地球早期地壳的可能成分是什么(地壳成分是如何演变的)?

Question

第一个地壳是完全的镁质(海洋)地壳，后来通过火山弧沿俯冲带蒸馏，形成长英质岩石，还是地球开始时只有少量的长英质地壳?

古代锆石最有可能来自长英质岩石还是镁铁质岩石?

Answer 1

戈登的答案在一阶近似上是正确的。

然而，在杰克山发现的锆石来自40多亿年前的冥古宙。古老的锆石存在的事实很有趣——锆石不是你在镁铁质岩石中发现的矿物。锆在地幔中是一种不相容的元素，所以要得到足够的锆来形成自己的矿物，你需要一些部分熔融事件。这也可能是有趣的:

什么是高场强和大离子亲石元素(HFS或HFSE & LIL或LILE) ?

当你融化地幔时，你会得到玄武岩或更多的长英质岩石。如果镁铁质岩石中有足够的锆石，就会形成坏锆石:ZrO₂．锆石,ZrSiO₄只会在更多的长英质岩石中形成，那里有足够的硅。仅这一点就表明，早期地壳的某些部分在某种程度上是长英质而不是玄武岩。

还有更多:石英和氧同位素数据表明，锆石不仅是在长英质岩石中，而且有证据表明液态水和热液蚀变。

这整件事都备受争议，因为从几粒锆石中你只能知道这么多。然而，基本的东西是有的——一些长英质岩石早在冥古宙就存在了。

Answer 2

除了一层相对较薄的沉积物外，今天的地壳物质主要是花岗岩，其熔化温度约为850℃。我们不知道早期原始地球的组成，但进一步与假定的“Theia”碰撞(见https://en.wikipedia.org/wiki/Giant_impact_hypothesis)原始引力吸积的热能和碰撞的动能的结合，会将温度提高到远远超过超镁铁的2000℃熔点。地壳和地幔的预先分馏的前驱体是碱性的，水、钾、铝、钠等都降低了冰点。然而，第一个进行分馏的地壳温度远高于850℃，因此，在任何可识别的“硅质”地壳能够稳定之前，可能会有几个分馏、俯冲和逐渐酸性(相对于二氧化硅)地壳的重熔循环。

因此，人们可以认为，仅仅从温度的角度来看，第一个地壳一定是镁铁质的(波长岩火山岩?)，甚至倾向于超镁铁质，由于锆石是如此难熔，人们可以预期第一个锆石具有镁铁质关联，而不像后来的花岗岩关联。