大陆地壳的形成和演化是地球科学的根本议题，而超过70%的大陆地壳主体结构奠基于遥远的太古宙（距今25亿年以前）。因此，理解太古宙大陆地壳的结构和生长机制具有极为重要的意义。在大陆地壳的垂直结构中，下地壳（Lower Crust）作为大陆的“地基”，其物质和热力学性质是理解整个地壳演化的关键。然而，由于下地壳深埋地下，难以直接获取，它一直是研究中的难点和薄弱环节。

对于太古宙下地壳的性质，学界主要依赖于两种“证物”来推断：（1）地表出露的太古宙麻粒岩地体；（2）火山喷发携带的麻粒岩捕虏体。一方面，长期以来，太古宙麻粒岩地体被认为代表了整个太古宙下地壳。另一方面，克拉通地区的麻粒岩捕虏体由于普遍存在元古宙或显生宙锆石年龄，形成了一个长期占据主流的“太古宙后底侵模式”：即认为大陆克拉通的基性（重质）下地壳主要是在太古宙之后，由幔源岩浆底侵增生形成的。如果这一模式成立，则意味着地球最重要的大陆生长期——太古宙——的基性下地壳是缺失的，这在全球尺度上留下了巨大的构造和地球化学空白。

聚焦华北：挑战主流范式的关键证据

中国科学院地质与地球物理研究所的科研团队，创新性地将华北克拉通北缘的麻粒岩地体与新生代火山岩中的麻粒岩捕虏体进行结合研究，通过地质与地球物理方法的综合运用，对传统观点提出了两项重要修正。

首先，研究发现麻粒岩地体不能代表完整的下地壳结构。传统的麻粒岩地体（如怀安地体）成分偏向中—酸性的英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩（TTG）岩石，其推算的地震P波速度一般不超过6.7 km/s。然而，地球物理数据显示，克拉通下地壳的底部具有明显高的P波速度，集中在7.0±0.2 km/s。这种速度上的显著不匹配，直接否定了平均成分为中性的麻粒岩地体能够代表下地壳下部高波速部分（即重质地基）的传统认知。

其次，研究团队提出太古宙基性下地壳在全球范围内广泛保存，并非普遍认为的太古宙之后底侵作用的产物。通过对华北基性麻粒岩捕虏体的重新解析，研究认为它们的主体形成时代为晚太古宙。这些捕虏体被解释为晚太古宙下地壳在近期的中生代发生部分熔融后残留的“残余相”，而同期广泛发育的中生代花岗岩则代表了熔融产生的“熔体相”。这一“残余相—熔体相”的统一平衡模型，不仅解释了捕虏体的起源，也为华北大规模花岗岩的成因提供了有力物源证据。进一步对全球其他克拉通的资料进行梳理后，研究团队发现其他太古宙克拉通地区的那些被归因于元古宙底侵作用的基性捕虏体，其主体年代也大多指向太古宙，从而提出了太古宙基性下地壳在全球范围内广泛保存的颠覆性结论。

华北北缘汉诺坝玄武岩中各类深缘捕虏体

未来解决思路与新的统一范式

最近，研究团队在汉诺坝地区进一步厘定出黑色二辉石岩和低镁橄榄岩等基性、超基性的下地壳捕虏体。这些岩石在地表麻粒岩地体中并不存在，为麻粒岩地体不能代表整个下地壳的观点提供了更直接的岩石学证据。这些捕虏体的年代学和同位素数据显示，它们形成于~2.5 Ga，与上地壳占主体的新太古代TTG岩石组合的形成时期相吻合。总结世界上其他太古宙克拉通地区的下地壳基性麻粒岩捕虏体资料可以发现，它们主体上也与地表的TTG岩石同期。

未来，研究团队将构建一个前所未有的整合研究范式：将下地壳的基性—超基性捕虏体（重质地基）与地表的TTG岩石组合统一起来，探究它们在太古宙时期的成因联系，从而系统解决太古宙大陆地壳的整体结构、成分及其早期生长的关键科学问题。这项研究将通过整合高分辨率的岩石学、地球化学数据与地球物理观测，为深入理解大陆地壳的起源和演化提供重要的理论基础。