华夏古陆于奥陶-志留纪之交的扩展证据和机制探索

研究区奥陶纪凯迪晚期到志留纪鲁丹早期海域古地理变化示意图

探索远古时代特定地质时期生物与环境之间的协同演化，包括它们的演变过程、特点及其复杂的触发与控制机理，需要经过多学科长期不懈的交叉与综合研究，各种相互关联的因素才有可能被揭示出来，此乃研究生命和环境协同演化的魅力所在。在距今4.44亿年前后的奥陶-志留纪交界期，地球上曾经发生过大规模的冰川事件，地球生命系统也曾发生过大规模的集群灭绝事件，灭绝的量级在地质历史5次大灭绝事件中处于第二位。但是，研究发现，这次大灭绝事件在世界各主要板块上的具体表现型式具有明显的“地方特色”。华南板块，在奥陶-志留纪交界时期发生过重要的海陆转换，沧海桑田。围绕着华夏古陆的形成及其演变以及华南大地构造演化这一核心科学问题，全世界的相关地学工作者已经激烈争论了数十年，莫衷一是。

由中国科学院南京地质古生物研究所戎嘉余院士为第一作者撰写的《华夏古陆于奥陶-志留纪之交的扩展证据和机制探索》一文从地层和古生物的角度探讨了这一问题。该文发表在《中国科学：地球科学》（http://earth.scichina.com/cn/dqml.asp）2010年第1期上。他们通过我国浙西、赣东奥陶-志留纪交界时期的地层发育特征和化石产出状况的深入研究，不仅证实了华夏古陆的真实存在，而且高分辨率地揭示了华夏与扬子两个陆块之间的陆陆碰撞聚合的过程以及所产生的一系列地层、古生物效应。

早在8亿年前，一次叫晋宁运动的地壳运动使华夏与扬子两个陆块碰撞聚合形成统一的华南板块，之后，这两个陆块又数次裂离、聚合，但从未分开为两个独立板块，即裂解的深度没有切穿地壳，两个陆块之间未出现过真正的大洋。4.44亿年前后华夏与扬子两个陆块之间发生的故事，尽管在其后漫长的地壳演变过程中，绝大部分证据已经毁坏或消失，但戎嘉余院士的研究小组从地层、古生物的资料中寻找到了蛛丝马迹。研究发现，浙西、浙西北和赣东北地区在奥陶-志留纪之交发生过海域生物相、沉积相和古地理格局的重大变化：在距今4.58～4.55亿年的晚奥陶世凯迪中晚期，这一地区的西南为“怀玉山地”，向东北海水逐渐加深；但到距今4.46～4.43亿年的奥陶纪末赫南特期和志留纪初鲁丹早期，原先的“怀玉山地”与不断拓展的华夏古陆连成一片，研究区日益局限的海域呈现出东南浅、东北深的古地理格局，并在近岸浅水海湾中滋生了著名的华夏正形贝动物群。整个过程，既有全球冰川事件的影响，但更主要的区域性的地壳运动所起的控制作用。地层古生物证据暗示了当时“扬子”与“华夏”两个地块的构造演化和汇聚拼合过程, 以及“华夏古陆”随后向西北扩展的强大态势。

该项研究的创新之处在于：1）基于系统古生物学研究，把生物宏演化、古地理变迁的研究精度提高到以10万年为单位，在国际同类研究中绝无仅有；2）将地层古生物资料运用于板块构造演化的讨论，论据充分，推论可靠，说服力强；3）首次精确分析了奥陶-志留纪之交研究区的古地理格局从西南浅－东北深向东南浅－西北深的转换。研究受到了中国科学院知识创新工程重要方向项目、国家自然科学基金委杰出青年基金项目以及科技部973项目的联合资助。

本项研究启示我们，地球是一个系统，地球科学是一门系统科学，从无机到有机，地质历史中所发生的任何一个事件，必然存在多方面的诱发和控制因素，也必然会在有机和无机界产生一系列紧密相关的效应（结果）。许多地学问题的深入研究，必然要求多学科、多领域学者的密切合作、联合攻关，同时，采用多种技术手段，方能对这些问题开展深入、有效的综合研究。

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