究竟如何从以镁铁质为主的原始状态演化为长英质主导的成熟形态，学界长期存在激烈争论——是地幔柱主导的垂向增生，还是板块俯冲引发的水平拼贴？印度中部巴斯塔尔克拉通东南部新发现的古老花岗岩类，为破解这一谜题提供了珍贵的时间胶囊。

印度科学教育与研究学院加尔各答分校的Samyayan Ghosal、Sukanta Dey团队联合国际学者，在《前寒武纪研究》发表了一项突破性成果。研究团队通过多尺度分析手段，首次系统揭示了该地区2.86 Ga高重稀土（HREE）钠质花岗岩的板内浅部熔融特征，捕捉到2.70 Ga地壳生长模式从新生到再造的关键转折，并论证了2.48-2.47 Ga富铁钾质花岗岩（A型）与后造山伸展的成因联系。这些发现不仅填补了巴斯塔尔克拉通3.4-2.7 Ga的地质记录空白，更建立了全球克拉通对比的新标尺，为理解早期地球动力学转变提供了区域性实证。

研究团队采用四大关键技术：野外地质填图建立岩体空间关系；全岩主微量元素分析（ICP-OES/MS）解析岩石成因；锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb定年构建精确年代框架；原位Lu-Hf同位素示踪地壳演化过程。所有样品采自巴斯塔尔东南部新揭露的基岩露头，涵盖5类花岗岩体和1套副片麻岩。

地质背景与样品特征
巴斯塔尔克拉通作为印度最古老的陆核之一，其东南缘毗邻东高止活动带，发育多期花岗岩-绿岩带。研究区识别出2.86 Ga的Tumusapalli混合岩化片麻岩（高Na₂
O/K₂
O比、富HREE）、2.75-2.65 Ga副片麻岩中的碎屑锆石群，以及2.48-2.47 Ga的Malkangiri钾质花岗岩（富FeO^*
、K₂
O、LILE和HFSE）。岩相学显示早期钠质岩体保留原生角闪石，而晚期钾质岩体普遍发育高温矿物组合。

年代学与地球化学
锆石U-Pb定年揭示三阶段演化：2.86 Ga峰值对应TTG（英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩）结晶；2.70 Ga碎屑锆石ε_Hf
(t)值由正值转为负值，指示地壳再造启动；2.48 Ga主峰值与A型花岗岩侵位同步。全岩数据显示早期钠质岩具低Mg#（<40）、高Sr/Y比（>20），而晚期钾质岩呈现显著Eu负异常（Eu/Eu*≈0.3）和Zr+Hf富集（>300 ppm）。

讨论与结论

1. 地壳生长模式转变：2.86 Ga高HREE TTG源于新生镁铁质地壳的浅部熔融（深度<15 km），区别于同期全球常见的深熔TTG，暗示非俯冲背景；2.70 Ga ε_Hf
   (t)拐点标志着巴斯塔尔进入弧-陆拼贴阶段。
2. 构造体制变革：2.48 Ga A型花岗岩的高温特征（锆石Ti温度计>800°C）与伸展背景匹配，证实此时克拉通已结束挤压，进入后造山垮塌阶段。
3. 全球对比意义：与卡普瓦尔、皮尔巴拉等克拉通相似，巴斯塔尔记录验证了晚太古宙（2.9-2.7 Ga）地幔柱活动向新太古代（2.5 Ga）板块构造转变的普适性模式。

这项研究首次建立了巴斯塔尔克拉通连续的地壳生长档案，提出其东南缘可能是微陆块拼贴的前缘位置。更深远的是，2.48 Ga高温花岗岩事件与全球大氧化事件（GOE）的时间耦合，暗示构造体制变革可能通过改变岩石圈氧化还原状态，间接促进了地表环境剧变。这些发现为理解地球第一个超级大陆凯诺兰（Kenorland）的聚合过程提供了新的约束条件。