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摘要
对地球未来环境变化的准确预测应该建立在正确认识地球环境演变规律的基础之上,而地球固体圈层与表层圈层的耦合过程研究是获取上述规律认识的重要环节.本文重点探讨显生宙以来地球固体圈层演化与三次大冰期之间的关系,旨在厘清地球固体圈层变化影响环境演变的关键因素.地球自5亿年以来一个重要的特征是,主体处于南半球的冈瓦纳大陆通过不断的裂解、漂移,最终形成今天陆地主体处于北半球的洋陆格局,而原、古、新特提斯洋开启与关闭主导了这一陆块的南北大迁移.从冈瓦纳裂解的陆块聚集于低纬度区(南北纬20°之间)造成陆地面积明显增加时,恰好对应显生宙以来三次大冰期的降温时期.低纬度区是地球系统接受太阳能量密度最大的区域,但该地区大陆面积的增加会减少地表对能量的吸收,降低所吸收的能量向两极的传导与对流,从而导致全球表层温度降低.低纬度区由于日照充足,同时也是海洋浮游生物物种繁盛地,因而易形成富含有机质的沉积物.当大陆进入低纬度区时,大量生物残骸沉积在大陆边缘,为未来的成烃成藏创造了有利条件.在大洋关闭过程中,这些沉积物发生俯冲,降低了上盘岛弧地区岩浆的氧逸度,从而使特提斯域形成还原性岩浆热液矿产(钨、锡、锂等)资源特色.因此,在地球系统中,表层的板块运动通过改变洋陆格局和能量分配,使地球环境发生响应式改变,而这种改变又通过板块俯冲导致的物质循环使地表过程对深部构造产生重要影响.显然,特提斯是理解地球系统过程与变化的理想天然实验室.
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单位岩石圈演化国家重点实验室; 中国科学院地质与地球物理研究所
