日，中國海洋大學(xué)深海圈層與地球系統(tǒng)前沿科學(xué)中心、海底科學(xué)與探測技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、海洋地球科學(xué)學(xué)院李三忠教授團(tuán)隊(duì)及國際合作者在Nature旗下刊物CommunicationsEarth&Environment（《通訊·地球與環(huán)境》）發(fā)表了題為“I-typeandS-typegranitesintheEarth’searliestcontinentalcrust”（地球最早的地殼上的I型和S型花崗巖）的成果。論文第一作者為鐘世華副教授，李三忠教授和鐘世華副教授為共同通訊作者。

由于缺乏巖石記錄，40億年前的地球歷史一直充滿爭議。當(dāng)前，對早期地殼研究的認(rèn)識大都來源于澳大利亞西部JackHills地區(qū)44-33億年的碎屑鋯石。如何確定這些碎屑鋯石的源巖類型是目前國際研究的熱點(diǎn)，不但可以約束早期地球陸殼組成和構(gòu)造體制，同時(shí)對認(rèn)識早期地球宜居性也具有重要意義。然而，盡管經(jīng)歷了長達(dá)20多年研究，這一問題仍舊爭論不休，存在巨大的分歧。早期主流觀點(diǎn)認(rèn)為這些碎屑鋯石來源于鎂鐵質(zhì)熔體或隕石撞擊產(chǎn)生的熔體，但后來人們發(fā)現(xiàn)這些成因很難解釋JackHills鋯石的許多成分特征，因此這些觀點(diǎn)逐漸被遺棄?？紤]到40-25億年的太古宙時(shí)期，整個陸殼以TTG成分為主，許多學(xué)者堅(jiān)信40億年前出現(xiàn)的最早陸殼長英質(zhì)巖石應(yīng)當(dāng)也是TTG，因此認(rèn)為JackHills地區(qū)的碎屑鋯石來源于TTG巖石。不過，來自美國的一批學(xué)者通過長期對JackHills碎屑鋯石中包裹體類型和成分的研究，提出它們可能來源于I型和S型花崗巖。雖然TTG、I型花崗巖和S型花崗巖均屬于長英質(zhì)巖類，但它們代表截然不同的構(gòu)造環(huán)境，這使早期地球構(gòu)造體制之爭仍在繼續(xù)。

基于以上科學(xué)問題，本研究團(tuán)隊(duì)在國際上首次運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析和人工智能手段，開展JackHills鋯石源巖類型研究。研究團(tuán)隊(duì)利用機(jī)器學(xué)習(xí)手段，首先建立了能夠識別I型、S型和TTG成因鋯石的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，然后運(yùn)用該機(jī)器學(xué)習(xí)方法對JackHills鋯石進(jìn)行分類。研究結(jié)果顯示，盡管一些JackHills鋯石的確可能來源于TTG巖石，但是大部分（高達(dá)70%）被識別為I型和S型成因鋯石。考慮到I型和S型巖石通常出現(xiàn)于現(xiàn)今地球的匯聚板塊邊緣，JackHills地區(qū)保留的大量I型和S型成因鋯石記錄很難被垂向運(yùn)動的“停滯蓋層”體制解釋；相反，研究結(jié)果支持“類似現(xiàn)今板塊構(gòu)造的活動蓋層體制在40億年前就已啟動”。

李三忠教授領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)長期從事海洋地質(zhì)學(xué)、前寒武紀(jì)地質(zhì)與構(gòu)造地質(zhì)學(xué)研究，本次發(fā)表的研究成果是該團(tuán)隊(duì)在前寒武紀(jì)地質(zhì)領(lǐng)域取得的又一重要研究進(jìn)展。該論文由中國海洋大學(xué)、莫納什大學(xué)、英國自然歷史博物館等單位的相關(guān)學(xué)者合作完成。

李三忠教授于2013年獲國家杰出青年基金資助，2017年入選國家百千萬人才工程，2021年獲李四光地質(zhì)科學(xué)獎研究獎，多次入選科睿唯安全球高被引學(xué)者，曾任多個國際地學(xué)權(quán)威刊物的主編或副主編。

通訊員：鐘世華丁文雁