“寒武纪大爆发”事件探秘

小引 最初的地球生命诞生于38亿年前，可是在起初30多亿年的岁月里，生命却一直缓慢地进化。出乎意料的是，进入寒武纪后生命突然加快了进化速度，在不到1000万年的时间里，各种动物爆炸似地出现。这就是地球生命演化史上著名的“寒武纪大爆发”事件。

“寒武纪爆发”事件及其成因述评

主要后生动物门类化石在寒武纪初期的突然出现记录了生命史中一个从未有过的快速演化时期,这一事件被称为"寒武纪爆发(Cambrianexplosion)".多年来有关"寒武纪爆发"成因的各种猜测从未间断过.但是,将古生物化石记录看成是生物进化过程中种系形成的真实过程已遭到许多研究者的非议,这主要取决于以下二方面的证据:一是对早期后生动物系统发生关系的重新评估;二是来自于分子系统学和分子钟的研究.现在看来,"寒武纪爆发"事件的产生,一方面归因于化石体积的明显增加及其伴随的骨骼化过程,另一方面可能是其时的进化革新事件所导致.

大氧化事件与寒武纪大爆发

发生在距今5.18亿年前的寒武纪生命大爆发,是生命史上里程碑式的演化事件,涌现了从低等的海绵动物到高级的脊索动物几乎所有的祖先分子,一举奠定了5亿多年来以两侧对称为主的具骨骼后生生物的演化,最终铸就了当今地球生物圈的形成。对于寒武纪大爆发的原因,近年来有越来越多的证据指向氧气含量大幅提升这一推手,也就是说氧气的显著变化对于引发大爆发事件起了非常重要的作用,而氧气的演化源自于前寒武纪二次大氧化事件。

北半球平流层春季最后增温事件爆发日期定义方法的比较分析

本文对定义北半球平流层春季最后增温事件(Stratospheric Final Warming,SFW)爆发日期的三种不同方法进行了比较分析。三种方法分别为:1)基于平流层极夜急流核心纬度带(60°--75°N)逐日纬向平均纬向风最后一次由西风转为东风的时间,简称为逐日风场反转法;2)将月平均纬向风场数据线性插值成逐日数据,然后基于插值后的逐日纬向平均纬向风由西风转为东风的时间,简称为月均风场插值法;3)90°N与60°N之间纬向平均温度经向梯度最后一次由负转正的日期,简称为温度梯度反转法。结果表明,由逐日风场反转法和月均风场插值法得到的SFW爆发日期基本一致,但是当平流层冬末和春初发生爆发性增温时,两种方法确定的SFW爆发日期易出现较大偏差;温度梯度反转法确定的SFW爆发日期早于逐日风场反转法确定的SFW爆发日期,在30 hPa等压面层,两种方法定义的平均日期相差16 d。由于逐日风场反转法在实际使用时更为常见,因此,以该方法为参考,对温度梯度反转法进行修订,结果表明,如果将温度梯度反转法中的阈值由0 K提高为3 K,以上利用温度和风场确定的SFW爆发日期则基本一致。

阿尔金山地区构造单元划分和前寒武纪重要地质事件

阿尔金山地区构造单元从北至南划分为敦煌地块、阿尔金北缘蛇绿混杂岩带、中阿尔金中—新元古代构造岩片、阿尔金构造杂岩带和阿尔金南缘基性超基性岩带5个构造单元,它们具有不同的岩石组合和变质变形特征。在正确识别地质事件的性质和特征的基础上,根据现有同位素年龄资料甄别出5期重要地质事件。3600～2500Ma的数据表明敦煌地块内存在始太古代、古太古代、中太古代、新太古代古老地壳和多期的岩浆活动;2500～1800Ma的古元古代是敦煌地块遭受强烈改造和中基性侵入岩形成的时代;1000～800Ma存在新元古代碰撞造山和大规模的岩浆活动;530～500Ma是阿尔金北缘蛇绿混杂岩带、高压变质泥质岩和榴辉岩的变质时代,形成的构造杂岩带是古生代早期秦岭-柴达木盆地北缘巨型碰撞带的西延部分;400Ma的柴水沟辉长岩的斜锆石年龄代表了碰撞后的裂解事件。

吕梁地区早前寒武纪主要地质事件的年代框架

通过同位素地质年代学研究初步建立的吕梁山地区早前寒武纪主要地质事件的年代格架是:界河口群形成在2600～2400Ma期间。吕梁群近周峪组火山岩形成在2360～2350Ma期间,2124Ma时野鸡山群白龙山组火山岩喷发。赤坚岭杂岩约在2150Ma时侵位,随后发生了钾质花岗岩的侵入(2031 Ma左右),界河口群和吕梁山群都受到这次构造热事件的影响。芦芽山紫苏花岗岩在1800Ma左右侵位。

泰山地区早前寒武纪主要地质事件与陆壳演化

通过详细的野外地质调查和岩石学、地球化学、同位素年代学工作，建立了鲁西泰山地区地质演化框架：晚太古代早期表壳岩形成（２８４０～２８２０Ｍａ）；晚太古代早期望府山期英云闪长岩侵位和高角闪岩相变质变形改造（＞２７００Ｍａ）；晚太古代晚期绿岩建造形成和高绿片岩相－低角闪岩相变质变形改造（２７００～２６００Ｍａ）；晚太古代晚期大众桥期基性－中酸性岩侵位（２５６０～２５３０Ｍａ）；晚太古代晚期傲徕山期二长花岗岩侵位（２５６０～２５１４Ｍａ）；早元古代初期中天门期中性－中酸性岩侵位（２５１９～２４９０Ｍａ）；早元古代初期摩天岭期二长花岗岩侵位（２４９０Ｍａ）和早元古代晚期红门期辉绿岩侵位（２１００～１８００Ｍａ）。晚太古代早期变质表壳岩和望府山期英云闪长岩在高角闪岩相变质和强烈的变形作用改造下，形成北东向展布的似层状岩系，此阶段称为晚太古代早期阜平期前绿岩陆壳形成和改造阶段（＞２７００Ｍａ）；晚太古代晚期绿岩建造，大众桥期、傲徕山期深成侵入岩系呈北西向展布，且经历低角闪岩相－绿片岩相变质和塑性、韧性变形作用改造，此阶段称为晚太古代晚期陆壳增生和克拉通化阶段（２７００～２５００±２０Ｍａ）；在早元古代深成侵入岩系沿北西向?

冀西北麻粒岩区早前寒武纪主要地质事件的年代格架

本文通过年代学资料和其它地质依据建立了冀西北及邻区麻粒岩地体早前寒武纪主要地质事件的年代格架。早期的基性火山喷发事件发生在2868—2932Ma期间,形成本区的早期地壳。在2761Ma左右发生了大规模的TTG岩浆侵位事件,在2650Ma时发生了基性岩浆侵位,使地壳加厚。在2561—2503Ma期间,花岗闪长质岩浆在本区广泛侵入,使地壳进一步加厚。2477—2461Ma期间,紫苏花岗岩以岩株形式侵入,同时发生区域麻粒岩相变质,早期地壳受到改造。大约在2300Ma时发生第二阶段的麻粒岩相变质。此后,在2144—2087Ma期间红色花岗岩侵位,形成花岗岩带。

网络群体性事件爆发机理:“传播属性”与“事件属性”双重建模研究——基于195个案例的定性比较分析(QCA)

目前网络群体性事件发生的频度、烈度、参与人数都日渐上升,社会舆论也呈现了新特点,这些问题都亟待回应。本文通过对2010至2011年间发生的195个网络群体性事件进行大样本案例量化分析,探索网络群体性事件的爆发机理。本文结论认为"公众共同的利益诉求""事件发生地""首发媒体""首发位置""中央媒体参与报道"5大因素是网络群体性事件爆发的关键成因,其他因素同样参与着网络群体性事件爆发。

前寒武纪重大地质事件

本文概括性地阐述我国前寒武纪冥古宙、太古宙、元古宙三大地史阶段的重大地质事件,粗略勾绘前寒武纪地球演化的轨迹,期望了解我国与全球变化的异同,进一步突出我国前寒武纪三大地史阶段中新太古代超级地质事件及元古宙时期中国大陆块体对哥伦比亚及罗迪尼亚两个超大陆形成与破裂的地质响应。冥古宙是地球最早期的地史阶段,从太阳系形成的4 567Ma至地球上最老的4 030Ma的Acasta片麻杂岩。碎屑锆石保存最好的地点是西澳的Mt.Narryer和Jack Hills。目前在中国大陆至少有7个地点发现具有罕见的约4.0Ga的碎屑锆石,这些地点并不位于克拉通区,而是赋存于造山系新元古代至古生代以碎屑岩为主的地层中。太古宙（4 030～2 420Ma）定义为从最古老的岩石出现（4 030Ma Acasta片麻岩）至冰碛层首次广泛分布的寒冷期之间的一段地史。最古老的岩石为英云闪长片麻岩,构成加拿大西北斯拉夫克拉通4.03～3.94Ga Acasta片麻岩的一部分。西南格陵兰Isua带保存全球有最老的表壳岩,形成于3 810 Ma。太古宙最重大的地质事件莫过于2 780～2 420 Ma时期的新太古代超级事件。值得指出的是华北克拉通最古老、也是中国最古老的岩石出露在中国辽宁鞍山地区,约3.80Ga英云闪长岩-奧长花岗质片麻岩和3.30Ga的表壳岩已被识别。华北克拉通太古宙有与世界各地太古宙相似的演化历史和特点,包括花岗岩-绿岩带及高级变质片麻岩带、广泛的英云闪长岩-奧长花岗岩-花岗闪长岩（TTG）片麻岩、古陆壳的出露（略老于3.8Ga）、广泛分布的BIF等。我国太古宙花岗岩-绿岩带虽然在华北克拉通分布较广,但与南非、格陵兰、加拿大、西澳等地经典的花岗岩-绿岩带相比,时代偏新,仅以新太古代为主,规模偏小,缺少大面积分布的科马提岩,且变质程度偏高,主要为角闪岩相-麻粒岩相变质。演化到元古宙（2 420～541 Ma）,则进入成熟的、较冷的、刚性程度较高的地球,以现代样式板块构造、超大陆旋回和更复杂的疑源类（eukaryotic）生命的发育为特征。这种变化大致出现在2 420 Ma左右,与哈默斯利型BIF的消失及地史中首次广泛出现的冰川沉积物年代相近。古元古代早期十分重要的＂休伦冰川事件＂、指示大氧化事件的古老红层在我国尚未被发现,与Lomagundi-Jatuli（LJE）δ13 C的同位素漂移有关的关门山组古元古代沉积地层的同位素年代学依据不足;古元古代磷矿和具有巨大石油潜力的2.01Ga Shunga事件也未能鉴别。但中国最大特色是发育了与哥伦比亚和罗迪尼亚超大陆汇聚与裂解有关的良好地质记录,特别是华北克拉通保存了古元古代与哥伦比亚超大陆汇聚有关的超高温、高压麻粒岩等变质及岩浆事件,1 780 Ma以后的中元古代又保存了与哥伦比亚超大陆裂解有关的裂谷沉积及岩浆活动;而在扬子和塔里木陆块区则保存了与新元古代早期与罗迪尼亚超大陆汇聚有关的蛇绿岩、混杂岩、洋内弧、俯冲增生杂岩及大陆边缘弧,在约800 Ma以后则发育了与罗迪尼亚超大陆裂解有关的沉积及岩浆活动的地质记录,为中国和全球地质学者研究这一时期地球系统变化和成矿作用提供了客观的野外实验室和良好的范例。

抚顺南部早前寒武纪变质杂岩的地质事件序列

抚顺南部早前寒武纪变质杂岩是华北克拉通北缘辽北-吉南早前寒武纪变质地块的一个重要组成部分,主要由浑南群石棚子组角闪岩相变质火山岩、火山碎屑岩及相伴生的沉积岩等表壳岩系和侵位于其中的石英闪长质片麻岩、英云闪长质-奥长花岗质-花岗闪长质(TTG)片麻岩和花岗闪长岩-二长花岗岩-钾长花岗岩岩石组合组成。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素分析结果显示,侵位于表壳岩中的石英闪长质片麻岩样品12LN39-3的岩浆结晶年龄为2571±7Ma,指示存在老于该年龄的表壳岩系。英云闪长质片麻岩样品12LN04-1和奥长花岗质片麻岩样品13LB49-3的岩浆结晶年龄分别为2544±4Ma和2550±10Ma,记录了一期重要的英云闪长质-奥长花岗质片麻岩侵位事件。斜长角闪岩(样品12LN25-2)的岩浆结晶的最小年龄为2530±5Ma,指示另一火山喷发阶段。晚期钾长花岗岩样品12LN01-1和奥长花岗质片麻岩样品12LN27-1分别侵位于2522±4Ma和2518±23Ma,说明它们的岩浆作用发生于同一时期。而采自于晚期未变形侵入体的石英闪长岩样品12LN30-2的岩浆结晶年龄为2496±18Ma,与上述表壳岩和深成侵入体的主要变质作用(2510~2470Ma)同期发生。这些年代学结果表明,抚顺南部地区新太古代大规模的铁镁质火山喷发作用在大于2571±7Ma已经发生,紧接着2571±7Ma发生石英闪长质岩浆侵位,在2550±10Ma^2544±4Ma之间发生英云闪长质-奥长花岗质岩浆侵位。接下来铁镁质火山再度喷发(~2530±5Ma),随后为钾长花岗岩和奥长花岗质岩浆的侵位(2522±4Ma^2518±23Ma)。晚期为角闪岩相变质作用时期(2510~2470Ma),伴随一定规模的石英闪长岩侵位。

再论寒武纪大爆发与动物树成型

显动宙(也译为显生宙)创新大爆发导致了动物门类的幕式出现,并非"瞬间"或"同时发生"。狭义寒武纪大爆发代表三胚层动物的首次大辐射,包括2大幕(不宜定义为"序幕"和"主幕"):第一幕为"小壳幕",规模较大,基本完成了原口动物亚界中触手担轮类和蜕皮类两大谱系的轮廓构建;第二幕以澄江动物群为代表,它既延续并扩展了前期海绵类、双胚层动物和原口动物的兴旺,更诞生了后口动物亚界完整的"5+1类群":即全部五大现生类群(棘皮类、半索类、头索类、尾索类、脊椎类)的原始代表和"遗失了"的古虫动物门。至此,随着多数动物门类的陆续面世,大爆发宣告基本终结。该爆发的前奏即"埃迪卡拉幕","试验性"地创造了各种成功的和不成功的基础动物和原口动物的少数先驱。寒武纪爆发与其前奏之间并无实质性间断,可合称为显动宙早期创新大爆发,它导致了整棵动物形态树的框架成型。

辽西四合屯脊椎动物集群死亡事件:火山爆发的灾变记录

辽西北票以Confuciusornis-Sinosauropteryx-Zhangheotherium为代表的四合屯脊椎动物组合发现于义县组下部湖相沉积中,时代为早白垩世Barremian中期(J—K界线144 Ma)或Valanginian晚期(J—K界线136 Ma)。化石包括鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类及无脊椎动物和被子植物,孔子鸟类群和具"羽毛"的小型兽脚类恐龙共生。野外发掘表明,化石完整地保存骨骼硬体及羽毛、食物、胃石、卵等软体及生理组织,确认多次非正常生物集群死亡事件。在四合屯发掘剖面上,含化石正常沉积的湖相页岩与火山喷发事件形成的沉凝灰岩互层,中酸性火山爆发形成的环境突变效应是导致脊椎动物集群死亡的主要原因。

朝阳北部早前寒武纪变质杂岩地质事件序列

朝阳北部早前寒武纪变质杂岩是华北克拉通北缘承德-阜新变质地块的一个重要组成部分,主要由一套变质火山岩、火山碎屑岩及其相伴生沉积岩等表壳岩组成,被TTG片麻岩、辉长岩和石英闪长岩等深成侵入体侵位。这些表壳岩和深成侵入体均经历了高角闪岩相变质作用。表壳岩中石榴石斜长角闪岩(CY004-3),其原岩岩浆结晶年龄为2513～2520Ma,遭受了2447Ma变质作用改造。石榴石透辉石斜长角闪岩(CY006-6),其原岩岩浆结晶年龄2481～2568Ma,记录了～2400Ma变质事件。小角度切割变质火山岩和磁铁石英岩的早期二长花岗质片麻岩脉体,岩浆结晶年龄为2496～2501Ma,表明这些变质火山岩的岩浆结晶年龄应在2500Ma以上。侵位于这些变质层状岩系内的不同规模的深成侵入体记录了古元古代早期重要的岩浆事件。石榴石辉石斜长角闪岩(CY004-4),原岩为辉长岩,岩浆就位年龄为2394Ma,记录2354Ma的变质年龄。黑云角闪斜长片麻岩(CY005-1),原岩为石英闪长岩,其岩浆就位结晶年龄为～2403Ma。变质辉长辉绿岩(CY014-1)给出了2399～2404Ma的岩浆就位结晶年龄。上述变质火山岩等表壳岩系主期变质作用发生在古元古代(2350～2460Ma),与变质深成侵入体就位同时发生。这些年代学结果表明,这一地区大规模的铁镁质火山喷发作用发生在新太古代末期,在古元古代(2350～2460Ma)发生主期变质作用和深成岩浆作用。

碳氧同位素与前寒武纪和寒武纪边界事件

详细地测定了湖北和云南两个标准剖面中前寒武纪和寒武纪边界上150个样品的碳、氧同位素值。结果表明在此边界上,碳、氧同位素值有一个明显的急剧变化。造或这种变化的原因可能是外星体撞击地球后由于生物的大量灭绝造成的。

寒武纪早期大气-海洋氧含量与生命大爆发

寒武纪早期（541-510Ma）地球环境与这一时期生命大爆发之间的关系一直是地球生物学研究的热点问题之一。本文系统总结了目前寒武纪早期大气-海洋氧含量与这一时期生命辐射之间关系的3种假说：大气-海洋的氧含量增加导致了寒武纪生命大爆发;寒武纪生命大爆发导致了大气-海洋氧化以及二者之间没有因果关系。3种假说均有相应的支持证据,但也存在与寒武纪早期海洋化学记录、与现代海洋观察不符和上述假说均未考虑寒武纪早期生命演化所展示的时空差异性等问题。在上述3种假说的基础之上,本文通过对寒武纪构造活动、陆源输入、海洋化学和生命演化等最新资料的综合讨论和分析表明：寒武纪早期地球环境与生命辐射之间很可能是相互作用与协同演化关系,而非简单的单向关系。

华北陆块前寒武纪两次重大地质事件的特征和性质

分类统计了华北陆块236个精度较高的大于16亿年的年龄数据。统计分析显示,年龄数据存在2个最为明显的峰期,分别位于2550～2475MaBP和1900～1750MaBP区间,对应华北陆块25亿年和18亿年地质事件。同时,这2次地质事件所包含的变质作用峰期和成岩作用峰期均有不同步的特点。25亿年地质事件中成岩作用峰期早于变质作用峰期,而18亿年地质事件中变质作用峰期早于成岩作用峰期。由此反映这2次地质事件性质的差异。25亿年地质事件表现为巨型麻粒岩带、岩浆构造热事件、沉积建造开始和环境变化等,可能代表华北陆块一次重要的拼合事件;而18亿年地质事件表现为非造山岩浆活动、裂谷型火山—岩浆活动和强烈的退变质作用等,可能代表华北陆块一次重要的裂解事件。

华北克拉通西部基底早前寒武纪地质事件、性质及其地质意义

综合华北克拉通西部陆块阴山地块、孔兹岩带和鄂尔多斯地块基底正、副片麻岩以及鄂尔多斯地块现代河流沙锆石U-Pb和Hf同位素资料,并根据最新获得的鄂尔多斯基底及盖层继承碎屑锆石U-Pb年龄及Hf同位素统计分析揭示,该陆块存在古、中太古代陆壳物质,自新太古代以来先后发生了新太古代~2.7Ga、2.55~2.45Ga以及古元古代2.2~2.0Ga和1.95~1.85Ga等多期构造热事件。由基底和盖层中各类岩石中获得的~2.5Ga锆石的εHf(t)多为正值,Hf陆壳模式年龄(t_(DM)~C)介于2.9～2.6Ga之间(峰值～2.75Ga),阴山地块存在～2.7Ga的岩石,鄂尔多斯地块基底有～2.7Ga继承锆石记录,证明新太古代存在一期重要的陆壳生长。2.55～2.45Ga的岩浆活动在西部陆块不同地质单元基底岩石中均有记录,出现大量壳源花岗岩和幔源岩浆侵入及麻粒岩相变质作用,它们的锆石εHf(t)值由负到正变化大,Hf陆壳模式年龄(t_(DM)~C)除少数接近岩浆活动年龄外,多数明显高于它们的形成年龄,指示了强烈的陆壳再造和一定陆壳生长,岩石组合及地球化学特征反映了汇聚挤压转为伸展环境,类似于华北陆块～2.5Ga广泛的岩浆变质事件及构造背景,揭示了不同陆块碰撞拼合而后转为伸展的构造演化过程。古元古代2.2～2.0Ga期间,沿鄂尔多斯地块北部及东部边缘出现大洋俯冲消减有关的陆缘弧花岗岩类,它们的锆石εHf(t)和t_(DM)~C值变化范围很大,表明在古元古代中晚期鄂尔多斯地块基底仍发生有陆壳增生和再造。此后在1.95～1.85Ga期间,沿鄂尔多斯地块北部的孔兹岩带和东部的中部构造带均发生顺时针P-T演化轨迹的变质作用,证明～1.95Ga鄂尔多斯地块相继与北部阴山地块和东部陆块碰撞拼合为一体,至～1.85Ga发生陆壳抬升与伸展、发生陆壳物质减压熔融的强烈混合岩化和大量S型花岗岩形成,其后发生镁铁质岩墙侵入,标志着华北陆块最终克拉通化完成。

突发事件新闻报道与微博信息的爆发性模式比较

Web信息流是突发事件监控预警中重要的信息来源，通过研究信息流的爆发特性可以及时的了解事件发展的状态。利用隐马尔可夫模型对新闻渠道和微博两种渠道的信息爆发性模式进行了分析，对28起突发事件进行了实验研究。对两种渠道的信息爆发模式上进行了比较，实验结果表明两种渠道在信息爆发模式上存在差异，这种差异不仅与突发事件类型有关，而且与突发事件的等级有关。进而对两种渠道信息传播的时效性进行了研究，结果表明微博信息演化过程快于新闻报道。结论对于突发事件监控预警具有实际的指导意义。

强火山爆发与厄尼诺事件

前人研究指出,强火山爆发时,把大量火山灰喷入平流层。0.5—1年内即可扩展到全球,它可以使全球平均气温下降0.5℃。本文主要揭示了近34年来,强火山爆发使全球平均气温降低这一微弱信息,经过大尺度海气相互作用调节、放大之后,使西太平洋副热带高压、赤道辐合带、北太平洋海温距平场转折,并容易发生厄尼诺的规律性。指出强火山爆发可能是厄尼诺发生的重要原因之一。