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全球“大不整合”成因有了全新答案

西北大学团队破解百年地质谜题

2026-02-27 14:26:04 来源:西北在线

本报讯(记者 张倩)2月27日,记者从陕西省科技厅获悉,西北大学早期生命与环境研究团队在国际顶级期刊《美国科学院院刊》(PNAS)发表重磅研究成果,以全球视角破解了困扰科学界百年的地质谜题——全球“大不整合”的形成,并非此前学界普遍认为的“雪球地球”冰川侵蚀所致,而是古元古代哥伦比亚超大陆旋回调控下的长期构造剥露引发。这一突破性发现为理解地球演化与生命爆发的关联提供了全新视角,相关研究也受到《科学》(Science)等国际权威科学媒体的关注报道。

“大不整合”是地质学界的经典谜题,特指记录生命大爆发的寒武纪地层不整合覆盖于前寒武系之上的地质现象,早在19世纪达尔文时代就受到科学界关注,代表着地球和生命演化过程中一段缺失的地质记录空白期。作为全球发育范围最广、影响力最大的地层缺失现象,其成因一直是研究焦点,以往北美地区的研究多将其归因于新元古代的构造剥露或冰川侵蚀。

此次研究中,西北大学博士研究生詹容若与导师段亮教授领衔,联合中国科学院、美国哥伦比亚大学、意大利帕多瓦大学等国内外科研团队,跳出区域研究局限,以华北大不整合为核心研究对象开展深入探索。研究团队通过下伏基底锆石和独居石U-Pb、黑/白云母Rb-Sr等多种(热)年代学技术,结合QTQt深时热史反演模拟,精准锁定不同地区大陆基底从中-上地壳到近地表的剥露和冷却,主要发生在距今21至16亿年的古元古代。

在此基础上,团队通过全谱系热年代数据集成和洲际对比,首次从全球视角解读“大不整合”成因,并结合87Sr/86Sr、δ18O等多项同位素指标验证,证实古元古代哥伦比亚超大陆旋回下的长期构造剥露,才是驱动巨量地壳物质剥蚀、造成全球大陆内部普遍缺失超10亿年地质记录并形成“大不整合”的主要原因,推翻了“雪球地球”冰川侵蚀的传统观点。

研究还发现,华北大陆内部存在间隔长达16.6亿年的大不整合现象,早寒武纪地层直接覆盖于古元古代结晶基底之上,这一实地发现为全球“大不整合”成因研究提供了重要实证。同时,全球诸多古大陆均发育结晶基底被古元古代固结纪地层覆盖的现象,也印证了哥伦比亚超大陆聚合后古大陆基底被完全剥露至地表的研究结论。

据了解,该研究由西北大学段亮教授课题组主导完成,张兴亮、杨钊、王建强等教授参与研究,相关成果不仅填补了全球“大不整合”成因研究的空白,也为深入探究地球早期板块构造、大洋环境演化及寒武纪生命大爆发的环境背景提供了全新的科学依据。

责任编辑:王菲
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