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从冈瓦纳聚合阶段早期生命辐射的构造环境因子到地球系统科学
姚金龙;崔鹏远;韩以贵;张东海;刘潜;赵国春;在地球生物演化历史上，寒武纪生命大爆发最为引人注目。这一时期前后，即新元古代中晚期至寒武纪时期，又发了冈瓦纳大陆聚合(～680～430 Ma)、大气增氧(NOE)、三期雪球地球与冰期事件、地球磁场特殊演化、内核形成等全球性重大事件。而且，现代板块构造可能在这一时期建立。可见地球表生圈层与固体圈层之间存在紧密的相互作用。但是，这一时期推动表生圈层巨变的构造因子及其作用机制争议巨大，目前大多局限于概念模型。地球多圈层定量化数据规律显示，这一时期可能以罗迪尼亚(Rodinia)超大陆裂解诱发雪球地球和启动增氧为开端。其后，冈瓦纳大陆聚合期间，现代板块构造体制下持续超过2亿年的造山作用形成了总规模超过9 000 km的巨型造山带，为地球表生圈层巨变、质变提供了持续驱动力。这一时期的大规模造山带、高压超高压变质和温压比(T/P)急剧下降，表明造山规模均接近现代地球；其根本原因在于大规模大陆深俯冲。另一方面，地幔降温，洋壳减薄，地球上的海陆二分性在这一时期更为显著，地形起伏可能在这一时期达到前所未有的水平，能够为动物活动提供生态空间位置。在海陆二分性的加持下，这些低纬度山脉引发了超强的风化剥蚀作用，为海洋提供了巨量陆缘沉积物，海水Sr同位素在这一时期达到了地球历史最高值。此外，雪球地球也对大陆风化有所贡献。巨量陆缘沉积物和营养元素深刻改变了海洋成分并提升了生产力，持续驱动了增氧事件。另外，新元古代晚期至寒武纪，地球磁场强度极弱，超强宇宙辐射有利于基因突变和生物多样性形成，这可能与地球内核的形成有关；此外还可能发生了真极移和高频倒转。多方面偶然和必然条件的共同作用，为早期生命辐射提供了基因和环境诱因以及生态位置(即外因),最终形成了多圈层相互作用的地球系统。
中亚造山带中元古代微陆块构造归属及其对中元古代地球系统演化的启示
刘潜;赵国春;韩以贵;姚金龙;张东海;何艳红;与古元古代和新元古代时期重大的地球表生环境生命系统变革明显不同，中元古代时期(1.6～1.0 Ga)的表生环境相对稳定、生命演化也相对有限，但见证了从Nuna(Columbia)超大陆聚合形成后的外围俯冲增生、伸展裂解并再次拼合形成Rodinia超大陆等一系列深部地质过程变动。中亚造山带南缘广泛分布中元古代微陆块，发育1.56～1.36 Ga的结晶基底和绿片岩相至角闪岩相变质火山沉积岩，其构造归属仍存在很大争议。最新的研究通过基底组成、岩浆活动性质及碎屑锆石U-Pb年龄谱和Hf同位素组成的综合对比，揭示中亚造山带南缘中元古代微陆块与亚马逊克拉通西部具有亲缘性，构成了Nuna超大陆边缘俯冲增生带的一部分。该文进一步综合中元古代时期地球表生环境生命与深部系统各指标，揭示中元古代时期并非地球演化进程中的停滞期，Nuna超大陆边缘持续的俯冲增生很可能是促使中元古代大气呈波动式短期增氧以及真核生命向多细胞演化的关键控制因素。中元古代时期地球深部过程与表生环境生命演化之间的时空耦合关系及其主要机制仍是有待进一步深入研究的重要科学问题。
青藏高原羌塘古生界研究进展与存在问题
解超明;史哲;段梦龙;陈红灿;徐铭蔚;白希泰;张家俊;羌塘处于青藏高原腹地，在大地构造上以龙木错—双湖缝合带(羌塘中央隆起带)为界划分为羌南和羌北两个地块。羌塘中部的蛇绿混杂岩、高压变质岩以及弧岩浆岩等方面的大量前期研究表明，龙木错—双湖古特提斯洋至少从寒武纪打开、持续或阶段性演化到三叠纪，使得羌南和羌北在古生代期间分属于冈瓦纳与劳亚大陆体系。在综述前人研究基础上，系统总结了羌塘中央隆起带古生界的物质组成、时空分布特征以及地层的划分与对比情况。通过梳理研究发现，羌南和羌北的古生界沉积记录相对完整和连续，但研究程度仍明显偏低，南、北羌塘古生代盆地充填与演化研究明显不足，有关龙木错—双湖古特提斯洋及两侧大陆边缘的演化历史并不清楚，羌塘盆地结构与构造属性与羌塘油气远景评价等基础地质工作亟须开展。开展羌塘古生界研究，不仅能有效揭示古特提斯洋的演化历史，对重塑古特提斯洋-陆构造格局具有重要约束意义，同时，对认识羌塘盆地基底性质与结构、进行羌塘油气资源调查等具有重要的实践指导意义。
黑色页岩与宜居地球的形成与演化
黄康俊;夏文鹏;杨奕曜;常超;鞠鹏程;张兴亮;黑色页岩沉积记录了宜居地球形成与演化的关键阶段，涵盖超大陆聚散、大规模气候波动、古海洋氧化还原条件变化以及生物辐射与灭绝等重大地质事件。黑色页岩的形成通常与海洋环境密切相关，不仅反映了地质历史时期海洋氧化还原状态与生命演化的相互作用，还记录了氮、磷、铁等关键生命元素在生物圈与非生物圈之间的循环与转化信息。该研究系统探究了黑色页岩的沉积特征及沉积模式，黑色页岩对关键生命元素、生物地球化学循环以及古海洋氧化还原状态的指示；同时，探讨了黑色页岩的风化作用对全球碳循环及环境污染等方面的影响；最后，梳理了当前黑色页岩在地球宜居性研究中存在的主要问题，并展望其未来的发展方向。
锆石多元同位素及微量元素示踪岩石成因研究的进展及应用
朱韧之;王榕漳;张宇;锆石广泛存在于固体地球的岩浆岩、变质岩和沉积岩中，因其具有耐高温及风化等稳定特性，从而可以记录岩石的结晶年龄、温度、氧逸度以及地球化学特征等信息，对岩石成因及深部过程研究具有重要意义。该研究对锆石在岩石成因研究中的进展做了分析发现，锆石含有大量放射性同位素及其稳定的衰变产物，其中238U衰变为206Pb,235U衰变为207Pb,232Th衰变为208Pb,因此U-Pb同位素衰变体系是示踪锆石寄主岩石结晶年龄的最优途径。锆石中，176Lu可衰变为176Hf,可以利用Lu-Hf放射性同位素体系很好地示踪锆石寄主岩石的岩浆源区。同时，锆石的O稳定同位素很好地记录了其源区O同位素特征，可用来示踪寄主岩石源区物质的壳幔属性特征。新开发的锆石Zr稳定同位素为揭示锆石寄主岩石的岩浆过程提供了新的视角(比如示踪酸性岩浆分异及岩浆演化的动力学过程)。利用锆石晶格中的微量元素建立的温度计和氧逸度计等可定量约束锆石记录的结晶温度和氧逸度等物理化学参数。依托于锆石的同位素体系、温度计和氧逸度计等各种方法，在岩石成因研究中发挥了重要科学价值，锆石是地学研究者广泛使用的科学研究载体，为解决地学及相关行星学问题将持续发挥作用。
期刊信息
杂志社名称：西北大学学报 自然科学版
杂志社英文名称：JOURNAL OF NORTHWEST UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE EDITION
出版周期：双月刊
出版地：西安市
语种：汉
主管：陕西省教育厅
主办：西北大学
主编：亢小玉
ISSN：1000-274X
CN：61-1072/N
邮发代号：52-10