В Северо-Китайском кратоне — одном из древнейших и самых сложных по структуре континентальных блоков — сохранились ключевые свидетельства перехода от архейских к протерозойским геодинамическим процессам.

Особый интерес представляет комплекс Утай в пределах Транс-Северо-Китайского орогена, где запечатлена эволюция земной коры с неоархея до палеопротерозоя.

До сих пор большинство исследований касались гранитоидов и TTG-ассоциаций, а вот мафические породы оставались в тени. А ведь именно они помогают понять, как взаимодействовали мантия и кора, какие процессы шли в глубинах Земли и как зарождалась тектоника плит.

Группа ученых под руководством Зубаира Раджи Асима детально изучила мафические породы комплекса Утай, применив U-Pb датирование цирконов, геохимический анализ и изотопные методы. Они выделили два этапа магматизма:

• ~2,54 млрд лет назад — образование Nb-обогащенных габбро. Эти породы возникли из обедненной мантии, измененной расплавами субдуцированной океанической плиты. Их состав (высокие значения εNd (t) от +4,9 до +6,1, обогащение легкоподвижными элементами) указывает на субдукционную обстановку.
• ~2,08 млрд лет назад — формирование амфиболитов. Они появились при плавлении спинel-гранатового лерцолита с влиянием флюидов и осадочных расплавов. Их изотопные характеристики (εNd (t) +0,9…+1,2) и геохимия напоминают измененную мантию в условиях задугового бассейна.

Эти данные показывают, что ~2,5 млрд лет назад в регионе уже действовала субдукция, а к ~2,1 млрд лет началось растяжение литосферы. Это серьезный аргумент в пользу того, что тектоника плит зародилась еще в неоархее, а не позже, как считали некоторые исследователи.

Результаты опубликованы в издании Continent & Life Evolution.

Этот труд важен не только для теоретиков. Понимание древних тектонических процессов помогает:

• точнее интерпретировать распределение месторождений полезных ископаемых (например, связанных с субдукцией медно-порфировых или золоторудных);
• прогнозировать устойчивость древних кратонов к современным деформациям;
• корректировать модели эволюции ранней Земли, что важно для сравнения с другими планетами.

Хотя работа убедительна, остается вопрос: насколько репрезентативны данные по комплексу Утай для всего кратона? Локальные процессы могли искажать общую картину. Необходимы аналогичные исследования в других частях Транс-Северо-Китайского орогена.

Ранее ученые выяснили основную причину образования подводных каньонов.