破解百年謎題！西北大學團隊揭秘全球“大不整合”成因

記者25日從西北大學獲悉，該校早期生命與環境研究團隊的最新研究，以全球視角破解了困擾科學界百年的地質謎題——全球“大不整合”的形成，并非此前認為的“雪球地球”冰川侵蝕。這一突破性發現，為理解地球演化與生命爆發的關聯提供了全新視角。

據介紹，大不整合是地質學界的經典謎題，特指記錄生命大爆發的寒武紀地層不整合覆蓋于前寒武系之上的地質現象，早在19世紀達爾文時代就受到科學界的關注，曾被美國古生物學與地層學家查爾斯·沃爾科特稱為“Lipalian”階段，代表了地球和生命演化過程中缺少地質記錄的一段空白期。

作為全球地質記錄中發育范圍最廣和最具影響力的地層缺失，大不整合被認為與“雪球地球”、現代板塊構造的起始、大洋富營養環境的形成、寒武紀大爆發等重大地質和生命事件關系密切。

此次，西北大學博士研究生詹容若與導師段亮教授聯合國內外合作者跳出區域研究的局限，以華北大不整合為核心研究對象，基于其上下的地層接觸關系，通過下伏基底鋯石和獨居石U-Pb、黑/白云母Rb-Sr、鋯石(U-Th)/He在內的多種(熱)年代學和QTQt深時熱史反演模擬，發現不同地區的大陸基底從中-上地殼到近地表的剝露和冷卻均主要發生在古元古代的距今21至16億年期間，精準鎖定了時間。

其次通過全譜系熱年代數據集成和洲際對比，首次從全球視角解讀了大不整合的成因，證明了古元古代哥倫比亞超大陸旋回調控下的長期構造剝露，而非新元古代“雪球地球”期間的冰川侵蝕，才是驅動巨量地殼物質剝蝕和造成全球大陸內部普遍缺失超過10億年的地質記錄和發育大不整合的主要原因。

除全球古大陸的多種熱年代學數據外，多項同位素指標聯合揭示的大陸風化強度的顯著升高也同步發生于哥倫比亞超大陸旋回期間。縱觀全球，許多古大陸上均發育結晶基底直接被相對平坦的古元古代固結紀地層所覆蓋的現象，表明古大陸的太古宙-古元古代基底均在哥倫比亞超大陸聚合之后被完全剝露至地表，為認識全球性“大不整合”的成因提供了有力的佐證。