华夏地块发现亚洲最古老的锆石

摘要：华夏地块武夷地区发现2颗大于4.1Ga的碎屑锆石，一颗为亚洲最古老的锆石（约4.13Ga)，另一颗锆石记录了地球上最早的变质作用时代（约4.07Ga)。研究表明，地球在形成初期已出现多样化的大陆地壳和复杂的地质演化。

1.项目概况

地球形成初期的地质特征是国际地学界研究的前沿问题，主要通过寻找和研究冥古宙(45~38亿年前）的古老岩石与矿物（锆石）开展研究。近年来，中国地质调查局南京地质调查中心依托地质矿产调查评价专项“华东基础 地质综合调查与片区总结”（2014—2016年）和2项国家自然科学基金（青年基金）项目的联合资助，对武夷地区龙泉岩群等变质岩系进行调查研究，并在龙泉岩群云母石英片岩中发现2颗冥古宙碎屑锆石，具有重要科学研究价值。

SHRIMP锆石U-Pb测年在北京离子探针中心完成，锆石O同位素和微量元素分析在美国威斯康星大学麦迪逊分校完成。相关工作得到全国矿产资源潜力评价成矿地质背景专家组的指导，并与中国地质科学院地质所和南京大学进行了学术合作。

2.成果简介

华夏地块分布于浙江、福建、江西、广 东、广西、贵州等省（自治区）境内，武夷地区则是华夏地块内变质基底的集中分布区，浙江南部龙泉地区的龙泉岩群即是其中典型代表 (图1)。近年来，南京地质调查中心多个地调科研项目共同对武夷地区龙泉岩群等变质岩系进行了调查研究，并在龙泉岩群云母石英片岩(图2)中发现了2颗冥古宙碎屑锆石，具有重要的科学研究价值。

(1).发现了亚洲最古老的碎屑锆石，以及地球上最早的变质作用。在龙泉岩群中发现的2颗冥古宙碎屑锆石，编号为8号和123号（图3)。8号锆石可分为核、幔两部分，核部由花岗质岩 浆结晶形成，年龄为4.10Ga;幔部由变质作用形成（Th/U=0.05),年龄为4.07Ga,是地球上目前发现的最早变质锆石，为探讨地球早期演化提供了重要信息。123号锆石年龄为4.13Ga,由花岗质岩浆结晶形成，是亚洲地区目前发现 的最古老锆石，为开展地球各大洲之间的地质对比提供了重要证据。确定了地球上冥古宙锆石的最高结晶温度，发现地球早期的地壳可在无水条件下熔融形成岩浆。龙泉岩群冥古宙岩浆锆石具有亏损轻稀土元素、正Ce异常和负Eu异常（图 4),以及很高的(Sm/La)N和U/Yb值的特点，与地球上其他壳源锆石类似。其中，8号岩浆锆石Ti含量（51.5 x 10^-6~54.0 x 10^-6)和结晶温度（910℃）均是地球上大于4.0Ga冥古宙锆石 中最高的（图5 ); O同位素组成（S ¹⁸O值平 均7.2%。）也接近于地球上冥古宙锆石的最高值，明显高于幔源岩浆锆石；氧逸度lgf〇₂平均 值(A FMQ+5)也高于地球上大多数的壳源锆石(图6)。上述特征表明，龙泉地区冥古宙锆石是由花岗质岩浆结晶形成，而花岗质母岩浆则来源于蚀变地壳的无水重熔，这种特殊的岩浆形成过程以往未见报道。

3.成果意义

(1)武夷地区冥古宙锆石明显不同于其他地区的冥古宙锆石，说明地球早期即已形成多种类型的大陆地壳。记录了约4.10Ga时地壳无水重熔形成花岗质岩石、约4.07Ga时发生变质作用的重要信息，为探讨地球早期演化提供了新证据。

(2)近年来，除华夏地块外，在我国的华北陆块、扬子陆块、西藏地块、中亚造山带东准噶尔等地，均陆续发现了各类冥古宙岩石或锆石，反映全球可能存在多个40亿年前的古老物源区，同时也表明我国境内的不同陆块可能有类似的早期地质演化历史。

(3)武夷地区冥古宙锆石的发现，说明华夏地块与从冈瓦纳大陆分离出来的澳大利亚、 南美洲、非洲、印度等大陆可能在成矿地质背 景上有一定联系，这一新认识对我国与全球重要成矿区带的成矿作用对比研究亦有重要价值。(中国地质调查局南京地质调查中心邢光福 杨祝良 陈志洪，南京大学地球科学系王孝磊，中国地质科学院地质研究所万渝生供稿）