寒武纪大爆发的因果关系

寒武纪大爆发是长期受多学科领域关注的基础前沿课题.本文从动物门类的化石首次出现、分异演化时间、环境变化、发育基因调控网路以及生态效应等几个方面来讨论它们与寒武纪大爆发的因果关系.动物门类的化石首次出现时间主要集中在寒武纪的前三个阶(541~514 Ma),体现出突发性、阶段性和不等时性.动物门类分异演化的时间,目前还存在深时分异和浅时分异的争议.控制动物发育的基因调控网络早在动物分异演化之前就已经形成,表明基因调控网络的建立是寒武纪大爆发的前提条件,但不是充分条件.因此,寒武纪大爆发需要环境激发因素.海水氧化还原条件和化学成分的变化以及营养物质的补给是最受关注的环境诱发因素.海洋生态环境内营养物质的富集通常会导致原始生产力的过剩,并不一定直接对应于动物多样性增长.埃迪卡拉纪至寒武纪过渡时期海水的持续氧化、钙和其他离子浓度的变化以及总盐度的降低可能是触发寒武纪大爆发的主要环境因素,但需要更精确的年代地层学、地球化学和动物发育生理学等数据加以验证.很多学者认为寒武纪大爆发是一种生态现象,即后生动物于寒武纪早期在生态上获得空前的成功.生态效应需要大量不同类型的动物来实现.因此,动物与动物之间以及动物与环境之间,复杂生态关系的建立也是寒武纪大爆发的结果而不是原因.不可否认,生态效应的积极反馈作用可以促进生物多样性增长.寒武纪大爆发是由环境变化突破关键约束而导致的以后生动物为主导的海洋生态系统的初次建立,通过"生态雪球"效应连锁反应得以实现.     

孟加拉湾盆地沉积地质与区域构造格架和盆地充填史关系综述

印度次大陆东北部的孟加拉湾盆地位于印度地盾和印缅山脉之间,由三个地质区组成：（1）稳定陆架区;（2）中央深盆区（从东北部的Sylhet海槽向南部的Hatia海槽延伸）;（3）Chittagong-Tripura褶皱带。由于盆地位于三大板块相互作用之处,即印度、缅甸和西藏（欧亚）板块,这些地质区的盆地充填史变化相当大。前寒武纪变质沉积和二叠-石炭纪岩石仅在稳定陆架区钻遇。印度地盾前寒武纪准平原化之后,孟加拉湾盆地的沉积作用开始在孤立的基底之上地堑盆地内发育。随着冈瓦纳大陆在侏罗纪和白垩纪破裂,印度板块向北运动,盆地在白垩纪开始向下挠曲,沉积作用开始在稳定陆架和深盆内发育。自那以后,沉积作用在大部分盆地内连续进行。盆地的沉降是由于地壳的差异调整、与南亚不同要素的碰撞、东喜玛拉雅和印缅山脉的隆升引起。随着冈瓦纳大陆的破裂,在白垩纪向下挠曲期间,几条发育较好的断层开始运动。到始新世,由于重要的海侵,稳定陆架区处于碳酸盐环境,而深盆区受深水沉积作用控制。孟加拉湾盆地沉积作用类型的重要转变发生在中始新世到早中新世期间,是印度与缅甸和西藏块体碰撞的结果。进入盆地的碎屑物流从北部的喜玛拉雅和东部的印缅山脉迅速增加,紧接着是盆地沉降速率的增加。在此阶段,深海沉积作用控制了深盆区,而盆地东部广泛出现深-浅海沉积环境。到中中新世,随着板块之间持续的碰撞和喜玛拉雅和印缅山脉的隆升,大量的碎屑物流从东北部和东部进入盆地．整个中新世,沉积环境继续变化,从盆地内的深海棚到盆地边缘的浅海相和海岸相。上新世以来,大量的沉积物从西部和西北部充填在孟加拉湾盆地,主要的三角洲建造继续发育成为现在的三角洲地貌。自白垩纪以来,由于这个地区主要板块运动和碰撞类型,恙加拉湾盆地的结构一直在变化。然而,当占地理环境和物源区发生变化时,盆地可以识别出三个显著变化,即出现于早始新世、中中新世和上新一更新世。现今的盆地具有的北部恒河-布拉马普特拉河三角洲系和南部盂加拉深海扇这一结构彤成于上新-更新世后半期,在那以后的三角洲进积受到东喜玛拉雅造山作用的强烈影响、孟加拉湾北部的更新世冰川活动伴随着海平面变化.     

藏北羌塘早古生代岩浆作用及其地质意义

藏北羌塘早古生代岩浆作用及其构造演化对研究青藏高原早期演化历史以及羌塘盆地基底性质结构等具有重要科学意义.本文在综述前人研究基础上,系统总结了藏北羌塘地区早古生代岩浆岩的时空分布特征及年代学格架,初步探讨了青藏高原早古生代构造-岩浆事件对冈瓦纳大陆北缘构造演化以及羌塘盆地基底属性的约束.羌塘地区早古生代岩浆岩主要分布在...     

Cenozoic Exhumation of Larsemann Hills,East Antarctica: Evidence from Apatite Fission-track Thermochronology

<正>Does Cenozoic exhumation occur in the Larsemann Hills,East Antarctica? In the present paper,we conducted an apatite fission-track thermochronologic study across the Larsemann Hills of East Antarctica.Our work reveals a Cenozoic exhumation event at 49.8±12 Ma,which we interpret to be a result of exhumation caused by crustal extension.Within the uncertainty of our age determination, the timing of extension in East Antarctica determined by our study is coeval with the onset time of rifting in West Antarctica at c.55 Ma.The apatite fission-track cooling ages vary systematically in space, indicating a coherent block rotation of the Larsemann Hills region from c.50 Ma to c.10 Ma.This pattern of block tilting was locally disrupted by normal faulting along the Larsemann Hills detachment fault at c.5.4 Ma.The regional extension in the Larsemann Hills,East Antarctica was the result of tectonic evolution in this area,and may be related to the global extension.Through the discussion of Pan-Gondwanaland movement,and Mesozoic and Cenozoic extensions in West and East Antarctica and adjacent areas,we suggest that the protracted Cenozoic cooling over the Larsemann Hills area was caused by extensional tectonics related to separation and formation of the India Ocean at the time of Gondwanaland breakup.     

全球超级古陆重建研究的新进展

介绍了新元古代－早古生代超级大陆的重建研究,表明中元古代以来,地球上先后经历了罗迪尼亚－冈瓦纳－潘基亚等几次超级大陆的拼合与裂解过程,罗迪尼亚古陆的拼合源于中元古代晚期（１３００～１０００Ｍａ）发生的全球性格林威尔造山事件。东冈瓦纳（澳大利亚、东南极和部分非河）作为一个整体最早与劳伦古陆分离,导致了太平洋的张开。进一步的裂解产生了组成西冈与纳的各克拉通块体。在泛非造山和期间（７２０～５００Ｍａ）西     

滇西南昌宁—孟连带和澜沧江带古特提斯多岛洋构造演化

昌宁—孟连带位于保山—耿马和思茅一临沧地块之间,保存有多种缝合带记录和罕见的泥盆纪至中三叠世连续洋盆沉积序列,代表古特提斯多岛洋主支部位,临沧地块很可能是一个亲冈瓦纳的外来地体,晚二叠世前增生到思茅地块西缘。因此,澜沧江带和昌宁—孟连带晚二叠世前属于同一个洋盆,向南与泰国北部难河—程逸缝合带连接。古特提斯的最后封闭发生于晚印支期,以后又遭受新特提斯阶段喜马拉雅期构造运动的强烈影响。     

云南特提斯带保山-腾冲地块早古生代岩浆岩

云南滇西地区作为东特提斯构造带的重要组成部分之一，其大地构造格局和对全球特提斯演化意义长期以来是众多研究者的关注热点。滇西特提斯构造带（包括川西南部分）是由多个地块和地块相间的造山带组成，如腾冲地体、保山地体、思茅地体及它们之间的属新特提斯带的高黎贡碰撞带和属古特提斯带的昌宁-孟连缝合带等。经受晚古生代—早中生代古特提斯和中生代—新生代新特提斯造山作用的影响，该地区经历了复杂的变质变形。由于地块内部基底出露局限和多期构造作用的叠加影响，特提斯构造带内的变质基底地体的属性和演化历史难于恢复。 位于云南西南部的腾冲-保山地块，包含保山地块，腾冲地块和其间的潞西地槽，属于缅泰马微大陆的北部。在三叠纪期间，该地块处于东部古特提斯主洋盆即昌宁-孟连古特提斯洋封闭时地前陆部位。部分学者认为，在新特提斯洋扩张时期，腾冲地块和保山地块分离，形成属于班公湖-怒江洋盆的东延分支海槽。该海槽在早侏罗世闭合，并导致腾冲地块和保山地块的碰撞，形成高黎贡碰撞构造带。以高黎贡群为典型代表的一套中—新元古代陆源沉积、大陆玄武岩、壳源花岗岩组成的角闪岩相变质岩系，类似于喜马拉雅结晶杂岩、念青唐古拉群和聂拉木群相当。基底岩石在岩石建造、构造热事件和沉积盖层等方面与冈瓦纳大陆有亲缘关系。变质基底组成部分大部分被元古代晚期—早古生代低级变质陆源沉积物所覆盖，如南部公养河群。单颗粒错石U-Pb同位素稀释法定年结果表明，在保山地块南部出露有早古生代花岗岩，年龄范围大致在490~470 Ma之间。这些花岗岩初始。εNd值为-8.4~-9.3之间，亏损地幔钕同位素模式年龄为1.9~-1.7 Ga。锆石铬同位素模式年龄集中在1.4 Ga，其初始εHf值变化范围为0~-10之间，平均-6左右。一些侵入于早古生代花岗岩的晚中生代花岗岩也发现早古生代年龄的继承锆石。早古生代岩浆岩也曾在特提斯带内有报道，如Sibumasu和Indochina地块之间的Nan-Uttaradit缝合带内晚古生代混杂岩内的花岗岩滚石。这一早古生代岩浆作用可能暗示特提斯构造带东段和西段，如Alpine造山带甚至包括欧洲华力西造山带基底，在早古生代期间有相似的演化历史和属性，均源于冈瓦纳大陆北缘，可能先后从冈瓦纳大陆漂离，最终与位于北部的泛大陆拼合。     

尼日尔三角洲的沉积-构造特征

尼日尔三角洲位于非洲大陆西海岸的几内亚湾,由尼日尔河注入大西洋形成的,是世界上最大的三角洲之一。它发育于冈瓦纳大陆裂解形成的中、西非裂谷系和大西洋被动大陆边缘交汇部位,主体位于大西洋洋壳之上,部分位于非洲前寒武纪结晶基底之上。中、西非中生代裂谷系通过控制贝努埃-尼日尔河系的发育,间接控制三角洲的形成演化。尼日尔三角洲是一个进积型三角洲,具有典型的进积三角洲沉积序列,自下而上依次是海相页岩(Akata组)、近海三角洲相砂岩-页岩互层(Agbada组)和陆相冲积砂岩(Benin组)。三个岩石地层单位均规律性穿时,向洋方向变新。尼日尔三角洲层序中发育一大型重力滑动构造。该重力滑动构造的主滑脱面位于Akata海相页岩中,可以划分出前缘挤压构造变形区和后缘拉张伸展构造变形区。挤压构造变形区发育褶皱冲断带,伸展构造变形区发育堑垒构造,两者之间的过渡带发育滑脱褶皱。尼日尔三角洲的重力构造伴生有广泛发育的泥构造。重力动构造的形成可能与新生代喀麦隆火山带(Cameroon volcanic line)有一定的关系。     

白乃庙-吉中造山带东段早古生代地层的识别及其地质意义

白乃庙-吉中造山带中的诸多前寒武纪地体是否属于同一个微陆块一直存在着争议,由此制约了对该造山带前寒武纪构造演化及其中微陆块基底构造亲缘性的认识。对造山带东段吉林南部头道沟组的野外观察及锆石U-Pb年代学研究表明,该地层形成时代为631～460Ma,是长春-延吉蛇绿混杂岩带的重要组成部分;白乃庙-吉中造山带东、西两段前寒武纪碎屑锆石年龄谱系和ε_Hf(t)值均具有很好的相似性,同时造山带不同地区岩浆岩的锆石Hf同位素模式年龄和全岩Nd同位素年龄均具有很好的对应性,表明卷入该造山带的前寒武纪地体曾同属于一个微陆块;白乃庙-吉中造山带内的下古生界中存在大量泛非期碎屑锆石(～600Ma),结合造山带与冈瓦纳大陆的前寒武纪碎屑锆石年龄谱系和ε_Hf(t)值的高度吻合性,我们认为该造山带中的微陆块可能来自于冈瓦纳大陆,但其在冈瓦纳大陆中的位置与中亚造山带东段的其他地块(额尔古纳、兴安及布列亚-佳木斯-兴凯地块)相距较远。     

西藏申扎地区德日昂玛-下拉剖面：冈瓦纳和特提斯晚石炭世-早二叠世地层和古生物对比的桥梁

西藏北部申扎县永珠地区德日昂玛-下拉剖面中石炭系和二叠系地层发育完整,出露良好,化石丰富。该剖面中查果罗玛组碳酸盐岩地层(泥盆纪—早石炭世)和下拉组(中二叠世)碳酸盐岩地层之间的碎屑岩夹灰岩地层,在沉积上表现为冰海相杂砾岩,在古生物化石面貌上表现为特提斯-冈瓦纳古生物群混生。古生物群混生的现象为石炭纪—二叠纪的特提斯生物区与冈瓦纳生物区之间的地层和古生物对比建立了一座桥梁。永珠组中上部地层中同时产有牙形石和腕足类,牙形石的研究表明其时代为晚石炭世莫斯科期,而腕足类的研究则表明其为早二叠世萨克马尔期。这一矛盾预示着在(亲)冈瓦纳相地区晚石炭世晚期地层缺失的意见需要重新审视。