古生代和古地球的构造系统与现代板块构造完全不同。近年来，对地球早期构造样式的探索一直是固体地球科学领域的前沿热点之一。早期地幔的性质及其对流模式是揭示地球早期构造样式的关键。最近发表的古岩样品W同位素研究表明，古地幔主要由局部、相对独立的小规模对流所控制（Mei et al.，2020；Tusch et al.、2021），在这种地幔对流模型下，古生代形成的早期地幔不均一性可以得到保留。

短寿命放射性衰变系统（如182Hf-182W、146Sm-142Nd和129I-129Xe系统）受晚期地质过程影响较小，通常用于限制早期地质过程和地球演化历史。古生代和古代土壤样品的μ182W值为正；自古古宙（36亿年前）以来，地球样品（主要由英云闪长岩-特隆赫米特花岗闪长岩和彗长岩组成）μ182W：正值、负值和零值共存；当前地幔被认为是相对均匀的W同位素组成，μ182W值为零（Mei et al.，2020）。因此，地幔的W同位素经历了一个均一化过程。研究不同年龄岩石样品的W同位素组成可以揭示地幔均一化的程度和过程，这反映了不同时期地幔混合的效率，限制了地幔对流模型。澳大利亚皮尔巴拉火山口的岩石形成年龄为35亿至27亿年，是这项研究的一个很好的自然实验室。

最近，科隆大学的Tusch及其同事在PNAS上发表了他们对皮尔巴拉克拉通古代岩石W同位素组成的研究（Tusch等人，2021）。结果如图1所示。样品的W/Th比率可用于评估样品是否经历随后的流体转化。Pilbara克拉通Warrawoona群中未受后期过程影响的地幔衍生岩石样品μ182W值为+12.6±1.4，受后期流体过程影响（样品W通过流体转化富集）的μ182W值较低，为+8.1±1.4。较年轻的岩石样品（3.35 Ga、3.18 Ga和3.1 Ga）具有较低的μ182W值。皮尔巴拉克拉通岩石圈岩石样品的性质μ182W值为+8.3±1,0

μ182W正异常通常有两种解释。第一种解释是指LateVener模型。吸积后的薄膜假说表明，在核地幔分化后，大约有0.5%~1%的陨石物质被添加到地幔中，作为强铁依赖元素的主要来源。这些地外物质的平均组成与球粒陨石相对应，μ182W值约为190（Kleine等人，2004），远低于地幔值。本鞘可以被认为是在添加后薄膜材料和后薄膜材料之前鞘完全混合的结果。因此，如果地幔未与后薄膜材料完全混合，则其表现出μ182W的正异常和强铁依赖元素的损失（Willbold et al.，2011；Willbold等人，2015）。

第二种解释涉及早期地幔分化过程。消光核素182Hf完全解体前（太阳系形成后的前90 Ma内）地幔分化事件产生的高Hf/W比源区具有μ182W正异常源区。值得注意的是，这一分化事件也会引起Sm-Nd分馏，灭绝核素146Sm的衰变会导致μ。182W正异常的源区显示出μ142Nd正异常（Touboul等人，2012；Rizo等人，2016）。

皮尔巴拉克拉特最古老的地幔源岩与其他克拉通古岩的μ182W正异常相同。与现代地幔相比，具有正182W异常的样品耗尽了强铁依赖元素，并且样品没有显示142Nd异常。因此，182W正异常是由于早期地幔和后薄膜物质的不完全混合。古生代形成的地幔储层在早期地幔对流中保存了至少10亿年。因此，论文认为，古代鞘层材料的混合效率低，鞘层对流规模小，对流环相对独立，局部鞘层的垂直均匀化偶尔发生。3.1 Ga样品上的皮尔巴拉克拉通3.3 Gaμ182W的减少表明，考古地球上存在从停滞的盖层构造体系到板块构造体系的过渡期。论文还强调，这一认识与以下结论一致：根据考古岩石的W同位素组成变化，地球在3.6-2.7 Ga时经历了从地幔柱构造系统到板块构造系统的转变（Mei et al.，2020）。