大陆地壳是人类赖以生存的家园,也是地球区别于其他星球的重要特征。了解古老大陆地壳的成熟和稳定过程,可以帮助我们认识地球的形成历史,探寻地球的物质资源,以及找寻地外的宜居星球。但是想要研究古老大陆地壳是十分困难的,不仅因为完整的太古宙地壳剖面极难留存,也缺乏行之有效的技术手段。为了探寻古老大陆地壳结构稳定的特点和化学成分演化的特征,本文选取了扬子克拉通太古宙、古元古代的岩石为研究对象。扬子克拉通陆核的崆岭杂岩,位于该克拉通的北缘,也是扬子最具规模的太古宙、古元古代岩石出露区。我们以崆岭杂岩中的古元古代岩浆岩为切入点,包括A型花岗岩和基性岩脉,通过分析它们的源区、地壳捕虏体和浅部地壳围岩,来复原与之相关的太古宙大陆地壳的组成。研究发现地壳深部的源区、捕虏体岩石和浅部围岩都属于古老大陆地壳岩石,而它们位于地壳的不同层位,这些新发现的信息能够揭示大陆地壳垂向演化的规律。我们选择了代表性的古元古代岩浆岩和太古宙TTG岩石样品,进行了岩石学、矿物学、地球化学、包裹体的晶体物理学等分析,试图探索扬子克拉通内太古宙大陆地壳的垂向结构和成分演化的规律。针对这些科学问题,本研究的主体目标是:（1）了解扬子北缘崆岭古元古代岩浆岩的成因,具体包括其中的A型花岗岩及基性岩脉;（2）反演识别出A型花岗岩的源区,并且调查源区的岩石属性;（3）调查基性岩脉与其中包含的大陆地壳捕虏体之间的同化混染和壳幔相互作用;（4）探索A型花岗岩、基性岩脉与它们的源区岩石、捕虏体岩石和围岩之间的联系;（5）约束并对比不同古老大陆地壳岩石在地壳层位上的差异;（6）揭示扬子克拉通太古宙大陆地壳化学成分随时间的演化趋势。基于以上目标,我们的研究获得了以下基本认识:（1）扬子克拉通北缘的古元古代时期（～1.84-1.82 Ga）,存在连续的A型花岗岩岩浆的侵入,包括粗粒花岗岩和花岗斑岩。锆石SHRIMP方法的U-Pb定年显示出花岗斑岩的侵位年龄在1840±17 Ma,而粗粒花岗岩的年龄为1821±8 Ma。其中花岗斑岩包含钾长石（～15%）、石英（～5%）、斜长石（～4%）和少量石榴子石（～1%）斑晶,基质主要是钾长石、斜长石、石英和黑云母的微晶组成（占全岩约～75%）。粗粒花岗岩以岩体形式产出,包含有钾长石（～60%）、石英（～30%）、黑云母（～5%）和斜长石（～5%）组成。花岗斑岩和粗粒花岗岩都具有类似于A型花岗岩的化学组成,分别显示出高的SiO2含量（69.2–71.5wt%、72.6–74.5 wt%）,高的Fe2O3T/Mg O（21.5～27.7、5.9～19.5）、104*Ga/Al比值（3.6～4.3、2.7～3.5）,并且富集高场强元素（HFSEs、Th、U、Pb、Ga）。花岗斑岩也具有更高的微量元素含量和锆饱和温度（平均892℃）,比粗粒花岗岩的温度高（平均803℃）。两种岩石的岩浆锆石的εHf（t）值分别是-17.6～-11.7和-21.0～-14.8,对应的二阶段Hf模式年龄分别为3.6～3.3 Ga和3.8～3.4 Ga,均落入到崆岭2.9～2.8 Ga TTG岩类的同位素演化趋势中。微量元素模拟的示踪表明,两种A型花岗岩的源区仅可能是崆岭地区地表出露的英云闪长岩。即,崆岭～1.84-1.82 Ga的A型花岗岩都是由先存的～2.9-2.8 Ga的太古宙英云闪长质地壳经过深熔作用再造形成。它们的形成反映出扬子克拉通在古元古代时期处于持续拉张的构造环境。（2）扬子克拉通崆岭杂岩内野马洞地区出露的基性岩脉,包含深部古老大陆地壳TTG岩石的捕虏体。基性岩脉为辉绿岩,由斜长石（～45%）和呈辉石假象的角闪石（～55%）组成。靠近捕虏体的基性岩脉区域,可见极少量的石英斑晶（<1%）。相较于远离捕虏体的基性岩脉样品而言（SiO2:49.06–49.14 wt%、P2O5:0.15–0.16 wt%、Ca O:9.23–9.32 wt%、Mn O:0.19–0.20 wt%、K2O:2.25–2.28 wt%）,临近捕虏体的基性岩脉显示出较高的SiO2（49.79–54.30 wt%）、P2O5（0.23–0.30wt%）和较低的Ca O（6.63–8.22 wt%）、MnO（0.14–0.17 wt%）、K2O（1.02–1.99wt%）含量。靠近捕虏体的基性岩脉样品具有更高的Th（2.7–5.7 ppm）、U（0.39–0.84 ppm）、Zr（111–200 ppm）、Hf（3.2–5.1 ppm）元素含量,具有更强的负Eu异常（δEu=0.78–0.95）和更高的La N/Yb N比值（7.31–9.98）,与远离捕虏体的基性岩脉样品有明显差别（Th=0.9、U=0.22–0.27、Zr=64–66、Hf=2.1 ppm,δEu=0.92–0.96,La N/Yb N=3.33–3.53）。远离捕虏体的基性岩还显示出最原始的εNd（t）值（-1.2）,比靠近捕虏体的基性岩脉样品（-8.5～-6.7）更接近于地幔的Nd同位素特征。岩相学观察、全岩地球化学特征,结合Nd同位素的EC-AFC模拟,我们发现基性岩浆受到捕虏体的强烈混染,代表此时期的壳幔相互作用。（3）野马洞地区的辉绿岩脉中的锆石仅发育在靠近捕虏体的基性岩部分。这些锆石的激光U-Pb定年结果为2009±17 Ma（n=34,MSWD=1.2）。此外,还发现有一颗太古宙的继承锆石存在（2890±31 Ma）。锆石的Lu-Hf同位素示踪显示,2.0 Ga的锆石的εHf（t）的值在-19.0至-10.3之间,在球粒陨石演化线以下,体现出典型的地壳同位素特征。并且这些锆石的Hf同位素演化趋势与崆岭2.9 Ga的TTG岩石十分接近,仅略高于后者的εHf（t）值。而这与崆岭同期的古元古代基性岩有着显著的差别,其他基性岩脉中的锆石均显示出地幔来源的锆石Hf同位素特征。结合研究区的基性岩浆同化混染其捕虏体的证据,我们认为这些古元古代锆石同样形成于壳幔相互作用过程,且存在两种可能的成因。第一种是这些2.0 Ga的锆石是先存的深部地壳结晶岩石中所包含的锆石,属于基性岩浆在上侵过程中直接捕获的锆石捕虏晶。这种情形下,这些锆石记录的是崆岭TTG岩石发生深熔作用和区域上高级变质作用的时间,也意味着基性岩浆就位晚于2.0 Ga。另一种则是因为基性岩浆同化混染了酸性大陆地壳中的～2.9Ga TTG捕虏体,使得岩浆中Zr、Si含量大幅上升而造成基性岩浆中锆石的饱和而结晶析出,同时继承了捕虏体的锆石Hf同位素信号。此时,锆石年龄代表了基性岩浆发生地壳混染的时间和基性岩浆的侵位时间。结合基性岩浆与捕虏体之间的同化混染证据,后者是更可能的机制。因此,我们研究的基性岩脉中～2.0Ga锆石是地壳混染的结果,限定了基性岩浆侵位时间的下限。本研究的特色和创新点在于,基于对崆岭杂岩中的A型花岗岩和基性岩脉的基础研究,我们分别发现这两类古元古代岩石与深部的太古宙大陆地壳岩石之间存在更深层的联系。进一步的研究聚焦于两种古元古代岩石的深部源区、捕虏体和它们的浅层地壳围岩。这些古老大陆地壳中常见的TTG类岩石分布于大陆地壳的不同层位,启发我们去探索扬子克拉通太古宙时期的垂向地壳结构:（1）扬子克拉通古元古代A型花岗岩的源区物质是深部地壳的2.9～2.8 Ga英云闪长岩。我们对崆岭广泛出露的TTG类岩石进行了多元素、完整的微量元素模拟,并且分别使用了主量元素模拟和实验岩石学的结果估计了残余矿物相。我们发现,这些A型花岗岩的源区岩石微量元素特征非常接近于崆岭地表出露的～2.94 Ga的英云闪长岩。这和锆石Hf同位素示踪结果也高度相符。同时,野外地质调查发现～1.84 Ga的花岗斑岩脉体侵入的浅部地壳岩石是～2.87 Ga的花岗质片麻岩。这意味着,从深部较老的源区岩石向上到浅层稍晚的围岩,大陆地壳的组成发生了转变。这充分说明扬子克拉通陆核的太古宙大陆地壳具有成分分层的特性,即从深部较老的英云闪长岩向上逐渐演化为较晚的富钾花岗岩类。这是首个扬子克拉通大陆地壳逐渐向浅部地壳层位分异的证据。（2）崆岭杂岩内野马洞基性岩脉中,携带了深部地壳的TTG捕虏体岩石,同时侵入于浅层的TTG围岩。其中TTG捕虏体和围岩都属于典型的奥长花岗岩,均具有高的SiO2（65.02–70.70 wt%）、Na2O（4.79–5.92 wt%）、Al2O3（15.07–16.92 wt%）含量。相比于围岩（K2O/Na2O=0.24–0.25,Fe2O3T=1.65–1.85,Mg O=0.68–0.80）,其中捕虏体具有稍高的K2O/Na2O（0.29–0.60）比值和较高的Fe2O3T（1.85–2.89）、Mg O（0.68–1.69）含量。它们具有相似的微量元素组成,如Nb-Ta-Ti负异常和轻稀土富集的特点。捕虏体和围岩中的锆石U-Pb年龄分别为2893±18、2869±21 Ma,176Hf/177Hf同位素比值在0.280782-0.280904、0.280821-0.280998之内,εHf（t）值范围分别在-6.2～-1.3、-5.9～-2.3之间。捕虏体中的锆石Ti温度比围岩锆石的温度稍高,分别是803±65℃和761±51℃。因此基性岩脉的捕虏体和围岩都是属于相同的～2.9 Ga奥长花岗岩。而野外的岩石包裹和侵入接触关系则暗示着两种岩石来源于地壳的不同深度位置。（3）为了验证捕虏体和围岩是否位于大陆地壳的不同层位,我们开创性地探索了锆石寄主矿物中包裹体的残余压力。我们选择了锆石中埋藏深度较深、远离裂隙和矿物表面、封闭性较好的磷灰石包裹体。两种岩石的化学成分和锆石同位素组成近乎一致,它们的磷灰石都属于高度相似的氟磷灰石晶体,观察到的包裹体都具有随机定向性,并且锆石寄主矿物的Ti温度十分接近。结果显示,虽然扬子陆核基性岩脉的捕虏体和围岩都是成分相似的～2.9 Ga奥长花岗岩,但二者之间锆石中的磷灰石包裹体记录的残余压力具有系统性差异,分别介于-0.60～-0.49 GPa和-0.79～-0.64 GPa之间。这暗示了两种同时期、同成分的奥长花岗岩在～2.9 Ga时,分别位于古老大陆地壳的深部和浅部位置,即两种岩石已经具有可以识别的深度差异。据此,我们首次提出扬子克拉通局部地区在中太古代时期,就已经形成了可识别的、相当厚度的奥长花岗质大陆地壳,这为后续的大陆地壳演化提供了不可或缺的物质基础。（4）除了上述垂向结构的演化外,我们还对扬子克拉通不同地区广泛分布的太古宙大陆地壳岩石进行全面调查。研究发现,在2.9 Ga之前克拉通大陆地壳主体部分（>78%）都是奥长花岗岩。而在此之后,大陆地壳成分逐渐向花岗质岩石转变（>34%）。结合我们在扬子陆核崆岭地区的研究,以及扬子克拉通大陆地壳岩石的平均Na2O/K2O比值降低的特点,我们提出:在中、新太古代之交,扬子克拉通的大陆地壳成分从较厚的钠质奥长花岗岩,向着地壳浅部位置逐渐分异成更接近于现代大陆地壳成分的花岗质岩石组成。这一趋势表明扬子克拉通太古宙大陆地壳的成分成熟度逐渐提高,化学性质逐步达到稳定的特点。以上,通过对扬子克拉通陆核的古元古代岩浆岩和与之相关联的太古宙大陆地壳岩石的全面研究,我们发现古老大陆地壳岩石的时代差异、化学物质组成的细微变化,以及在地壳不同层位的分布特征,能够给地球早期的大陆地壳演化提供全新的研究思路。同时,我们探索性地提出了扬子克拉通陆核大陆地壳岩石的时空分布规律,本文的创新发现标志着扬子克拉通太古宙大陆地壳化学成分的成熟和垂向结构上的稳定。