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刘呈一泓,Nov. 16, 2023
克拉通是前寒武纪岩石圈中的相连地块，由厚而“冷”的岩石圈地幔支撑保护，通常在超过10亿年的时间内保持稳定，并且通常发育大量的金矿、金刚石矿。克拉通化的重要机制是形成刚性的冷的岩石圈地幔（SCLM），使其漂浮在软流圈之上。克拉通的另一个重要标志是发育巨厚的大陆岩石圈地幔，保持上覆大陆免于后期岩浆变质作用的改造。然而对于克拉通巨厚岩石圈地幔的形成，克拉通化的机制，以及克拉通化之后的交代和热侵蚀的改造等诸多方面仍存在争议。前人的研究表明，由于太古宙较高的熔体抽取比例，形成的岩石圈地幔具有富Mg而贫Fe，因此具有更低的密度，它的粘度和内部应力也比显生宙的岩石圈地幔要高，因此克拉通才能保持稳定。然而Lee 等人（2011）的工作表明，几乎所有的太古宙克拉通地幔均经历了广泛的热活化、地幔交代和再循环物质的改造，其物理化学性质理应受到改变，然而其依旧保持着稳定。克拉通形成后随时空分布的构造热事件通常与岩石圈的伸展相关，通常被认为是克拉通边缘的造山带的远程应力响应。此外，由于克拉通通常具有不同的厚度，越后的克拉通通常具有更高的强度，因此研究克拉通形成后的交代作用的时空分布以及它们随厚度的关系，对克拉通的形成和演化（改造）具有重要意义。
对此Vandenburg等人对Pilbara克拉通进行了系统的研究，来探索克拉通的厚度是否控制了后期的变质交代作用的程度。Pilbara克拉通在3.5-2.85Ga均有岩石学的记录，包括TTG，赞岐岩和K质花岗岩，这些太古宙的岩浆作用在2.85Ga停止，在后续的长时间内，Pilbara克拉通缺乏大规模的岩浆和变质作用。作者对上述三类太古宙岩石的黑云母和长石Rb-Sr等时线年龄进行了系统性研究。Rb-Sr等时线年龄由于其封闭温度较低，易收到后期的蚀变变质的改造，因此并不能用于太古宙的岩石定年。然而就是因为其的特殊性，使其能够对后期改造（Rb-Sr体系重置）事件的时间进行大体限定。结合锆石U-Pb定年给定的岩浆结晶的年龄，因此Rb-Sr等时线年龄的方法可以用于识别后期变质流体对岩石体系重置时间，程度。
作者因此收集了81个样品，开展了系统的Rb-Sr等时线年龄测试。作者的结果表明Rb-Sr等时线的年龄具有广泛的分布，从10亿年到28亿年均有分布，并且大部分年龄区间和区域上的变质变形期次吻合（如图1绿色区域）。暗示这些Rb-Sr等时线年龄记录的是后期变质作用重置的下限。作者因此将Rb-Sr年龄GPS分布和先进的岩石圈厚度（LAB深度）进行对比（如图2），表明越厚的地方的Rb-Sr等时线年龄收到后期扰动的程度越低。而越薄的地方越易收到变质流体的改造。因此作者认为岩石圈的厚度决定了克拉通的稳定性的强弱。约薄的区域收到造山带远程构造响应所带来的流体交代作用越强烈，反之越厚的地方收到的改造越弱。这可能反映在克拉通本身的应力强弱是不同的，越厚的区域越强，越薄的区域越弱（如图2）。薄的区域更易产生裂隙，构造断裂带，促进更强烈的流体改造。因此克拉通岩石圈尽管能够遭受后期多期次的改造，其岩石圈厚度是决定其稳定的第一要素。
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