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基性(海洋)地壳，后来通过沿俯冲带的火山弧蒸馏形成长英质岩石，还是地球开始于长英质地壳的碎片?

古锆石最有可能来自长英质岩石还是基性岩石?

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。锆石存在这么久的事实很有趣——锆石不是你在基性岩石中发现的矿物。锆在地幔中是一种不相容的元素，所以要获得足够的锆来形成自己的矿物，你需要一些部分熔融事件。这也可能令人感兴趣:

什么是高场强和大离子亲石元素(HFS或HFSE & LIL或LILE) ?

当地幔融化时，就会得到玄武岩或更多的英质岩石。如果你在基性岩石中有足够的锆石，就会形成坏锆石:ZrO₂。锆石,ZrSiO₄只会在富含硅元素的硅质岩石中形成。仅这一点就表明，早期地壳的某些部分比玄武岩更具有长英质。

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

这整件事都有很大的争议，因为你只能从几粒锆石中了解到这么多。然而，基本的东西是存在的——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质的，融化温度约为850摄氏度。我们不知道早期的原始地球成分，但进一步与假定的“忒伊亚”碰撞(见https://en.wikipedia.org/wiki/Giant_impact_hypothesis)，来自原始引力吸积的热能和碰撞动能的结合，将把温度提高到远超过2000摄氏度的超镁铁熔点。地壳和地幔的预分馏前体可能是碱性的，水、钾、铝、钠等都降低了冰点。然而，第一个分馏地壳的温度可能远高于850摄氏度，因此，在任何可识别的“硅质”地壳能够稳定之前，可能有几个分馏、俯冲和酸性逐渐增强(相对于硅)的地壳重熔的循环。

因此，纯粹从温度的角度来看，人们可以争辩说，第一个地壳一定是基性的(博宁火山?)，甚至倾向于超基性的，由于锆石是如此难熔，人们可以期望第一个锆石具有基性组合，而不像后来的花岗质组合。