2022年10月国际地层委员会将冥古宇底界由~4600 Ma正式变更为4567 Ma，其依据是Allende 和 Efremovka陨石中所含有的富钙铝包裹体（CAI）Pb–Pb年龄为4567.30 ± 0.16 M，可能代表太阳系中已知的最古老固体物质。时隔一年，2023年9月，国际地层委员会又正式将冥古宇顶界从~4000 Ma变更为4031±3 Ma (2σ)，其依据是加拿大Acasta 片麻岩杂岩（Acasta Gneiss Complex）形成时代最早可至4031±3 Ma，代表地球上公认的最古老岩石的形成时代。至此，关于“冥古宇”上界下界的纷争尘埃落定。考虑到已故美国科学院院士Preston Cloud 在1972年最早提出“冥古宙”概念之时，就将其定义为地球保持炽热状态、无固结岩石形成的时代，国际地层委员会这一决议也算是回归了初心。而其后果便是，依据最新的国际地层年代表，地球尚未发现真正的冥古宙岩石。
2008年加拿大McGill 大学J. O’Neil和华盛顿卡内基研究所R.W. Carlson等对位于加拿大Superior克拉通北部Nuvvuagittuq 绿岩带（简称NGB）进行了系统研究（图1），认为NGB Ujaraaluk玄武岩形成时代可能在4280+53/-81Ma，代表了地球上保存的最古老的岩石 (O'Neil et al., 2008)。考虑到该年龄主要由146Sm-142Nd等时线确定，这一发现甫一报导即引起轩然大波。争议点如下：
（1）地质关系争议：NGB英云闪长质岩脉年龄为3768±15 Ma。部分学者认为该英云闪长岩实为火山凝灰岩，可代表NGB的形成时代 (Augland and David, 2015)。而O'Neil则称，所谓的凝灰岩与邻近3.76 Ga深成岩地球化学一致，且与围岩呈侵入接触关系，并不能代表NGB的形成时代 (OʼNeil et al., 2013)。
（2）Sm-Nd和Lu-Hf同位素系统的争议：Roth et al. (2013) 和Caro et al. (2017)认为，NGB一系列玄武岩的142Nd异常可能继承自冥古宙储库，该等时线实为不同源区混合形成，不能指示冥古宙的成岩时代。
（3）碎屑锆石的争议：Cates et al. (2013) 分析了NGB中的铬云母石英岩代表该绿岩带内部的碎屑沉积岩，其中碎屑锆石的最小年龄为3.78Ga，指示NGB的形成时代应晚于3.78Ga。而O’Neil等回应称该结论并不可靠，他们重新分析该碎屑锆石，发现其最小年龄为3.71Ga，与侵入该绿岩带的TTG所限定的NGB最小形成时代（3.77Ga）相矛盾 (O'Neil et al., 2019)，且铬云母石英岩原岩也未必是沉积岩。
图1 加拿大Superior克拉通Nuvvuagittuq 绿岩带的地理位置和岩性分布（左）与冥古宙辉长岩露头（右）
因此，Nuvvuagittuq 绿岩带 Ujaraaluk单元的这一系列玄武岩形成时代长期存在4.3 Ga和3.8Ga的争议。在此前的工作备受争议的背景下，O’Neil团队对侵入其中的辉长岩单元进行了更为详实的工作，更深入地探讨了其内在含义 (Sole et al., 2025)。
实际上，早在十多年前，O’Neil et al., (2012, 2013)就对该辉长岩进行了系列报道，147Sm-143Nd和146Sm-142Nd等时线分析约束其形成时代在4.1-4.3Ga之间。尽管其Lu-Hf等时线年龄在3400 ± 350 Ma，但O’Neil认为Lu-Hf体系容易受到锆石行为的影响，并不如Sm-Nd体系可靠。
他们从该辉长岩中挑选的锆石均显示受到变质改造，记录了2.6-2.8 Ga的区域变质事件,但全岩147Sm-143Nd分析所确定的等时线年龄为4157±174 Ma（MSWD=7.0），全岩146Sm-142Nd体系所确立的等时线年龄为4196 + 53/-81Ma（MSWD=0.99）（图2）。两种同位素体系所确定的年龄在误差范围内一致。相比147Sm-143Nd体系，146Sm-142Nd体系由于母体半衰期仅有1亿年左右，在冥古宙时期即已衰变殆尽，因此相对难以受到后期扰动的影响。考虑到野外露头中该辉长岩侵位于Ujaraaluk火山岩系列，由此可指示NGB的形成时代应老于4.1Ga。而如上所述，此前有学者认为该冥古宙等时线年龄为3.7Ga的亏损源区与>4.1Ga的富集地幔源区混合所致，是“假”等时线，不能指示其形成时代。针对上述质疑，作者进行的地球化学模拟研究认为，形成“假”等时线的理论条件极为苛刻，在地质层面并不可行。
如该年龄属实，那么加拿大Nuvvuagittuq 绿岩带Ujaraaluk单元可能代表地球上唯一已知的冥古宙地质实体，自然地，其科研价值也存在无限大的想象空间。稍早前，有学者在该地区的变质玄武岩中识别出非质量相关S同位素分馏（MIF-S）的信号，表明地球早在38亿年前就已经存在类似现代板块俯冲控制的挥发分循环过程 (Caro et al., 2025)，如年龄属实，此类跨圈层挥发分循环过程可能会提前至冥古宙时期。但正如该团队此前的工作所经历的后续波折一样，这一研究在未来仍会持续不断地接受检验，是非功过交由后人评说。
图2 全岩¹⁴⁷Sm-¹⁴³Nd和 ¹⁴⁶Sm-¹⁴²Nd等时线确定该辉长岩形成时代可能在冥古宙时期
主要参考文献
Augland L E, David J. Protocrustal evolution of the Nuvvuagittuq Supracrustal Belt as determined by high precision zircon Lu–Hf and U–Pb isotope data[J]. Earth and Planetary Science Letters, 2015, 428: 162-171.
Caro G, Grocolas T, Bourgeois P, et al. Early Archaean onset of volatile cycling at subduction zones[J]. Nature Geoscience, 2025: 1-7.
Caro G, Morino P, Mojzsis S J, et al. Sluggish Hadean geodynamics: Evidence from coupled 146,147 Sm–142,143 Nd systematics in Eoarchean supracrustal rocks of the Inukjuak domain (Québec)[J]. Earth and Planetary Science Letters, 2017, 457: 23-37.
Cates N L, Ziegler K, Schmitt A K, et al. Reduced, reused and recycled: detrital zircons define a maximum age for the Eoarchean (ca. 3750–3780 Ma) Nuvvuagittuq Supracrustal Belt, Québec (Canada)[J]. Earth and Planetary Science Letters, 2013, 362: 283-293.
O'Neil J, Carlson R W, Francis D, et al. Neodymium-142 evidence for Hadean mafic crust[J]. Science, 2008, 321(5897): 1828-1831.
O'Neil J, Carlson R W, Papineau D, et al. The Nuvvuagittuq Greenstone Belt: A Glimpse of Earth's Earliest Crust in: Van Kranendonk, Bennett M J, Hoffmann V C, et al. (eds.). Earth's Oldest Rocks (Second Edition). Amsterdam, Netherlands: Elsevier, 2019: 349–374.
O’Neil J, Carlson R W, Paquette J L, et al. Formation age and metamorphic history of the Nuvvuagittuq Greenstone Belt[J]. Precambrian Research, 2012, 220: 23-44.
OʼNeil J, Boyet M, Carlson R W, et al. Half a billion years of reworking of Hadean mafic crust to produce the Nuvvuagittuq Eoarchean felsic crust[J]. Earth and Planetary Science Letters, 2013, 379: 13-25.
Roth A S G, Bourdon B, Mojzsis S J, et al. Inherited 142Nd anomalies in Eoarchean protoliths[J]. Earth and Planetary Science Letters, 2013, 361: 50-57.
Sole C, O’Neil J, Rizo H, et al. Evidence for Hadean mafic intrusions in the Nuvvuagittuq Greenstone Belt, Canada[J]. Science, 2025, 388(6754): 1431-1435.（原文链接）
致谢：感谢万博研究员和成都理工大学王达研究员在本文撰写过程中给予的支持和帮助。
（撰稿：刘鹏/岩石圈演化学科中心）
