近日，西北大学早期生命与环境研究团队在《美国国家科学院院刊》上发表文章，研究以全球视角破解了困扰科学界百年的地质谜题——全球“大不整合”的形成，并非此前认为的“雪球地球”冰川侵蚀。这一突破性发现，为理解地球演化与生命爆发的关联提供了全新视角。

大不整合是地质学界的经典谜题，特指记录生命大爆发的寒武纪地层不整合覆盖于前寒武系之上的地质现象，早在19世纪达尔文时代就受到科学界的关注，曾被美国古生物学与地层学家查尔斯·沃尔科特（Charles Walcott）称为“Lipalian”阶段，代表了地球和生命演化过程中缺少地质记录的一段空白期。大不整合作为全球地质记录中发育范围最广和最具影响力的地层缺失，被认为与“雪球地球”与现代板块构造的起始密切相关，其上发育的大海侵事件被认为是富营养海洋的形成和寒武纪大爆发的重要环境诱因。以往研究集中于北美地区，将其归因于寒武纪沉积之前不久（新元古代）的构造剥露或冰川侵蚀。

华北大陆内部广泛分布的间隔长达16.6亿年的大不整合。受访者供图

博士研究生詹容若与导师西北大学教授段亮联合国内外学者基于华北大不整合上下的地层接触关系，通过下伏基底锆石和独居石U-Pb、黑/白云母Rb-Sr、锆石(U-Th)/He在内的多种（热）年代学和QTQt深时热史反演模拟，发现不同地区的大陆基底从中-上地壳到近地表的剥露和冷却均主要发生在古元古代的距今21至16 亿年期间。

“通过全谱系（高-、中-、低温）热年代数据集成和洲际对比，我们首次从全球视角解读了大不整合的成因，证明了古元古代哥伦比亚超大陆旋回调控下的长期构造剥露，才是驱动巨量地壳物质剥蚀和造成全球大陆内部普遍缺失超过10亿年的地质记录和发育大不整合的主要原因，而非新元古代 “雪球地球”期间的冰川侵蚀。”段亮表示。

除全球古大陆的多种热年代学数据外，多项同位素指标联合揭示的大陆风化强度的显著升高也同步发生于哥伦比亚超大陆旋回期间。纵观全球，许多古大陆上均发育结晶基底直接被相对平坦的古元古代固结纪（Stratherian）地层所覆盖的现象，表明古大陆的太古宙-古元古代基底均在哥伦比亚超大陆聚合之后就已经被完全剥露至地表，为认识全球性“大不整合”的成因提供了有力的佐证。

相关论文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.2523891123