欧-亚-非大陆季风:超级大陆与超级季风的雏形

欧洲-亚洲-非洲大陆聚集在一起,占地球陆地面积的一半以上(约56%),整体上可以近似看作是超级大陆的"雏形";相应地,广泛分布的亚洲-非洲季风-干旱气候系统也可以近似为超级季风-干旱系统的"雏形"。对这一巨大气候体系的研究不仅本身有十分重要的理论和实际意义,同时也能够为研究潘基亚超级大陆-超级季风系统及其演化提供现代或第四纪的"相似型"。晚更新世-全新世地质记录和气候模拟结果表明亚洲-非洲夏季风气候变化主要响应北半球夏季太阳辐射变化;南北半球季风变化在岁差尺度上的相位关系近于相反;西风环流影响下的中亚干旱-半干旱区气候变化在岁差尺度上与亚洲季风也接近同相位变化;亚洲-非洲季风-干旱气候系统的这些变化在岁差尺度上领先于全球冰量的变化。总体上,似乎可以提出这样一种假说:受到地球轨道偏心率幅度调谐的太阳辐射在岁差尺度的周期波动可能是季风-干旱气候在轨道尺度上的主导"韵律",包括潘基亚超级大陆季风气候在轨道尺度上的变化。第四纪欧洲-亚洲-非洲"超级大陆"及其季风-干旱系统本质上与潘基亚超级大陆的季风-干旱系统有着一定程度的相似性,因此研究前者是理解后者(所谓将今论古)的重要途径之一,对解译深时"碎片"化的地质记录有实际意义。

湘西隘口新元古代基性-超基性岩墙年代学和地球化学特征：岩石成因及其构造意义

湘西隘口地区基性-超基性岩墙锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄为831.6±9.7Ma,与桂北、赣东北基性岩墙具有相似的形成时代(约830～825Ma),组成了扬子陆块南缘新元古代呈带状断续分布的基性岩墙群。隘口地区的基性-超基性岩墙化学成分上属于碱性系列,超基性岩具有比基性岩明显高的MgO、Cr和Ni含量,所有样品都展示出相似的稀土和微量元素配分模式,部分样品具有轻微的Nb的负异常和明显的P、Ti的负异常,表明岩浆在演化的过程中遭受过不同程度的地壳的混染。该区基性-超基性样品具有明显高的相似于软流圈地幔的εNd(t)值,则暗示其母岩浆来源于长期亏损的软流圈地幔。结合其微量元素及其对应的比值和εNd(t)值与板内裂谷碱性玄武岩和洋岛玄武岩非常相似的特征,以及扬子周缘大规模相同时代岩浆作用的特点,我们认为这些新元古代火成岩是地幔柱有关的裂谷岩浆作用的产物,地幔柱或超级地幔柱的作用导致了Rodinia超大陆最终的裂解。

古生代-中生代之交的水循环演变及驱动机制

水循环是连接大气圈、水圈、岩石圈和生物圈的重要物质循环过程.本文根据地质记录和深时气候模拟等数据总结了古生代-中生代之交的水循环演变.结果表明,水循环在晚古生代、早中生代发生了重大变化:(1)地质记录恢复的气候带显示,当时全球的干旱带发生了明显扩张,蒸发岩面积从中-晚二叠世开始扩张,到早三叠世达到顶峰,中三叠世恢复至中-晚二叠世的水平,晚三叠-早侏罗世继续收缩;(2)全球年平均降水量在晚石炭、早侏罗世较高,中-晚二叠世和早三叠世较低,呈现为“V”字形变化,显示出一次重大的波动;(3)全球大陆的聚合可能导致泛大陆巨型陆面风和特提斯区域跨赤道风的形成,进而构成全球性的超级季风;(4)热带辐合带摆动的纬度位置在志留纪-石炭纪以及侏罗纪-现代较低,在二叠纪-三叠纪时期向高纬度大幅度漂移.根据事件发生的时间,这些水循环的重大变化与泛大陆的聚合、华力西造山、晚古生代冰期的结束以及大量碳释放和升温事件吻合,这些因素与当时的大气环流和水循环的变化存在密切联系:泛大陆的聚合改变了当时水储量的空间分布,同时改变了大气环流和“季风”,进而导致中-晚二叠世干旱带开始扩张,降水量减少;晚古生代末期华力西造山运动的减弱增强了热带辐合带的摆动,促进了超级季风的发展;碳释放驱动的升温事件改变了能量传输,影响了大气环流;同时植物面貌的转变影响了碳释放,进而影响水循环.由此可见,古生代-中生代之交水循环的强烈波动可能是该重大地质历史转折期岩石圈(地球深部过程)、大气圈(大气过程)、水圈(水循环)及生物圈(生命活动)相互作用的重要体现.