Jordens kontinentala skorpa bildades huvudsakligen under den arkeiska perioden, ~2,5 till 4,0 miljarder år sedan, och består huvudsakligen av tonalit, trondhjemit och granodiorit (TTG -bergarter). Dessa tre typer av sten bevarar central information om bildningen och utvecklingen av tidig kontinental skorpa. Studier av petrogenesen av TTG-bergarter kan belysa den tidiga jordens tektoniska regimer. En nyligen genomförd studie som använder en kvantitativ fasmodelleringsmetod för att dokumentera den partiella smältprocessen av tonalitisk gnejs presenterar en innovativ syn på petrogenesen av arkeisk trondhjemit i östra Hebei, Kina.

En avancerad metod för att studera granitoiders petrogenes innebär att man utför experiment med hög temperatur och högt tryck genom att välja olika bulk-bergsammansättningar som utgångsmaterial och jämföra smältsammansättningarna med verkliga bergarter. Resultat från tidigare experimentella studier tyder på att arkeiska TTG-bergarter bildades genom partiell smältning av vattenhaltiga maffiska bergarter, och låga smältgrader eller smältning under högtrycksförhållanden tenderar att producera trondhjemitisk smälta. Fältobservationer i många prekambriska terränger visar att trondhjemit vanligen förekommer som små vener, intrång och/eller som leukosomer i tonalitisk gnejs. Detta tyder på att den trondhjemitiska smältan kan genereras genom partiell smältning av tonalitiska bergarter. Således, en systematisk studie genomfördes för att simulera trondhjemitens ursprung.

Ta trondhjemitiska stenar från östra Hebei som exempel, författarna presenterar fasmodellering för ett representativt tonalitiskt prov med hjälp av en nyligen interna konsekvent termodynamisk datauppsättning, tillgängliga aktivitetsmodeller av mineraler och smälta och THERMOCALC-mjukvaran. På basis av den beräknade P-T-pseudosektionen, smältkompositioner var begränsade under olika P-T-förhållanden, och jämfört med de av trondhjemitiska bergarter i östra Hebei. Simuleringsresultaten visar att smältor som genereras under 0,9~1,1GPa/800~850°C med en smältgrad på 5~10wt.% är jämförbara med trondhjemitiska bergarter från östra Hebei i både huvud- och spårelementsammansättningar. Dessutom, zirkon U-Pb isotopdatering avslöjar att bildningsåldern för trondhjemitiska vener i östra Hebei överensstämmer med den metamorfa åldern för landets tonalitiska gnejs, vilket ytterligare stöder synen att trondhjemitiska bergarter kan bildas genom partiell smältning av tonalitiska bergarter.

Med hjälp av en kvantitativ fasmodelleringsmetod, forskarna simulerade partiell smältning av tonalit och har föreslagit en ny syn på att trondhjemit kan vara en smältande produkt av tonalit, och inte bara producerat av partiell smältning av mafiska bergarter under högtrycksförhållanden. Detta kommer att vara viktigt för att belysa den arktiska tektoniska regimen för bildandet av TTG -bergarter. Dessutom, denna studie ger en ny och effektiv metod för att dokumentera uppkomsten av granitoider.