Tiến hóa vỏ Trái Đất nguyên sơ

[r]

1116 BÁCH K HO A T H Ư Đ ỊA C HÁ T

Tài liệu tham khảo

P e ter M A tk in so n , G iles M F oody., S te p h en E D arb y an d

F u lo n g W u 7 2005 G eo d y n am ics CRC Press 446 pgs.

H a rsh K G u p ta (Edit)., 2011 E n cy clo p ed ia of Solid E arth

G eo p h y sics Springer 1578 pgs.

P h ilip K earey, K eith A K lep eis, F red erick J Vine., 2009 G lo b al

T ectonics W iley Blackwell 482 pgs

h ttp ://g e o p h y s ic s o u e d u /g e o m e c h a n ic s /n o te s /h e a tflo w /g lo b a l_

h e a t_ flo w h tm

Tiến hóa vỏ Trái Đất nguyên sơ

Nguyền Văn Vượng K hoa Đ ịa chất,

T rư ờ n g Đ ại học K hoa học T ự n hicn (Đ H Q G H N ).

Giới thiệu

Kết q uả n g h iên cứu từ trư ớ c tới nay cho thây trong

hệ M ặt Tròi, k h ô n g có h à n h tin h n ào có lớp vỏ và

thạch q u y ến n h ư Trái Đât N g u y ên n h â n cua sự khác

biệt n ày có liên q u an đ ế n các ch u y ến đ ộ n g kiến tạo, sự

nguội lạnh của m anti, cách ch ú n g hình th à n h và p h át

triển N h iều kết q uá n g h iên cứ u đà ch ứ n g m in h rằng

lịch sử tiến hóa của vỏ Trái Đâ't và m anti có liên q u an

chặt chẽ với n h au và n h iều đặc đ iểm của vò đư ợc

h ìn h th àn h d o các q uá trìn h từ tro n g m an ti

M ặc d ù sự p h á t triể n của kh o a học T rái Đâ't đà

đ ạ t đ ư ợ c n h iều tiến bộ, đ ặ c b iệt là từ khi n h ữ n g

n g h iên cứ u đ ịa ch ât đ ổ n g vị đ ư ợ c s ử d ụ n g tro n g

n g h iê n cứ u tiến h ó a vỏ T rái Đ ất, n h u n g bốn v ân đ ề

d ư ớ i đ ây liên q u a n đ ế n lớ p vỏ n g u y ê n th ú y của Trái

Đ ất v ẫn cần đ ư ợ c n g h iê n cứ u và trả lời

- L ớp vỏ n g u y ê n th ủ y x u ấ t h iện tro n g p h ạ m vi

địa p h ư ơ n g hay toàn cẩu?

- L ớp vỏ n g u y ê n th ủ y đ ư ợ c h ìn h th à n h theo cơ

c h ế n ào và tro n g k h o ản g thời g ian nào?

- T h àn h p h ầ n b an đ ầ u của lớ p vỏ Trái Đâ't gồm

n h ữ n g gì?

- Vỏ đ ại d ư ơ n g và vỏ lục địa p h á t triển n h ư th ế

nào, tro n g k h o ả n g thời gian nào?

N h ũ n g m ản h v ụ n hoặc di chi cố n h â t cua vỏ lục

địa đ ư ợ c b ào tổn, có tuối k h o ản g từ 3,8 đ ế n 4,0 ti năm

H ầu h ết c h ú n g là các đ á tonalit, gn eis chứa n h iều

m an h v ụ n di chi k o m atiit và b a sa lt (am p h ib o lit) M ột

vài m àn h v ụ n , di chỉ đ ó có th ê x u ât p h á t từ lớp vò

đại d ư ơ n g b an đẩu Việc sư d ụ n g m ô h ìn h tuổi đ ổ n g

vị Pb cua T rái Đ ât và tuổi đ ổ n g vị cua các th iên thạch

cho th ây lớp vỏ thạch q u y ể n có th ể đ ư ợ c h ìn h thành

sau h oặc tro n g giai đ o ạn cuối cua s ự h ìn h th à n h Trái

Đ ât, tứ c là cách nay k h o ả n g 4,5 tỉ năm Mặc dù

n g u ồ n gốc của n h ữ n g m a n h v ụ n , di chi vo lục địa

tuổi A rkei sớm ch ư a rõ ràng, n h ư n g c h ú n g chiếm

kh o án g d ư ớ i 10% lớp vo A rkei đ ư ợ c b ao tồn N hiêu

m àn h đ á cô có tu ố i trê n 3 ti năm , n ằ m rải rác trên các lục địa h iệ n n a y có th ể là k ết q u ả cúa sự tái tạ o m ộ t

p h ầ n lớ p vỏ cổ k h i c h ú n g bị đ ổ n g h ó a tro n g m an ti

T ừ các k ế t q u ả n g h iê n c ứ u đ ịa chât đ ổ n g vị cho th ây

lớ p vỏ lụ c đ ịa Ổn đ ịn h đ ầ u tiên có th ê k h ô n g đ ư ợ c

h ìn h th à n h trư ớ c 4 tỉ n ăm N h u vậy, với tri th ứ c hiện nay, các n h à k h o a h ọc m ới chí có th ế làm sá n g tỏ

từ n g p h ẩ n lịch s ử tiến h ó a vỏ T rái Đ ât từ k h o ả n g 4 tỷ

n ăm trờ lại đ ây

Tiến h ó a v ỏ Trái Đ ất

Giả thuyết về đại dương magma

K ết q u ả củ a n h iề u n g h iê n cứ u cho th â y lớ p vỏ

T rái Đ ât đ ã trả i q u a g iai đ o ạ n n ó n g ch ảy tro n g lịch

s ử đ ịa châ't Đ ặc b iệ t, q u á trìn h h ìn h th à n h h ệ th ố n g

T rái Đ ất - M ặ t T ră n g có th ê liên q u a n c h ặt chẽ với kích th ư ớ c củ a S ao H ỏ a (S afronov, 1978; W eth erill,

1985, 1990, 1992; W e id e n sc h illin g , 1997) S ự xô h ú c

v ớ i các th iê n th ê có k ích th ư ớ c n h ư v ậy có th ê gây

ra n ó n g c h ả y v à th ậ m chí là bốc hơ i m ộ t p h ẩ n v ật

c h ấ t từ T rái Đâ't (S afro n o v , 1978; B enz và C a m e ro n , 1990; M elo sh , 1990) G iả th u y ế t v ề n g u ồ n gốc M ặt

T răn g , th à n h p h ầ n c ủ a M ặt T ră n g là m ộ t p h ầ n T rái

Đ ất đ ư ợ c tách ra k h ò i T rái Đ ât có th ế giải th íc h v ể

m o m e n t g óc g iừ a M ặ t T ră n g và Trái Đ ất G ia th u y ế t

v ề sự tổ n tạ i củ a đ ạ i d ư ơ n g m ag m a tro n g lịch sử

p h á t triế n c ủ a T rái Đ ấ t là tiền đ ể giải thích v ề th à n h

p h ẩ n và s ự p h â n d ị th à n h p h ẩ n h ó a học h iệ n n ay

cù a T rái Đ ất

Việc n g h iê n c ứ u th à n h p h ầ n đ ổ n g vị, th à n h p h ân hóa học, k h o á n g v ậ t và tuổi cua các m áu đ á lây tù

M ặt T ră n g và các m â u đ á lây tù sống núi đ ại d ư ơ n g trên Trái Đ ât ch o p h é p p h á c h ọa đ ư ợ c tiến hóa vật

c h ấ t cu a vỏ T rái Đâ't Các kiêu kiến trúc, tu ổ i và

th à n h p h ầ n cua lớ p vỏ ờ n h ữ n g v ù n g địa h ìn h cao

KIẾN TẠO VÀ ĐỊA ĐỘNG Lực 1117

trên M ặt T răng, nơi h ầ u n h u k h ô n g có các đ á trâm

tích, cỏ thê coi là b ăn g c h ú n g ch o s ự m ờ rộ n g đại

d ư ơ n g m agm a tro n g lịch sư tiến h óa M ặt T răn g Q uá

trìn h kết tin h cu a đại d ư ơ n g m a g m a h ổ n h ợ p đ ã d ẫn

đ ế n sự hình th à n h lớp vò có th à n h p h ầ n đ ổ n g nhât,

có câu trú c lớp của M ặt T răn g C ác giá th u y ế t v ể sự

tổn tại cua đ ạ i d ư ơ n g m a g m a trê n T rái Đ ât cũ n g

đ ư ợ c đ ư a ra, d ự a trên lư ợ n g n h iệ t b a n đ ầ u L ư ợng

n h iệ t u ó c tính tro n g q u á trìn h bổi tụ T rái Đ ât cũ n g

có thẻ làm cho p h ẩ n ngoài c ù n g cu a lớ p vo T rái Đâ't

bị n ó n g chày tro n g q u á trìn h bổi tụ ây Đ ộ sâ u ước

tín h cho m ộ t đ ạ i d ư ơ n g m a g m a n h ư v ậ y d a o đ ộ n g

từ 100km đ ến h a n l.OOOkm v à th à n h p h ẩ n c h u n g có

th ê là siêu m afic (O htani, 1985) D o có s ự đ ố i lưu

m ạn h tro n g đ ại d ư ơ n g m ag m a, g ra d ie n t đ ịa n h iệt

cua p h ẩn rắn và p h ẩ n lòng sẽ d ố c h ơ n n h iể u so với

th ô n g th ư ờ n g Vì vậy, q u á trìn h k ết tin h sẽ b ắ t đ ẩ u ờ

p h ần d ư ớ i trư ớ c rồi m ới đ ế n p h ầ n trên S ự m ấ t nh iệt

d iễn ra n h a n h ch ó n g d o q u á trìn h đ ố i lư u , vì vậy,

q uá trìn h kết tin h có th ê h o à n th à n h v ể cơ b a n sớm

hơn p h ẩ n d ư ớ i cở h à n g triệu n ă m M ặc d ù , q u á trìn h

kết tin h n ày có th ê tạo ra m a n ti trê n vớ i câ u trú c lớp,

hồn h ợ p giữ a các k h o án g v ậ t tích tụ c ù n g với các

hợ p p h ần lỏng còn só t lại có th ế h ìn h th à n h n ên

m anti trên với th à n h p h ầ n đ ổ n g n h ấ t

N ếu m ột đ ạ i d ư ơ n g m a g m a n h ư v ậ y tổ n tại thì

lớp vỏ n g u y ê n th ủ y củ a T rái Đâ't có th ê h ìn h th à n h

trên b ể m ặt cù a n ó [H.2] L ớp vỏ n à y có th à n h p h ầ n

chủ yếu là k o m atiit, có th ế n h a n h c h ó n g bị p h á vỡ và

tái tạo trong đại dương magma do cả quá trình đối

lư u m ạ n h m è và các y ế u tô' tác đ ộ n g lớ n trê n b ể m ặt

Trái Đât N ếu b ề m ặ t m a g m a tro n g m iệ n g n ú i lửa

hiện đ ạ i đ ư ợ c coi là m ô h ìn h ch o lớ p v ỏ A rk e i th ì m ô

h ìn h k iến tạo m à n g sê đ ư ợ c á p d ụ n g ch o lớ p vỏ cô

n ă m p h u trên đ ại d ư ơ n g m agm a Các d ãy núi hoạt

đ ộ n g , các đới h ú t chìm và các đ ứ t gày ch u y ên d ạ n g

c ủ n g là hệ q u a của h o ạt đ ộ n g m ag m a ờ n úi lưa

K ilauea tại H aw ai (D uffield, 1972)

Bất kê đại d ư ơ n g m ag m a có thự c sự tổn tại hay

k h ô n g , lớ p vò đ ẩ u tiên của Trái Đ ât có thê đ ư ợ c m ơ

rộ n g ra do sụ n ó n g chày m an ti trên d iện rộng

Thành phần của lớp vỏ nguyên thủy

Vân đ ể v ề th àn h p h ần của lớp vò n g u y ên th ủ y Trái Đ ất đà đ ư ợ c tiếp cận ban g nhiều cách và n h iều

m ô hình khác nhau Cách tiếp cận trự c tiếp n h â t là

d ự a trên các th àn h p h ẩn còn sót lại của lớp vỏ n g u y ên

th u y , tu y n h iên các d âu vết còn sót lại rất ít N goài ra,

th à n h p h ầ n của lớp vỏ n g u y ên th ủ y còn có th ế đư ợ c

su y lu ận từ các d âu vết đ ư ợ c b ào tổn tro n g lớp vỏ cô

tu ổ i Arkei T uy nhiên, đặc điếm cua các loại đá đư ợ c

b ào tổn tro n g lớp vò A rkei cũng không th ế đại d iện cho to àn bộ ỉớp vỏ cố N h ữ n g loại đá cô n h ất đư ợ c

b iết đôn ờ đai đá phiến lục có tuổi kho án g 3,8 ti năm ,

g ồ m có đá núi lừa (mafic, kom atiit, felsic), thạch anh, các th à n h hệ sắt, carbonat và đ á sét T heo m ột cách tiếp cận khác, Trái Đ ât và M ặt T răng đ ư ợ c già đ ịn h

rằ n g đ ã trải q ua n h ừ n g giai đ o ạn p h á t triến tư ơ n g tự

n h a u và vì vậy, m u ố n xác đ ịn h th àn h p h ẩ n của lớp vỏ

n g u y ê n thủy, ta có thê d ự a vào đ ặc điểm của lóp vỏ

M ặt T răng, nơi m à n h ữ n g d â u tích có tính n g u y ên

th ủ y v ẫn đ ư ợ c bảo tổn Các m ô h ìn h địa hóa đ ư ợ c xây

d ự n g d ự a trên sự cân bằn g giữa n ó n g chảy- kết tinh

và g ra d ie n t đ ịa nhiệt giảm theo thời gian cũng đư ợ c xây d ự n g đ ể xác đ ịn h th àn h p h ầ n của lớp vỏ thạch

q u y ể n Trái Đ ất tro n g quá k h ứ địa chất Các m ô h ìn h

th ư ờ n g đ ư ợ c sử d ụ n g là: m ô h ìn h Felsic, m ô h ìn h

A northosit, m ô h ìn h K om atiit - Basalt

H ìn h 1 S ơ đ ồ p h â n b ố c á c đ á cồ c ủ a Trái Đ ất (Kent c C ondie, 2005).

1118 BÁCH K HO A T H Ư Đ ỊA C HÁT

H ình 2 Mô hình thành tạo lớp vỏ (có khả nàng là vỏ komatiit)

trên bề mặt đại dương magma (Kent Condie 1988).

Nguồn gốc của lớp vỏ Trái Đắt

Vỏ đ ạ i d ư o n g

N ếu q u á trìn h m ất các n g u y ê n tố khí d iê n ra với

tốc đ ộ n h a n h trên T rái Đ ất tro n g 50 triệ u n ă m đ ầu

tiên sau khi bối tụ, th eo các tài liệu đ ổ n g vị Xe, các

đ ại d ư ơ n g sẽ h ìn h th à n h râ't sớm tro n g lịch s ử địa

chât Sự n ó n g chảy m anti trên d iệ n rộ n g tạ o th à n h

m ag m a đ ã d ẫ n đ ến s ự h ìn h th à n h lớ p vỏ đ ầ u tiê n có

th à n h p h ầ n chủ yếu có th ê là k o m atiit L ớ p v ỏ n ày

b ắt đ ẩ u h ìn h th à n h tro n g giai đ o ạ n c u ố i củ a q u á

trìn h bổi tụ và trớ th à n h lớ p vỏ đ ại d ư ơ n g đ ẩ u tiên

Lớp vỏ đ ư ợ c sinh ra ở các số n g n ú i đ ại d ư ơ n g g iố n g

n h ư lớp vỏ đ ại d ư ơ n g h iện đại D o n h iệ t lư ợ n g ở

m an ti trên lớn, tro n g thờ i kỳ A rkei, lớ p v ỏ đ ạ i d ư ơ n g

có th ể h ìn h th à n h n h a n h h ơ n từ 4 đ ế n 6 lần so với

n g ày nay N ếu lư ợ n g n h iệ t d ư th ừ a m ấ t đ i ch u yếu

là d o hệ th ố n g các số n g n ú i d ài hơn, k h ô n g p h ả i do

tách g iãn đ á y đ ại d ư ơ n g n h a n h hơn, thì tố c đ ộ h ìn h

th à n h vỏ có th ể tư ơ n g đ ư ơ n g với n g ày n a v T ro n g cả

hai trư ờ n g hợp, thạch q u y ể n đ ại d ư ơ n g v à v ỏ sẽ

đ ư ợ c tái tạo và chìm tro n g m anti với n h iề u h ìn h

d ạ n g khác n h a u ở các đới h ú t chim Ví d ụ , n ế u m ô

h ìn h kiến tạo m àn g của các hổ d u n g n h a m

(D uffield, 1972) g ần với m ô h ìn h kiến tạ o m ả n g thời

kì A rkei h ơ n là m ô h ìn h h iện đại, hai m ả n g đ ể u có

th ê bị h ú t chìm C ác tác đ ộ n g b ề m ặ t sẽ g ó p p h ẩ n

v ào việc tái tạo m ảng

N ếu k o m atiit lả th à n h p h ẩ n q u a n trọ n g củ a lớp

vỏ đại d ư ơ n g đ ầ u tiên, c h ú n g sê g ây ra s ự tư ơ n g

p h à n v ể tỷ trọng, kết q u à là các m á n g b ắ t đ ẩ u

lú n chìm L ớp vỏ k o m atiit với tý trọ n g lớn h ơ n p h ẩ n

m anti trên sè x u ât hiện và bị chim x u ố n g (N isb et an d

Fow ler, 1983).Vì vậy, các th à n h p h ầ n k o m a tiit có th ế

là n g u ổ n đ ộ n g lực ch ín h cho s ự khơi đ ẩ u cù a kiến

tạo m an g Trái Đât

Vỏ lụ c đ ịa

Đê giải thích vê v ân đ ê n g u ổ n g ốc và s ự h ìn h

th à n h các lục địa, có hai yếu tố cẩn đ ư ợ c lư u ý:

(1) T ro n g hệ M ặt Trời, T rái Đ ât là h à n h tin h có lớ p

vỏ thạch q u y ê n d u y n h â t với lư ợ n g n ư ớ c rất lớn; (2) Trái Đ ất có th ê là h à n h tin h d u y n h ấ t có các h o ạ t

đ ộ n g kiến tạo m ản g xảy ra n h iề u lẩn

Lớp vò lục đ ịa cô n h â t còn đ ư ợ c b ả o tổn đ ế n

n g ày n ay d ư ớ i d ạ n g các tin h th ạch học có d iện tích

n h ỏ với k h o a n g tuổi từ 3,5 - 3,9 tỵ n ăm Các tin h

th ạch học n h ư vậy th ư ờ n g có kích th ư ớ c n h o h ơ n 500km , tiêu biếu là đ ịa k h u A m itso q ờ Tây N am

G reen lan d , có n h ữ n g tìn h có kích th ư ớ c lớ n h ơ n n h ư tin h thạch học Pilbara ở T ây ú c N h ữ n g n g h iê n cứ u

v ể đ ổ n g vị N d và cặp đ ổ n g vị U -Pb đ à chi ra ra n g kích th ư ớ c cua các tin h n à y có th ế k h ô n g lớn h ơ n

h iện tại, và n h ù n g v ù n g đ ịa k h u A rkei lân cận cù n g

đ ư ợ c sát n h ậ p với n h a u làm tă n g chu vi lên sau 3,5 tý năm T h àn h p h ẩ n th ạ c h h ọc của các đ á tạo n ên

lớ p vò tu ổ i A rkei sớ m c h u y ếu là felsic g n eis (có

th à n h p h ẩn là to n alit đ ế n g ra n o d io rit) có ch ứ a tàn tích của các đá trên b ể m ặ t đ ã trải q u a ít n h ấ t là hai giai đ o ạn kiến tạo L ớp vò cô n h â t đ ư ợ c ghi n h ậ n

h iện n ay n ằm ở v ù n g E n d e rb y n a m cự c có tuổi 3,9 tỷ

n ăm , và v ù n g địa khu ở T ây N am G re e n la n d có tuổi 3,8 tỷ n ăm (M oorbath, 1986; Black, 1986) Sự tổn tại cùa các m àn h v ụ n zirco n tro n g trầ m tích A rkei sớm

có ch ứ a các n g u y ê n tố Ư v à P b đ ã cho p h é p xác đ ịn h

tu ổ i của các h ạt zirco n tro n g trầm tích này v ào

k h o ả n g 4 - 4,2 tỳ n ăm (F ro u d e , 1983).T uy n h iên ,

n h ữ n g n g h iê n cứu n h ư v ậy v ẫ n k h ô n g ch ứ n g m in h

đ ư ợ c sự tổn tại cua lớp v ỏ lụ c đ ịa cô hơn

M ột v ấ n đ ể c h ư a đ ư ợ c là m sá n g tỏ v ế n g u ồ n gốc cua vò lục đ ịa tu ổ i A rkei là th à n h p h ẩ n của to n a lit và

g ra n o d io rit tuổi A rkei C ác đ á n à y có đ ặ c đ iểm g iố n g với các loại đ á có tuổi s a u A rkei ở s ự p h â n b ô các

n g u y ê n tố k h ô n g tư ơ n g th íc h và đ ặc b iệt là sự x u ấ t

h iện b ât th ư ờ n g cua cặ p T a -N b tro n g m a n ti n g u y ê n

th ủ y [H.3] Các tài liệu th ự c n g h iệ m đ à củ n g cô th êm

về n g u ồ n gốc của to n alit A rkei b a n g cách chi ra sự

n ó n g chảy m ộ t p h ẩ n củ a a m p h ib o lit và eclogit theo

th ứ tụ g iàm d ẩ n với m ộ t lư ợ n g n ư ớ c đ á n g kể N ói cách khác, sự x u ât hiện cu a felsic m a g m a sau A rkei

là sản p h ẩ m của basalt k ế t tin h p h â n đ o ạ n d ư ớ i đ iề u kiện m ôi trư ờ n g khô tư ơ n g ứ n g Q u á trìn h h ìn h

th à n h vò lục đ ịa A rkei đ ò i h ò i p hải có s ự h ú t chìm xảy ra với m ộ t lư ợ n g lớ n b a sa lt n g ậ m nư ớ c hoặc

k o m a tiit c ù n g m ộ t lư ợ n g n ư ớ c đ u lá n n h â t đ ịn h Do

đó, s ự v ắn g m ặt của lớ p vò lụ c địa ờ các h àn h tinh

k hác có th ể p h a n án h h iệ n trạ n g ít n ư ớ c và k h ô n g xảy ra các h o ạt đ ộ n g k iến tạ o m án g , n g o ại trừ sao Kim L ớp vỏ thạch q u y ê n đ ẩ u tiê n có k há n ăn g đ ư ợ c

h ìn h th à n h ờ các đới h ú t chim khi n h iệ t độ giam

x u ố n g đ ế n m ứ c lớp vo b a s a lt bị n ó n g chay, p h â n dị

và tạo n ên m ag m a felsic C ác đ á g ra n it th ậ t sự k h ô n g

x u â t h iện tro n g lịch s ử đ ịa c h â t trư ớ c 3 tý năm , và

cũ n g không đ ư ợ c cho là có vai trò q u a n trọ n g cho đến thời gian khoảng 2,6 tỷ n ăm C ác tài liệu đ ịa hóa và thự c n ghiệm đ ã chi ra rằn g , đ á g ran it đ ư ợ c hình th àn h

d o sự n óng chảy m ột p h ẩ n và kết tinh p h ân đ o ạn

KIẾN TẠO VÀ ĐỊA ĐỘNG Lực 1119

cùa tonalit (C ondie, 1986) C ác kết q uả nghiên cứ u địa

hỏa, địa chất đ ổ n g vị cho th ây lớ p vò lục địa đ ẩu tiên

gồm 4 loại đá chính, đ ó là kom atiit, basalt, tonalit và

g ran it đ ư ợ c liệt kê th e o th ú tự xu ất hiện tro n g Arkei

C ác mòi qu an h ệ g iũ a g ra n it và đá phiến lục trong

Arkei củ n g chi ra thú tụ xuâ't hiện cua chúng Đá

kom atiit và basalt tu ổ i A rkei sớ m có thê đư ợ c thành

tạo ơ các sống n ú i đ ạ i đ ư a n g và basalt ờ các đới h ú t

chim Các đá n ày n g ậm n ư ớ c d o p h an ứ n g với nước

đại d ư ơ n g và khi m an ti n g u ộ i lạnh bên d ư ớ i các đới

h ú t chìm , c h ú n g lại n ó n g chay m ột p h ần đ ế tạo nên

tonalit Sau đó, to n alit n ó n g cháy m ột p h ẩ n và kết tinh

p h ân đ o ạn đ ể tạ o th à n h g ran it

H ìn h 3 Dị thường T a-N b trong c á c đ á tonalit tuổi Arkei

(K ent C o n d ie, 1988).

Các n g h iên c ứ u v ề đ ịa h ìn h đ áy b iển hiện đ ại đả

chi ra rằ n g đ ộ sâu các đ ạ i d ư ơ n g có th ế tín h b ằn g căn

bậc hai tuổi củ a lớ p vò đ ạ i d ư ơ n g Ở thời kỳ A rkei,

khi các m an g n h ỏ h ơ n và có khả n ă n g bị h ú t chìm

sớm h ơ n n g ày nay , đ ộ s â u đ á y b iến sẽ n h ỏ hơ n ngày

nay , và với m ộ t lư ợ n g n ư ớ c b iển tư ơ n g đ ư ơ n g thì

các lục địa A rkei sẽ bị n g ậ p n ư ớ c n h iểu h ơ n so với

h iện tại Sụ th iế u h ụ t trầ m tích tro n g A rkei cũ n g p h ù

h ợ p với các n g h iê n c ứ u này

Quá trình tă n g t r ư ở n g c ủ a v ỏ Trái Đất

R ât n h iều cơ c h ế k h á c n h a u đ ã đ ư ợ c đ ư a ra đ ế

giai thích cho s ự p h á t triể n v à tăn g trư ờ n g của lớp vò

T rái Đât v ỏ T rái Đ ât có th ể p h á t triến theo p h ư ơ n g

th ứ c bô su n g các v ậ t liệu m ớ i từ m an ti, hoặc là tái bô

su n g các vật liệu từ vo đ ư ợ c tái tạo tro n g m an ti và

p h â n b ố lại các loại đâ't đ á trê n b ể m ặt b ằ n g các q u á

trin h trầm tích và k iến tạ o [H.4] T uy n hiên, q uá

trìn h p h á t triến vỏ th ự c s ự chi xảy ra sự bô su n g các

v ậ t liệu mới c h u a trả i q u a q u á trìn h tái tạo từ m anti

v ào vò Đ ê p h â n b iệ t các loại đ á mới và các loại đ á đà

trai q ua q uá trin h tái tạo, các n hà k h o a học th ư ờ n g

su d ụ n g hệ th ố n g các n g u y ê n tố đ ổ n g vị n h ư Sr, Pb

v à N d Cơ c h ế c h ín h củ a s ụ p h á t triển và tăng

trư ở n g lớ p vo là q u á trin h b ô su n g m agm a, s ự va

ch ạm và găn kết củ a các loại đ á tro n g lớ p vỏ, sự kết

h ợ p g iữ a các vi lục đ ịa và các cu n g đ ả o va chạm vào

n h a u , sụ b ô su n g và tích tụ trẩm tích ơ các rìa lục

đ ịa Khi các vật liệu ơ lục đ ịa bị bào m òn, c h ú n g tích

tụ ở các th ềm , sư ờ n lục đ ịa và o các b ổ n trũ n g đ ại

d ư ơ n g g ầ n rìa lục địa Các lớp trầm tích d à y có thê

c ù n g đ ư ợ c h ìn h th à n h th eo cách này Sụ chôn vùi các

v ậ t liệu đ ã d ẫ n tới q u á trìn h biến chất và có thê cá s ự

n ó n g ch ay m ột p h ân , kết q u ả là d â n tới sự tăn g

tr ư ờ n g p h á t triến cua các lục địa Vai trò q u a n trọ n g

củ a c o c h ế tăn g trư ờ n g tro n g các thời kỳ đ ịa chất rât

k h ỏ đ ể đ á n h giá vì các rìa lục địa cô đ ại đã đ ư ợ c tái

tạ o m ạ n h m ẽ tro n g giai đ o ạ n biến d ạ n g m u ộ n h a n

v ề sa u T u y nhiên, c h ú n g có th ê có vai trò q u a n trọ n g

đ ố i vớ i các khu vự c vò cô tiền C am bri, nơi có các

b ằ n g c h ứ n g v ề sụ n ân g trồi và b ào m òn k h o an g

15 đ ế n 30km

Sự bổ sun g magma

M a g m a từ m an ti có thê đ ư ợ c bô su n g v ào lớp vỏ

và th ạ c h q u y ể n từ bên d ư ớ i m ản g và p h ú chổng lên các đ á n ú i lửa P h ư ơ n g th ứ c n ày có th ê xảy ra ờ

n h iề u m ôi trư ờ n g kiến tạo khác n h au N h ữ n g k h u

v ự c tiế p xúc với p h ẩ n vỏ b ên dư ớ i, ch ăn g h ạ n n h u

k h u v ự c Ivrea ở Italy, đ ã cho th ây rất n h iều loại đ á

g ra n u lit m afic chính là g a b ro xâm n h ập , và q u á trìn h

b ô s u n g m ag m a m afic v ào lớp vỏ lục đ ịa bên d ư ớ i có

th ê có v ai trò q u a n trọng

Q u á trin h tăn g trư ở n g , p h á t triển cùa các lục đ ịa

v à các c u n g đ ảo d iên ra th eo p h ư ơ n g th ứ c bô su n g

m a g m a tử các m àn g thạch q u y ể n b ên dư ớ i, và các

lụ c đ ịa c ù n g các đ ả o đ ại d ư ơ n g d à y lên do sự bô

s u n g m a g m a từ các ch ù m m anti Các n g h iên cứ u v ể các k h u vự c lộ đ á A rkei đ ã cho th ây rằn g lớp vỏ cổ

d à y lên d o sự va chạm , g ắn k ết và p h u ch ổ n g của các

đ á đ ạ i d ư ơ n g và lục địa Sự h òa trộn các loại đá n ày

là d o tác đ ộ n g cùa lực n én ép theo p h ư ơ n g n g a n g xảy ra k hi các cu n g đ ả o và các lục đ ịa va chạm n h au

Sụ p h á t triên cua vỏ d iên ra khi m ột cu n g đ ả o va

c h ạm và trơ th à n h m ột p h ẩ n của m ột cu n g đ ả o khác

h a v m ộ t vi ỉục đ ịa khác tro n g q u á trìn h đới h ú t chim

d i c h u y ê n ra p h ía biển

M ộ t cơ c h ế q u a n trọ n g tro n g sự p h á t triển, tăn g

trư ơ n g lụ c địa tro n g P h an ero zo i là sự bổi tụ các

đ ịa k h u H ầu h ết các đ ai tạo n úi ở C o rd illeran và

Sự bồi tụ

Cơ chế phát triển vỏ (Kent c Condie, 2005) Lục đìa

H ìn h 4.

1120 BÁCH K H O A T H Ư Đ ỊA C H Á T

A p p a la c h ia n ớ Bắc M ỹ đ ư ợ c h ìn h th à n h do sự p há

vở và g ắn kê't va chạm củ a các c u n g đảo , ờ vị trí ran h

giới các m a n g hội tụ h oặc dọc theo các đ ứ t gãy

ch u y ến d ạn g Q u á trìn h va chạm tư ơ n g tự cũ n g xảy

ra và có vai trò q u a n trọ n g tro n g thời kỳ tiền C am bri

N h ư vậy, s ự va chạm của các c u n g đ ả o và các vi lục

đ ịa là ca c h ế q u a n trọ n g nhâ't của q u á trin h p h á t

triển, tiến hóa vò lục địa

Tài liệu tham khảo

H a rsh K G u p ta (Edit), 2011 E n cy clo p ed ia of Solid Earth

G e o p h y sics Springer 1578 pgs.

K ent c C ondie., 2005 E arth as an e v o lv in g p lan e tary

sy stem Elsevier 463 pgs.

K en t C o n d ie., 1988 P late T ecto n ics & C ru sta l E volution

Pergamon Press 383 pgs.