大陸地殼的成分應該比較接近花岡岩還是安山岩？

如果拿這個問題來辦個投票，不知道回答那個答案的人會比較多？如果你的答案是「花岡岩」，那你應該繼續看一下這篇文章。如果你的答案是「安山岩」，那你就應該知道我為什麼要寫這篇文章了。簡單來說，這個問題的答案是「安山岩」。

其實在我當學生的那個年代，應該沒有人不知道「大陸地殼是花岡岩」這件事。但最近這幾年，每次遇到搞地球化學的那些傢伙，就三不五時會被提醒「大陸地殼是安山岩」（精確一點來說應該是「大陸地殼的平均組成成分比較接近安山岩」）。雖然我不會去懷疑他們的專業，但我卻一直沒去追問過「到底大陸地殼是甚麼時候變成安山岩」的這件事。直到上禮拜鍾大的地球化學課講到大陸地殼，我才搞清楚原來這件事已經發生一段時日了。

最重要的論文應該是在1995年兩篇回顧的論文，一篇是Rudnick（1995）發表在Nature上面的文章，另一篇則是Rudnick and Fountain（1995）發表在Reviews of Geophysics上面的文章（由於這兩篇都是回顧的論文，可見得相關研究應該在這之前就已經被陸陸續續發表）。兩篇文章整理了地球物理以及地球化學的分析結果，將大陸地殼平均的組成成分加以統計之後，得到「大陸地殼平均組成成分應該比較接近安山岩」這樣的結論。

要研究大陸地殼的組成，從地殼表面直接採樣當然是最簡單的方法。由於大陸地殼的表面主要都是花岡岩分佈，所以過去才會有「大陸地殼是由花岡岩所組成」的這種說法。如果想知道大陸地殼表面的花岡岩之下究竟是甚麼，則可以藉助：（1）出露在地表的麻粒岩（Granulite，又名粒變岩，其形成條件的溫壓狀況，相當於下部地殼的深度）樣本；（2）捕虜岩中麻粒岩的彈性性質，配合下部地殼地震波速度的觀察結果；（3）以不同比例混合鐵鎂質及矽鋁質岩石型態，以符合地熱流的觀測結果（reviewed by Rudnick and Fountain, 1995）。來瞭解下部地殼的成分，乃至於整個地殼的平均成分。

下表是Rudnick and Fountain（1995）所統計大陸地殼的平均成分，我們可以只看最簡單的二氧化矽含量（紅色框框）就好。根據一般對岩漿分類的定義：酸性岩漿（花岡岩）的二氧化矽含量大約是70％，中性岩漿（安山岩）的二氧化矽含量大約是60％，基性岩漿（玄武岩）的二氧化矽含量則大約是50％。因此大陸地殼的平均組成成分中，二氧化矽含量約為59％的結果顯示，大陸地殼的平均成分是比較接近安山岩的。

（上表的數字在2003年，由於加入了大量中國大陸地區的岩石標本測量結果，於是Rudnick重新計算後得到的數字如下表）

但其實大陸地殼的厚度與組成，在不同地區差異很大，例如下圖（Rudnick and Fountain, 1995）就將地表根據不同構造地區，大致的地殼厚度及成分分佈呈現出來。可以發現其實下部地殼的成分相都在中洋脊的玄武岩與安山岩之間。而整個地殼的平均成分，則幾乎都是落在安山岩附近。

原來，過去說大陸地殼是由花岡岩所組成，是因為上部大陸地殼較多花岡岩的緣故。而現在大家會說大陸地殼的平均成分比較接近安山岩，則是因為下部地殼的研究進展所得到的。雖然這其實已經是10多年前的「舊聞」了，但知道得晚總比一直不知道要好。

謎之音：知道了又怎樣？能吃嗎？

參考資料：
Rudnick, R. L., and D. M. Fountain (1995), Nature and Composition of the Continental Crust: A Lower Crustal Perspective, Rev. Geophys., 33(3), 267–309.
Rudnick, R. L. (1995), Making continental crust, Nature, 378, 571-578.
Rudnick, R. L. and S. Gao (2003), Composition of the Continental Crust. In The Crust (ed. R. L. Rudnick) volume 3, pages 1-64 of Treatise on Geochemistry (eds. H. D. Holland and K. K. Turekian), Elsevier-Pergamon, Oxford