Geology地球最早的锆石形成于残余花岗质熔体

　　已知的最早的长英质地壳是在西澳大利亚杰克山（Jack Hills）较年轻的沉积岩中发现的冥古宙（4.4–4.0 Ga）碎屑锆石颗粒（Harrison，2020）。对这些锆石形成的岩浆的性质研究，是理解早期地球动力学背景的关键。
　　尽管已经发现的TTG岩套最早可能出现在太古代（4.0–2.5 Ga）大陆核中，但研究指示，这些岩石可能是Jack Hills碎屑锆石的潜在源区（Harrison，2020）。然而，Jack Hills锆石的结晶温度( 700 C，基于锆石中的Ti测温；Watson和Harrison，2005）低于TTG岩浆形成的温度（>850 C），其微量元素组成似乎与TTG全岩的微量元素组成不平衡（Rollinson，2008；Reimink et al.，2020；Turner et al.，2020）。是什么原因导致了这一温度和化学条件的巨大差异？TTG到底能不能作为地球最早一批碎屑锆石的母岩浆？
　　为了回答上述问题，作者查阅前人已有研究进展，发现格陵兰伊萨克片麻岩杂岩中3.81 Ga变英云闪长岩中的锆石和锆石包裹体的研究显示，TTG岩浆最初未实现锆石饱和，因此锆石只能在接近固相线的条件下，在大量冷却和结晶后形成的残留花岗岩熔体中结晶（Nutman和Hiess，2009）。不仅如此，结晶过程中熔体化学的变化可能导致从熔体中形成的锆石显示出与TTG全岩显著不同的微量元素组成。这些过程的存在能否回答前面提到的问题？
　　锆石微量元素数据的位置，突出显示了南非巴伯顿岩套
　　紧接着，本文作者利用古太古代Barberton TTGs（南非）锆石中微量元素含量的新数据集和热力学模拟，研究表明，这些锆石是在成分均匀的花岗岩熔体中在近固相线条件下结晶的。该熔体是演化程度较低的（英云闪长岩）母岩结晶的残余物，因此显示出与TTG岩石不同的主要和微量元素成分。全球地球化学数据整理显示，大多数冥古宙的碎屑和太古宙TTG具有独特的锆石微量元素特征，这与显生宙锆石定义的化学特征完全不同。本文的模型显示，早期地球锆石的低Ti含量反映了在比最初推断的更高温度（720–800 C）下的结晶，这是因为与之前的估计相比，熔体中模拟的TiO2活性较低。因此，作者认为，在类似TTG的岩浆环境中，化学演化熔体中的近固相线锆石结晶是早期地球上主要的锆石形成过程。
　　参考文献
　　Oscar Laurent, Jean-François Moyen, Jörn-Frederik Wotzlaw, Jana Björnsen, Olivier Bachmann; Early Earth zircons formed in residual granitic melts produced by tonalite differentiation.   Geology   2022;; 50 (4): 437–441.  如有侵权，请联系删除
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　　本文作者：余亚辉
　　以上内容来源于：EarthScience读书会