大陆克拉通下地壳的性质，对于认识太古宙大陆地壳生长和演化机制以及陆内地质过程至关重要。麻粒岩是大陆下地壳最具代表性的岩石类型，其中大面积分布的前寒武纪麻粒岩地体和显生宙火山岩中的麻粒岩捕虏体，提供了两种认识大陆下地壳的直接途径。Bohlen and Mezger (1989) 归纳对比了当时全球范围内上述两类麻粒岩的变质作用P-T条件和岩性组成等特征，提出基性麻粒岩捕虏体才是真正的最下部地壳，形成于幔源岩浆的底侵作用，且晚于麻粒岩地体。随后，全球许多大陆克拉通发现的麻粒岩捕虏体，都被视为元古宙不同时期的幔源岩浆底侵作用。与之类似，华北克拉通北缘汉诺坝等地区新生代火山岩中的基性麻粒岩捕虏体，由于存在120-140 Ma的锆石U-Pb年龄，被普遍认为是中生代底侵作用的产物。Rudnick and Gao (2003) 进一步综合相关资料提出，大陆克拉通地区的下地壳基性麻粒岩捕虏体，主要形成于太古宙之后的玄武质岩浆底侵作用，并推测太古宙基性下地壳大多已经被拆沉破坏。长期以来，底侵和拆沉模式，成为解释大陆克拉通地区下地壳形成和演化的主流范式。

中国科学院地质与地球物理研究所的博士研究生赵朗，在导师姜能研究员的指导下，与郭敬辉研究员以及其他合作者，将华北克拉通北缘张家口地区代表晚太古代基性下地壳的怀安地体中的基性麻粒岩、代表所谓新生下地壳的汉诺坝玄武岩中的基性麻粒岩捕虏体，以及下地壳起源的中生代花岗岩三者相结合，通过对这三类岩石的元素/同位素地球化学对比研究，发现了其成因联系的新规律：

（1）汉诺坝基性麻粒岩捕虏体在Sr-Nd同位素上完全落入地体基性麻粒岩和角闪岩的范围内（图1a），同时捕虏体中普遍存在～2.5 Ga锆石年龄，表明其形成于晚太古代，与麻粒岩地体同期，因此并非中生代底侵作用的产物。

图1 (a) 麻粒岩地体、捕虏体以及花岗岩的Sr–Nd同位素组成；(b) 捕虏体和花岗岩的微量元素对比图

（2）汉诺坝基性麻粒岩捕虏体中的120-140 Ma锆石年龄与花岗岩的形成年龄范围一致。捕虏体与花岗岩两者在Sr-Nd同位素上相似（图1a），在元素上互补（图1b），因此认为汉诺坝地区晚太古代下地壳在120-140 Ma期间发生部分熔融作用，大部分汉诺坝基性麻粒岩代表了熔体抽取后的残余相，中生代花岗岩代表了部分熔融形成的熔体相。基性麻粒岩捕虏体全岩Hf同位素和中生代花岗岩的岩浆锆石Hf同位素都落在2.5 Ga地壳演化线上（图2），进一步证实基性麻粒岩捕虏体形成于晚太古代，表明捕虏体中的中生代锆石是在该期岩浆事件中形成的。

（3）基性麻粒岩捕虏体和中生代花岗岩存在一个共同源岩，即晚太古代基性下地壳，其代表是怀安麻粒岩地体中保留下来的基性麻粒岩和角闪岩。而汉诺基性麻粒岩捕虏体中的中生代锆石反映的是古老地壳的改造，这表明年轻的锆石年龄不能作为后期幔源岩浆底侵作用的证据。

图2 基性麻粒岩捕虏体全岩Hf和中生代花岗岩岩浆锆石Hf同位素组成

虽然华北克拉通中两类基性麻粒岩的分布有限，共生更少，但中生代花岗岩分布特别广泛。这些中生代花岗岩在Sr-Nd同位素与张家口地区的极为相似（图1a），并且大部分岩浆锆石的Hf同位素上也落在2.5 Ga地壳演化线附近（图2），指示它们都主要源于晚太古代基性下地壳，这说明晚太古代基性下地壳在整个华北克拉通广泛且大量存在。

通过进一步梳理全球相关资料，特别是那些所谓元古宙底侵作用形成基性下地壳的麻粒岩捕虏体资料，研究者发现它们除了元古宙锆石年龄外，绝大部分都存在太古宙锆石年龄。综合相关资料认为，这些元古宙锆石年龄，主要反映了与变质作用或岩浆作用相关的地壳改造，它们实际上主要形成于太古宙。但并不排除少数基性麻粒岩捕虏体可能是元古宙不同时期幔源岩浆底侵作用的产物。

除了在太古宙克拉通地区，近年来，在一些元古宙和显生宙造山带中也发现了太古宙基性麻粒岩捕虏体，说明太古宙基性下地壳并不限于克拉通地区。显然，太古宙基性下地壳在全球范围内广泛保存，并没有被拆沉。这意味着在太古宙克拉通地区，现今上、下地壳在形成时间上是耦合的。

研究成果发表于国际学术期刊EPSL（Zhao L, Jiang N, Guo J H, Liu D Q, Hu J, Zhang X H, Huang G Y. Preservation of Archean mafic lower continental crust worldwide[J]. Earth And Planetary Science Letters, 2024, 626: 118566. DOI: 10.1016/j.epsl.2023.118556）。研究得到了国家自然科学基金（41973034和41890832）的资助。