姚金龙,赵国春，2,韩以贵,刘潜,余珊,Simon Williams,何艳红,李阳

(1.西北大学 地质学系/大陆动力学国家重点实验室,陕西 西安 710069;2.香港大学 地球科学系,中国 香港)

板块构造理论是统领地球科学的方法论[1-7],它的诞生推动了地球科学里程碑式的变革,从根本上改变了地球科学家认识地球演化的方式。板块构造驱动地球岩石圈、大气圈、水圈和生物圈内物质与能量的循环,决定碳、氧、磷、铁等关键生命元素的富集与循环,富集人类赖以生存的资源能源。但是,板块构造并非和地球与生俱来。其自约46亿年前开始,从炽热岩浆海到壳幔分异形成软盖层或停滞盖层构造(前板块阶段)[8-9],到晚太古代板块构造启动后的热俯冲、浅俯冲为特点的早期板块构造阶段[9-15],到俯冲活动可能相对停滞的中元古代地球中年期[15-17],再到可能开始于新元古代的以大陆深俯冲为标志的现代板块构造[18-22],经历了漫长的过程(见图1)。此外,由地幔温度、板片强度控制的马里亚纳型(Mariana型)大洋初始俯冲同样在新元古代开始出现[22]。新元古代—显生宙之交不仅是板块构造演化历史上的重要转折点,更是表生圈层演化的重要节点。这一时期，大气氧含量显著提高,逐渐接近现代水平[23-26],与此同时,出现了多细胞无脊椎动物门类[27-31](见图1)。由此引发了诸多困扰地球科学界的重大科学问题,其中包括现代意义上的板块构造何时启动、建立?现代地球系统何时建立?岩石圈与表生圈层的耦合机制是什么?近年来,构造-气候-地表三者之间的动态耦合机制研究进展迅速,成为世界范围的一个研究新热点,并在灾害、资源、环境和气候变迁、地球宜居性演化等研究领域有着广阔的应用前景。……