述评：Rodinia超大陆拼合和裂解的古地磁检验

近期，关于新元古代Rodinia超大陆的重建问题，随着地质学和古地磁学研究的进展许多学者提出新的见解。Weil等（1999）重新汇编了劳仑、波罗的、刚果、圣弗朗西斯科和卡拉哈里克拉通1100－800Ma定年较好的古地磁极，并做出新的重建。南美（圣弗朗西斯科）首次获得古地磁重建位置。Powell等的研究使卡拉哈在Rodinia的位置更加清晰。东冈瓦纳（澳大利亚、大印度、南极洲）的古地磁研究更加深入，厘定了澳大利亚与劳仑裂解发生在750Ma前，不是先前的720Ma。地质和古地磁研究认为南极洲东部不是一个完整的大陆块，而是由三个古陆块组成。大印度（包括印度、马达加斯加等） 也离开澳洲。这动摇了东冈瓦纳为统一的古大陆的假设。西伯利亚在Rodinia中的位置也在争论之中，依据古地磁至少有三个位置。总之，关于Rodinia超大陆构成的研究还需要更多、更可靠的古地磁证据支持；同时新元古全球统一超大陆的存在也受到质疑。文中重点评述Rodinia超大陆拼合和裂解的古地磁检验，以及以此进行的全球主要大陆的重建。     

全球新元古超大陆拼合和裂解及中国大陆所处位置古地磁研究进展

新元古超大陆Rodinia的拼合和裂解是目前国际地学研究的热点。古地磁研究的成果对全球各大陆在Rodinia超大陆中的定位发挥着不可替代的作用。劳仑和澳大利亚新元古—寒武纪古地磁极的拟合 ,证明了劳仑和澳大利亚 (东冈瓦纳 )大陆的汇聚。西伯利亚、波罗的以及中国华北、华南古陆块上最新获得的古地磁成果 ,得以进一步讨论新元古超大陆Rodinia的重建。有的否定Rodinian的存在 ,如J.D .A .Piper ;有的对先前从地质证据重建的Rodinia进行修正 ,如T .H .Torsvik。而对中国华北、华南、塔里木古陆块在Rodinia超大陆的位置提出的新意见 ,还存有争议。本文将对上述内容做出详细的评述。     

全球新元古超大陆拼合和裂解及中国大陆所处位置古地磁研究进展

新元古超大陆Ｒｏｄｉｎｉａ的拼合和裂解是目前国际地学研究的热点。古地磁研究的成果对全球各大陆在Ｒｏｄｉｎｉａ超大陆中的定位发挥着不可替代的作用。劳仓和澳大利亚新元古－－寒武纪古地磁极的拟合,证明了劳仓和澳大利亚（东冈瓦纳）大陆的汇聚。西伯利亚、波罗的以及中国华北、华南古陆块上最新获得的古地磁成果,得以进一步讨论新元古超大陆Ｆｏｄｉｎｉａ的重建。有的否定Ｒｏｄｉｎｉａｎ的存在,如Ｊ．Ｄ．Ａ．Ｐｉｐｅ     

塔里木陆块新元古代—早古生代古板块再造及漂移轨迹

塔里木陆块周缘的新元古界地层记录了涉及Rodinia聚合和裂解的构造热事件,但塔里木在Rodinia超大陆中的位置以及在Rodinia裂解后如何运动尚无定论.采用收集的古地磁数据,并结合塔里木西北缘阿克苏地区的野外工作以及塔里木周缘代表性岩石如A型花岗岩、基性岩墙群、大陆溢流玄武岩和双峰式火山岩等的同位素年代学数据,将塔里木陆块从Rodinia超大陆中裂解的时间限制在830～ 700 Ma BP.之后,塔里木陆块随澳洲板块一起加入冈瓦纳大陆.约在450Ma BP,塔里木陆块和澳洲板块发生分离,并快速北漂,最终在晚古生代加入劳亚大陆.新元古代—早古生代,塔里木陆块整体上从北半球较高纬度向南半球漂移,并在奥陶纪向北半球快速回返.     

超大陆研究进展

本文初步综述了超大陆研究的一些新成果。超大陆的拼贴和裂解一般与地球深部作用有关；各超大陆旋回的持续时间不一，不具周期性。Rodinia超大陆形成于中元古代晚期的格伦威尔造山期（1050Ma），后在新元古代晚期（725Ma）裂解。在新元古代早期，塔里木地块可能与澳大利亚的Kimberley地区相连，华南地块位于东澳大利亚和劳伦古陆之间而华北地块与劳伦古陆西北角和西伯利亚相邻；到新元古代末，这三个地块都从Rodinia超大陆中分离出来，在寒武纪至泥盆纪时与冈瓦那大陆的澳大利亚边缘靠近。冈瓦纳超大陆是在Rcdinia超大陆解体后，由太古-元古代克拉通重新组合，并有中元古代活动带碎块的拼贴而成，其完成聚合的时间大约是早古生代（约500Ma）。     

新元古代Rodinia超大陆的研究进展

新元古代Rodinia超大陆重建中的SWAET连接方式及后来我国旅澳学者李正祥博士等人的修正和补充 ,近年来受到了许多研究者的高度重视。最近 ,澳大利亚的专家们对Rodinia的裂解时间以及华南地块在Rodinia中的位置又提出了新的证据和观点。Wingate和Gidding通过对澳大利亚Pilbara克拉通上的MundineWell岩墙群的地质年代和古地磁的研究 ,得出大约在 75 5Ma时 ,该地的古磁极 (MDS)大约在 135°E ,4 6°N ,A95=4°。从而推断东冈瓦纳和劳伦古陆的裂解时间大约在 75 5Ma之前 ,比原来 72 3Ma约提前了至少 30Ma。李正祥对澳大利亚西北部的Kim berley地块南部新元古代的Walsh冰碛层中的粉色“白云石冒”进行了研究 ,得到古磁极 (WTC)为2 1.5°S ,2 82 .4°E ,dp =12 .2° ,dm =15 .4° ,从而认为Walsh冰川与Marinoan冰川不同期 ,而更类似于Sturtian冰川 ,推断两大陆的裂解时间发生在大约 75 0Ma之前 ,与前者的结论相似。Evanse,李正祥等人通过对华南地块大约 (74 8± 12 )Ma的三峡地区震旦纪的莲沱组的 15 7个样品的分析研究 ,并结合前人在云南的工作结果 ,得到华南地块的综合古地磁极为 0 4 .4°N ,16 1.1°E ,A95=12 .9° ,Q =7。依据这个新磁极 ,推断出华南地块和澳大利亚及劳伦古陆的连接方式可能有 3种。但他     

新元古时期中国华南和华北陆块的相对位置及构造意义

作者试图抛开Rodinia超大陆的概念,从我国现有的新元古—早古生代的古地磁数据出发,利用挪威地质调查所提供的“GMAP”程序作图,探讨新元古时期华南和华北陆块的古位置及它们之间的关系,以及与澳大利亚的相对位置。     

新元古时代中国华南和华北陆块的相对位置及构造意义

作者试图抛开Rodinia超大陆的概念，从我国现有的新元古－早古生代的古地磁数据出发，利用挪威地质调查所提供的“GMAP”程序作图，探讨新元古时期华南和华北陆块的古位置及它们之间的关系，以及与澳大利亚的相对位置。     

古太平洋淮南—小达尔生物地理区的初步确认及其意义——重建新元古代Rodinia超大陆的古生物学证据

淮南生物群和小达尔生物群化石分别产于我国华北地台和北美劳伦古陆新元古代地层中。在我国华南地块、前苏联西伯利亚地台、南亚印度古陆、澳大利亚和北欧波罗的海地盾等都有发现。在今天的地理分布上 ,它们或远隔重洋 ,或处于欧亚大陆东西两端 ,然而它们为什么会有如此相同的化石组合和大体相同时代的地层层位呢 ?以前从事前寒武纪地层古生物研究的国内外学者很少探讨这一问题。近年来 ,国内外学者根据各大陆新元古代地层构造资料并参照古地磁学研究成果重建的新元古Rodinia超大陆似乎较好地回答了这一问题。笔者将淮南生物群和小达尔生物群化石在各大陆的分布同新元古超大陆Rodinia各古陆块相对位置对照研究后发现 :淮南—小达尔生物群主要分布在古太平洋海槽南北两侧 ,形成一个以淮南生物群和小达尔生物群为代表的生物地理区系。古太平洋淮南—小达尔生物地理区系的初步识别和确认 ,为重建新元古Rodinia超大陆提供了古生物学上的直接证据 ,具有地层学、大地构造学上的重要意义和实际价值     

华夏地块新元古代沉积记录与超大陆重建

新元古代-早古生代,Rodinia超大陆裂解至Gondwana大陆聚合的过程对华南构造格局与古地理演化具有重要的制约作用,然而在这过程中华夏地块的位置、华夏与扬子之间的关系等问题仍存在争议。本文通过同位素地层年代学、新元古代冰期事件及成矿事件对比了华夏地块武夷南部-南岭地区及华夏西缘新元古代中-晚期地层。在此基础上,对新元古代沉积物进行碎屑锆石物源分析,发现华夏西缘拉伸纪晚期-埃迪卡拉纪曾出现多次物源方向的转换,并在成冰纪晚期同时出现来自华南内部和外部的双向物源。结合浅海陆棚的沉积环境,表明此时扬子与华夏之间并没有宽阔的大洋相隔。华夏地块拉伸纪晚期-埃迪卡拉纪碎屑岩中包含了大量中元古代至新元古代早期的碎屑锆石,与东冈瓦纳北部印度、东南极等地区的沉积记录吻合,指示华夏地块至少自750 Ma时期就接收到来自印度北缘的碎屑物质。在Rodinia超大陆裂解至Gondwana大陆聚合期间,华南一直保持在超大陆边缘的古地理位置,与印度北缘相连。     

塔里木克拉通在Rodinia中的位置——研究进展与问题

二十多年来,有关塔里木在Rodinia超大陆中的位置问题一直存在争论。一种观点认为塔里木在新元古代期间处于Rodinia的边缘,与澳大利亚西北部相连,与其对立的观点则认为塔里木曾处于Rodinia的中心,连接了澳大利亚与劳伦大陆。持第一种观点的学者们强调塔里木北缘与澳大利亚西北部Kimberley地区新元古代地层序列的相似性,主张塔里木在Rodinia中靠近Kimberley地区。现有的部分古地磁数据能够支持塔西南—Kimberley在760～615 Ma期间连接的模型。持第二种观点的学者强调塔里木及其邻近地块新元古代地质记录与澳大利亚东部及扬子克拉通地质记录的相似性。最近,基于在乔恩布拉克组以及塞拉加兹塔格群中取得的高质量的古地磁数据,以及塔里木与澳大利亚-东南极、劳伦之间相似的地幔柱活动记录、裂谷-冰川-被动大陆边缘沉积,有学者提出塔里木及其周缘地体在900～720 Ma期间可能位于澳大利亚-东南极与劳伦中间。本文针对上述两种主要的塔里木新元古代古地理重建模型进行评述,并认为塔西南—Kimberley连接模式与塔里木"Missing-link"模式仍然需要详细的构造地层对比、古地磁学与同位素年代学研究的进一步检验。     

全球早古生代造山带(Ⅳ):板块重建与Carolina超大陆

古元古代与显生宙的板块构造特征和旋回演化过程具有明显区别,反映出地质记录为两种不同的板块构造体制。早古生代为这两个时期的过渡阶段,其构造过程研究与板块重建是地球板块构造旋回机制和周期分析的关键。本文采用综合集成的方法,在总结对比罗迪尼亚超大陆裂解以来全球早古生代主要碰撞造山带的地质事件基础上,分析早古生代碰撞造山带的演化特征,总结出与冈瓦纳大陆拼合、劳俄大陆拼合、古中华陆块群增生相关的7期碰撞-增生造山事件群:Brasiliano、东非、Kuunga、东亚与原特提斯洋和古亚洲洋演化相关的的加里东期造山事件、经典加里东造山、中欧加里东造山、Appalachian造山。再在这7期造山事件群基础上,结合古地磁、古生物、古地理等资料,重建了新元古代-早古生代末全球板块的拼合过程:罗迪尼亚超大陆从新元古代的~950 Ma开始经历了3个阶段裂解,此时存在泛大洋、莫桑比克洋和古太平洋3个大洋,随后615~560 Ma Iapetus洋打开,~560 Ma波罗的陆块与西冈瓦纳裂离导致狭窄的Ran洋打开;~540 Ma南半球Brasiliano、东非和Kuunga造山运动导致冈瓦纳大陆分阶段最终完成拼贴;~500 Ma冈瓦纳大陆北缘西段的微陆块群局部向北裂离,导致Rheic洋和Tornquist洋打开,并于~420 Ma随经典加里东造山带和中欧缝合带形成导致Iapetus洋闭合,此时斯瓦尔巴特和英国可能位于格陵兰地盾东南缘,同时冈瓦纳大陆北缘东段华北为代表的微陆块基本拼合在冈瓦纳大陆北缘;此外,虽然425 Ma西伯利亚板块有远离聚合了的劳俄大陆的趋势,但晚奥陶世-早泥盆世南美和北美板块靠近,北美板块与环冈瓦纳北缘西段的地体拼合碰撞。在大约400 Ma时,南、北美洲的混合生物群和古地理重建显示两者非常接近,因此,推测此时存在一个初始的逐步稳定的超大陆的可能,本文称为Carolina超大陆,因为Carolina造山带是这个超大陆最终拼合的地带。并据此判断超大陆旋回为7亿年。     

IGCP440"罗迪尼亚超大陆汇聚与裂解"项目2003年度工作进展

借助于最新的地质、同位素年代学、地球化学和航空地球物理资料,对全球各地原属于罗迪尼亚大陆组成单元的构造环境、地质事件特征及其演化历史进行了探讨,并提出一些新见解和成因模式.认为东欧克拉通在1.7～0.9Ga有复杂的演化历史一个新的劳仑古陆和西伯利亚的重建发生在1 050～1 000Ma;中、新元古代南美洲造山拼贴的岩石构造历程构成南美陆台的西部边界非洲克拉通是古元古代/太古宙陆块汇聚收敛的结果;东南极的一部分在中元古时期附属于非洲南部;印度西北的新元古代长英质岩浆事件构成了罗迪尼亚大陆的西部边缘;前格林威尔时期的劳仑古陆已被确定为古元古代末期的一个主要大陆;在罗迪尼亚大陆中,华南可能位于劳仑古陆南部和澳大利亚东部之间;塔里木克拉通和扬子克拉通相连接或邻近.据此检验了关于Pisarevsky提出的罗迪尼亚超大陆汇聚和裂解的新模式.新模式提出初始裂解是沿着劳仑古陆的西部边缘,与大西洋北部相类似.同时认为一些大陆(印度、刚果/圣·弗朗西斯科)可能不是罗迪尼亚超大陆的组成部分.     

塔里木地块晚新元古代古地理位置的古地磁新制约

塔里木地块新元古代的古地理位置一直都存在争议。本文对新疆阿克苏地区晚新元古代苏盖特布拉克组上亚组两个剖面286块古地磁样品进行了系统古地磁学研究,从151个样品中分离获得了三个剩磁组分。其中,中温组分未通过褶皱检验,为新生代的重磁化结果;高温特征剩磁组分HTC1和HTC2均通过了褶皱检验,且HTC1组分还在95%置信水平上通过了倒转检验。但HTC2组分对应古地磁极落在塔里木地块晚泥盆世—中石炭世古地磁极之间,而HTC1对应古地磁极,λp/φp=4. 5°S/93. 0°E（dp/dm=7. 6°/9. 9°）显著区别于塔里木显生宙以来的古地磁极。为此,我们将HTC1组分解释为岩石形成时期获得的原生剩磁;根据砂岩碎屑锆石测年结果,其年龄为~588 Ma。结合地质和地球化学资料以及邻近陆块的古地磁数据,我们认为塔里木地块在新元古代很可能位于Rodinia超大陆的外围,澳大利亚 东南极板块的西北缘;在Rodinia超大陆的裂解过程中,随着原特提斯洋的扩张不断向西北方向漂移,直到~580 Ma完全裂离于澳大利亚古陆。     

西昆仑北缘新元古代片麻状花岗岩锆石SHRIMP年龄及其意义

在西昆仑北缘早前寒武纪变质地层中,笔者等识别出大量不同时代的片麻状花岗岩,其中包括新元古代片麻状花岗岩。获得最新的新元古代片麻状花岗岩的单颗粒锆石SHRIMP年龄为815±57Ma,片麻状花岗岩的岩石学特征反映它们形成于裂解构造背景,结合对区域上新元古代地层及中元古代末期构造事件的研究,笔者认为新元古代片麻状花岗岩反映了古塔里木板块作为Rodinia超大陆一员发生裂解的时间,这对研究古塔里木板块在Rodinia超大陆中的位置及中国Rodinia超大陆裂解的研究提供了重要的地质依据。     

黄陵侵入杂岩体亏损幔源岩浆岩的发现及其构造意义

新元古代(830～750 Ma)岩浆事件在扬子克拉通有着广泛的记录.由于该期岩浆事件发生于Ro-dinia超大陆发生裂解的全球构造背景,对扬子克拉通"晋宁期"岩浆作用的成因和发生的区域构造背景的研究受到了广泛的关注.扬子克拉通新元古代岩浆事件研究的重要应用之一是在Rodinia超大陆重建方案中确定华南陆块的位置、与相邻大陆的关系及其裂解过程.     

东特提斯喜马拉雅下白垩统碎屑锆石U-Pb年代学及其古地理

东特提斯喜马拉雅在中生代位于东冈瓦纳大陆的结合部位,其古地理对于了解东冈瓦纳大陆裂解至关重要.对东特提斯喜马拉雅塔嘎地区沉积地层进行了详细的碎屑锆石U-Pb年代学研究.结果表明,东特提斯喜马拉雅塔嘎地区采样剖面沉积下限为126.6±2.7 Ma.碎屑锆石年龄谱显示东特提斯喜马拉雅塔嘎地区采样地层主要包含~520 Ma、~890 Ma和~1 200 Ma的特征峰值年龄,对比结果表明东特提斯喜马拉雅塔嘎地区沉积地层碎屑锆石年龄谱与印度东部和澳大利亚西南部地层碎屑锆石年龄谱具有一定的相似性.结合东冈瓦纳岩浆活动记录以及该剖面下部玄武岩年龄,东特提斯喜马拉雅塔嘎地区地层沉积于东特提斯喜马拉雅从东冈瓦纳大陆分离时期,其物质来源可能为印度东部、澳大利亚西南部以及南极大陆.      

秦岭造山带及相邻地块元古代基性岩墙群研究综述及相关问题探讨

基性岩墙群是重建古陆块聚合、伸展乃至裂解的关键标志之一。通过对秦岭造山带及相邻的华北地块、扬子地块元古代基性岩墙群的时空对比综 合分析表明,华北地块区发育2300Ma±和1700～1200Ma的两期基性岩墙群,分别代表了新太 古代和古元古代华北古陆块的聚合、伸展过程;扬子地块区发育800～620Ma的基性岩墙群, 反映了新元古代扬子古陆块的聚合、伸展过程。认为前震旦纪华北地块和扬子地块可能是独 立古陆块或不同古陆块的组成部分。晋宁造山作用(1100～850Ma)和澄江伸展、裂解作用(800Ma±)是可与新元古代Rodinia超大陆聚合、裂解过程进行对比、研究的重要时期。     

北大巴山凤凰山岩体锆石U Pb LA ICP MS年龄及其构造意义

北大巴山凤凰山岩体是扬子陆块北缘典型的新元古代侵入岩群,对采自岩体的6个花岗岩(闪长岩)样品进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年分析。定年数据显示,岩浆活动可分为早期(797±6Ma)、中期(770±6Ma、774±5Ma)、晚期(755±6Ma、750±13Ma和743±6Ma)三个阶段,证实凤凰山岩体为多期岩浆侵入形成。这几期岩浆活动在扬子陆块具同步性和普遍性,广泛被记录在黄陵、汉南等其它新元古代杂岩中。凤凰山花岗岩完整记录了扬子陆块北缘南华纪初期的区域拉张—裂陷事件,其形成可能与导致Rodinia超大陆裂解作用的幕式地幔柱活动有关。本次研究对认识扬子陆块新元古代地壳生长与再造过程及Rodinia超大陆裂解机制具有重要意义。     

新元古代超大陆的结构和碎裂作用

最近，对有关长期未决的晚前寒武纪超大陆结构和碎裂作用出现了新思想。认为劳伦的太平洋边缘与东南极—澳大利亚克拉通已并置一起了，在冈瓦纳拼接过程中，由于新元古代超大陆的劳伦裂开，形成了太平洋盆地。作者调查了晚前寒武纪超大陆存在范围的证据，并讨论了超大陆碎裂作用的形态和时间。在新元古代开始时（10亿年），乐冈瓦纳（东南极、澳大利亚、印度）已拼接。卡拉哈里克拉通也是这大型大陆的一部分。因此，如果劳伦（？加上波罗的和西伯利亚）实际上已拼接到东南极一澳大利亚克拉通，那就可以认为那时已存一个超大陆。该行星的大陆…