什么是克拉通？

零壹貳012 2019-06-14

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什么是克拉通

克拉通（Craton）一詞源自于希臘語κρ?το?，象征力量的意思，最早是由德國地質(zhì)學(xué)家L. Kobe在1921年提出，他把堅固的大陸地臺叫做“Kratogen”，這一術(shù)語被后來的學(xué)者簡化成Craton?？死ㄊ侵腹爬系摹⒎€(wěn)定的大陸塊體，它主要由古代的結(jié)晶基底構(gòu)成，這些基巖的成分主要是小比重的長英質(zhì)火成巖，如：花崗巖，早期巖石形成克拉通的過程稱為克拉通化，在前寒武紀(jì)時期（5.4億年前），地球經(jīng)歷了陸殼形成、生長、殼幔圈層分異耦合并形成穩(wěn)定陸塊（克拉通）的過程，克拉通形成的年代大多是在30多億年前，在27億年前進(jìn)入穩(wěn)定期?？死▔K體內(nèi)缺乏明顯的地震、巖漿活動、構(gòu)造變形和成礦作用，在多次超大陸的會聚和分裂過程中幾乎沒有發(fā)生變化?？死ㄔ谏疃确较蛏嫌傻貧ず蛶r石圈地幔組成，并且?guī)r石圈根部往往延伸到地幔長達(dá)幾百公里（圖1），克拉通巖石圈具有低密度、低含水量和巨厚巖石圈根的特征，因此能夠漂浮在對流的軟流圈地幔之上，并且能夠在很大程度上抵御后期地質(zhì)作用的改造而免于被破壞，從而成為大陸地殼上長期穩(wěn)定存在的構(gòu)造單元。

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圖1：克拉通示意圖

克拉通在全球有廣泛地分布（圖2），如：中國的華北克拉通（the North China Craton）、俄羅斯和烏克蘭的薩爾馬提亞克拉通（the Sarmatian Craton）、南美的亞馬遜河克拉通（the Amazonia Craton）、南非的卡普瓦爾克拉通（the Kaapvaal Craton）、北美克拉通（the North American Craton）以及南澳大利亞的加夫勒克拉通（the Gawler Craton）。

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圖2：全球古老克拉通地分布圖（湯艷杰，2013）（紫色區(qū)域）

什么是克拉通？

克拉通穩(wěn)定的環(huán)境為早期鐵礦的沉積提供了一個相當(dāng)理想的場所，成為世界上最主要的鐵礦產(chǎn)區(qū)，例如加拿大和澳大利亞的克拉通大量出產(chǎn)鐵礦石，中國主要的鐵礦主要集中在華北克拉通之上。而且，這樣的環(huán)境也非常適合金剛石的形成，世界上主要的金剛石礦都產(chǎn)自克拉通地區(qū)，例如：南非、西伯利亞的克拉通，我國的金剛石礦主要分布在華北克拉通上，比如山東蒙陰、遼寧復(fù)縣等。

克拉通本應(yīng)該是全世界最穩(wěn)定的地區(qū)，但我國的華北克拉通自2億年左右的中生代以來，發(fā)生了大規(guī)模強(qiáng)烈的構(gòu)造變形、巖漿活動和地震，好好的克拉通怎么說破壞就破壞了呢？

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華北克拉通破壞范圍

目前主要有四種破壞模型：

（1）拉張減薄模型。華北東部地區(qū)的資料，例如郯廬斷裂帶周邊斷陷盆地正斷層擦痕反演應(yīng)力場、斷陷盆地構(gòu)造、斷層運動學(xué)、巖脈展布規(guī)律等表明華北地區(qū)在晚中生代期間處于伸展構(gòu)造背景，拉張作用導(dǎo)致了華北克拉通巖石圈變薄破壞。

（2）擠壓增厚拆沉模型。與伸展作用導(dǎo)致巖石圈的減薄相反，這種模型認(rèn)為巖石圈在擠壓作用下發(fā)生增厚，巖石圈中、下部的物質(zhì)由于重力失穩(wěn)會“掉入”下覆的軟流圈中，導(dǎo)致巖石圈減?。▓D3）。

（3）大尺度地幔對流侵蝕模型。這種模型認(rèn)為在地球內(nèi)部大尺度的地幔對流場中，軟流圈熱物質(zhì)上涌對克拉通巖石圈底部和側(cè)面的侵蝕，在克拉通巖石圈減薄過程中產(chǎn)生了重要的影響（圖4）。

（4）地幔柱侵蝕模型。這種模型認(rèn)為溫度異常高的地幔柱擾動軟流圈物質(zhì)上升至古老巖石圈底部，巖石圈底部不斷被“烘烤”，物質(zhì)發(fā)生弱化轉(zhuǎn)變成軟流圈的一部分，最終導(dǎo)致了華北克拉通巖石圈變薄，但是由于地幔熱柱是否在華北地區(qū)存在尚缺乏證據(jù)，該模型很少被提及。

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