全球“大不整合”破解地质学百年谜团

中新网西安2月25日电 (记者 阿琳娜)我在25日那天从西北大学打听到,他们的早期生命与环境研究团队最近搞出了个大新闻,破解了地质学界一百多年来的经典谜题。全球“大不整合”,以前老认为是因为“雪球地球”的冰川把岩石给磨平了,现在他们发现这事儿不是这么回事儿。这个发现对咱们理解地球是怎么变化的,还有生命怎么突然爆发出来,提供了一个全新的视角。 大不整合这个东西在地质圈里特有名气,说白了就是那些记着生命大爆发的寒武纪地层盖在前寒武纪地层上面,中间好像少了什么环节。早在18世纪达尔文那会儿大家就开始琢磨它了。美国的一位古生物学与地层学家查尔斯·沃尔科特当时还把它叫做“Lipalian”,说是地球和生命演化过程中没留下什么记录的一段空白。这东西在全球范围内分布很广,影响力也大,跟“雪球地球”、板块运动的起点、海水变肥、还有寒武纪大爆发这些大事件都有千丝万缕的关系。 西北大学的博士研究生詹容若和她的导师段亮教授这次带着国内外的朋友一起合作,没把眼光局限在某个小地方,而是把华北那块的“大不整合”当成重点来研究。他们看了看底下的基岩和上面覆盖的岩石是怎么连在一起的,还用锆石和独居石的U-Pb、黑/白云母的Rb-Sr、还有锆石的(U-Th)/He这些年代学方法去测算时间。 通过测算发现,不管是从哪里挖出来的岩石样品,里面的大陆基底从中间到表面都发生了剥露和冷却的过程,这个过程主要集中在古元古代的时候,大概距今21到16亿年前。这个时间段算是给了个精准的时间点。 接着他们把全球各地的这类数据都整合起来对比了一下,头一回从全世界的角度解释了为啥会有大不整合。结论是那个时候全球正处于哥伦比亚超大陆旋回的阶段,是长期的构造剥露把地壳给磨没了大部分物质,而不是后来那个新元古代的“雪球地球”时期的冰川侵蚀干的。就是因为这样,全球大陆内部才有那么多地方缺了超过10亿年的记录。 除了年代学的证据外,同位素指标也显示那个时期的大陆风化强度特别高。现在看全球好多地方都有这样的情况:古老的结晶基底直接被比较平坦的古元古代地层给盖住了。这说明在哥伦比亚超大陆拼合完成之后,以前那些古老的地壳全都被剥露到了地表上。这给咱们证明“大不整合”的成因提供了很有力的证据。