2018年9月，团队在Lithos期刊上发表了长江流域现代沉积物中碎屑锆石年代学及Hf-O同位素的研究结果，提出了阶段式的地壳生长与演化模式，为大陆地壳的生长速率模式提供了新的认识。
 
大陆地壳是地球演化过程中重要的信息储库，其形成过程通常伴随着地幔、大气圈和生物圈的演化，而其中大气圈和生物圈对人类生活直接息息相关。因此，大陆地壳的形成和演化始终是地球科学研究的主题之一。而大陆地壳的生长速率定量的刻画了大陆地壳的生长历史，是大陆地壳形成与演化的核心问题。然而，关于大陆地壳的生长速率以及其随时间如何变化仍然存在较大争议。现代河流沉积物中碎屑锆石，尤其是全球性的大河，记录了较大范围内大陆地壳的物质信息，因而是研究大陆地壳生长与演化过程的天然样品。长江流域作为世界第三大河，且流域内地质构造单元复杂多样，无疑是探究地壳生长演化历史的理想场所。前人已经对长江流域的锆石年代学及Hf同位素进行了一些初步研究。然而，地壳的生长速率主要基于锆石Hf模式年龄，而前人的数据缺乏氧同位素作为锆石母岩浆源区物质的约束，因而其得到的地壳生长年龄可能只是地壳平均存留年龄，并非真正具体的生长期。因而，中国南方大陆地壳的生长模式需重新厘定。
 
我们团队和英国布里斯托大学Chris Hawkesworth教授对长江流域现代沉积物中碎屑锆石开展合作研究，在年代学及Hf同位素的基础上，首次报道了长江流域碎屑锆石原位氧同位素组成。研究发现，华南大陆地壳呈现出明显的阶段式生长模式，即在~2.8 Ga之前和~1.8 Ga之后的古-中元古代地壳表现出明显的地壳生长，而在这之间地壳生长进入则相对缓慢平静期。作者认为~2.8 Ga以后地壳生长速率的明显降低可能是由于板块构造运动所引起的俯冲作用导致再循环消亡的地壳量的增加引起了净地壳速率的降低。据此我们推测，板块构造运动在该地区的开始时间可能是~2.8 Ga。而古-中元古代高的地壳生长速率可能和哥伦比亚超大陆在中国南方地区的裂解作用有关。在裂解期，由于俯冲作用引起的大陆地壳的消亡速率降低，从而使得古-中元古代净地壳速率的升高。综上所述，中国南方大陆地壳生长速率主要由该地区的内部动力学控制，因而表现出明显的阶段式生长模式。该研究成果为理解大陆地壳生长速率及其影响机制提供了新的认识。
此外，该研究还发现锆石氧同位素组成在晚太古代和早元古代之交发生了明显的升高，作者认为氧同位素的突变式升高是由地壳生长的深部过程和同一时期的地表发生的大氧化事件共同作用的结果，进一步表明了地壳深部过程和地表过程是紧密耦合在一起的。
 
本文第一作者和通讯作者是我们团队梁正伟博士生。该研究在导师高山老师和Chris Hawkesworth教授的指导下完成。
 
全文链接：
Zheng-Wei Liang, Shan Gao, Chris J. Hawkesworth, Yuan-Bao Wu, Craig D. Storey, Lian Zhou, Ming Li, Zhao-Chu Hu, Yong-Sheng Liu, Xiao-Ming Liu, 2018. Step-like growth of the continental crust in South China: evidence from detrital zircons in Yangtze River sediments. Lithos: 320–321, 155-171.
https://doi.org/10.1016/j.lithos.2018.09.011