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）。     

全球超级古陆重建研究的新进展

介绍了新元古代－早古生代超级大陆的重建研究,表明中元古代以来,地球上先后经历了罗迪尼亚－冈瓦纳－潘基亚等几次超级大陆的拼合与裂解过程,罗迪尼亚古陆的拼合源于中元古代晚期（１３００～１０００Ｍａ）发生的全球性格林威尔造山事件。东冈瓦纳（澳大利亚、东南极和部分非河）作为一个整体最早与劳伦古陆分离,导致了太平洋的张开。进一步的裂解产生了组成西冈与纳的各克拉通块体。在泛非造山和期间（７２０～５００Ｍａ）西     

中国新元古代大陆拼合与Rodinia超大陆

在对前人研究成果分析的基础上,结合对中祁连块块前寒武纪基底的研究,认为新元古代（1000－9000Ma）中国各主要克拉通地块（包括华夏地块、扬子地块、华北地块、阿拉善－祁连－柴达木地块、塔里木地块）曾经通过晋宁期碰撞拼合带发生过一次全面的多块体复杂拼贴。这次拼贴过程是全球性新元古代格林威尔碰撞造山作用和Rodinia超大陆形成过程的一个组成部分。新元古代拼合的古中国地块在当时位于Rodinia超大陆中北部澳大利亚、劳伦提亚和西伯利亚克拉通地块之同。中国的各主要克拉通地块只不过是巨型格林威尔碰撞带之中夹裹的一些小型地块,且都处于新元古代晚期Rodinia超大陆破裂的中心部位,这些正是中国大陆上克拉通地块活动性大的早期地质背景。     

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。     

新元古时期中国古大陆与罗迪尼亚超大陆的关系

在概略介绍罗迪尼亚和冈瓦纳超大陆最新研究成果的基础上 ,重点介绍了中国华北、塔里木和扬子等三个克拉通前新元古代大陆地壳演化的主要特征 ,以及塔里木和扬子克拉通新元古代重大热构造事件序列和年代格架。提出塔里木和扬子克拉通新元古代地质历史具有较大的相似性 ,而与华北克拉通有明显差异。华北克拉通未出现与罗迪尼亚超大陆汇聚和裂解作用有关的、强烈的新元古代热构造事件群。根据现有的古地磁和地质资料 ,探讨了中国大陆块体与罗迪尼亚超大陆的关系和空间位置     

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超大陆形成中元古代晚期的格伦威尔造山期，后在新元古代晚期裂解，在新元古代早期，塔里木地块可能与澳大利亚的Ｋｉｍｅｒｌｅｙ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     

华北克拉通对前寒武纪超大陆旋回的基本制约

全球大陆克拉通在前寒武纪至少记录了3次超大陆聚合－裂解的构造旋回。不同大陆前寒武纪地质的研究证明，板块的构造模式可以前推至新太古代。超大陆的聚合表现为大规模造山带的穿时性发育，而裂解则表现为大陆裂谷系、非造山花岗岩及巨型基性岩浆岩省的同期快速发育。广泛的区域地质研究揭示华北克拉通前寒武纪地质构造演化具有明显的阶段性差异特征，克拉通主体形成于新太古代陆壳增生与碰撞造山过程。华北克拉通在太古宙末期首次经历强烈的裂解作用，在古元古代晚期涉及强烈的陆缘再造作用。在古元古代末期发生第二次大规模的裂解活动，随后以中元古代末期的造山带拼合为Rodinia超大陆的组成部分。详细的区域构造对比证明，华北克拉通长期以来与波罗的地质、东南极克拉通、印度南部克拉通、巴西克拉通等具有构造亲缘关系。     

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     

青藏高原北缘前寒武纪地质演化：进展与讨论

青藏高原北缘前寒武纪块体主要出露于塔里木盆地南缘的铁克里克和阿尔金、祁连山及柴达木盆地周缘等地区。这些古老块体分布于相对年轻的古生代秦祁昆造山带之中,大多经历了古生代造山事件的改造叠加。近10年来,对该地区前寒武纪地层时代格架、物质组成和构造属性研究取得了许多进展：1）揭示铁克里克、北阿尔金、全吉和阿拉善地块具有相似的2.5～2.2 Ga、2.1～1.7 Ga的基底演化和1.7 Ga之后的盖层沉积记录,反映塔里木克拉通、全吉地块和华北克拉通在Columbia 超大陆中具有相关和相似性。2）一系列地层时代被重新厘定,为建立新的前寒武纪地层划分方案提供了依据;3）厘定出铁克里克新元古代裂谷火山—沉积盆地,其可以与华北克拉通南缘1 000～830 Ma的裂解事件对比,它们在新元古代早期可能构成同一个克拉通裂解边缘;4）在南阿尔金与祁连、柴达木等地块识别出性质相似的新元古代岩浆作用和变质作用,它们可能共同代表一个新元古代早期活动大陆边缘的构造杂岩,为古生代汇聚、增生于塔里木克拉通或华北克拉通南缘的外来地块,存在于秦祁昆造山带之中。目前关于青藏高原北缘前寒武纪块体的物质组成、时代格架、构造属性和古环境变化研究还存在许多问题,仍需要开展进一步的大量工作。     

华北克拉通东南缘寒武系底部黑色碎屑岩系的物源分析及其对晚前寒武纪地质演化的约束

华北克拉通东南缘新元古代—寒武纪交替时期黑色碎屑岩系马店组(或称为凤台组)的层序划分、时代归属、物源等基础地质问题仍存在分歧,本文从元素地球化学、碎屑锆石U-Pb年代学等角度开展综合分析,为合理建立华北克拉通东南缘地层格架及中、新元古代—早古生代构造演化提供重要证据。马店组整套碎屑岩系的绝大部分元素的富集系数(EF值)基本一致;碎屑锆石U-Pb年龄主要集中于2.6~1.0Ga之间,包括~2.5Ga、~2.1Ga、~1.8Ga、1.6~1.4Ga和1.3~1.0Ga等多个年龄峰。马店组整体为寒武纪第二世的被动大陆边缘连续海侵地层;沉积物来源于华北克拉通内部徐淮地区,具有碳酸盐质新元古代盖层物源和非碳酸盐质早前寒武纪变质基底物源的两端元混合作用,其中1.8Ga碎屑锆石来源于早前寒武纪变质基底,而中元古代碎屑锆石及砂砾级白云质碎屑来源于新元古代盖层,极少量新元古代碎屑锆石来源于新元古代初期基性岩墙群。华北克拉通周缘新元古界—下古生界中丰富的1.6~1.4Ga和1.3~1.0Ga碎屑锆石记录证实至少华北克拉通东缘和南缘曾有与北秦岭地区类似的中、新元古代构造带。该构造带中元古代时强烈地参与了Columbi超大陆裂解和Rodinia超大陆聚合过程,于新元古代初期为华北克拉通周缘盆地的主要物源供给区;约900 Ma可能与华北克拉通开始裂解,至早古生代马店组沉积时期其物源贡献已经完全缺失。     

东南极泛非普里兹带：碰撞造山带还是板内造山带

东南极普里兹带是近几年在南极大陆上识别出的一条重要的泛非期构造带，因其成因涉及到冈瓦纳超大陆在寒武纪时的形成与演化问题，因此一直是国际地学界关注的焦点。但到目前为止，对于该造山带的构造属性还存在着不同的认识，有些人认为它是板内造山带，而另一些人认为它是两个大陆板块之间的碰撞带。其基本特征是：普里兹带两侧为前泛非期不同性质的岩石圈单元，整个区域经历了早期中一下地壳挤压逆冲和晚期中一上地壳伸展垮塌的构造演化历史，区域麻粒岩相变质作用表现为近等热减压的顺时针p-t轨迹。此外，东南极克拉通与冈瓦纳其他块体在500Ma前的古地磁极移曲线并不一致。所以，尽管目前尚未发现蛇绿岩套、岛弧增生杂岩或高压变质岩等直接指相标志，但这些特征均反映了普里兹带是板间碰撞拼合的缝合带，而不是板内造山带，东南极地盾本身则是由不同块体在泛非期拼合而成的。     

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.     

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。     

东南极晚新元古—早古生代构造热事件及其在冈瓦纳超大陆重建中的意义

在东南极大陆内部及边缘发育3条晚新元古代—早古生代造山带,即东非造山带（南延部分）、普里兹造山带和罗斯造山带。东非造山带的南延部分主要出露于吕措—霍尔姆湾—毛德王后地—沙克尔顿岭地区,其内发育蛇绿岩、榴辉岩相超镁铁岩及逆冲—推覆构造,因而被解释为东、西冈瓦纳陆块拼合的缝合线。罗斯造山带主要出露于横贯南极山脉地区,其内保存有大陆裂解、洋壳俯冲和地体增生的地质纪录,代表冈瓦纳超大陆的活动大陆边缘。普里兹造山带主要出露于普里兹湾和登曼冰川,因其位于从前假设的统一东冈瓦纳陆块的内部,加之缺少蛇绿混杂岩、岛弧增生杂岩和高压变质岩（如蓝片岩或榴辉岩）等与大洋板块俯冲作用密切相关的岩石,所以当前存在着碰撞造山成因和板内改造成因两种不同的认识。普里兹造山带构造性质的确定不仅决定了冈瓦纳超大陆的汇聚过程和方式,也制约了罗迪尼亚超大陆的形成和演化过程。因此,开展普里兹造山带的研究对于揭示新元古代—早古生代的全球构造演化具有重要的科学意义。     

中国华泰克拉通与Rodinia

十余年来,全球构造的核心课题是各期超级大陆的复原或再造。为了鉴别散布全球各地的克拉通、造山带及裂谷带是否具有亲缘关系,本文应用了地质DNA的概念。一个古老的陆壳块体必然会有许多独特的标志,类似于生物学领域的遗传基因,在母体分裂解体和离散之后被保留在子体之中。根据地质DNA的对比和异同,笔者确定华泰克拉通来源于Rodinia,并给出了其后续演化历程的路线图和时间表。与前人结论不同的是,华北地台、西伯利亚地台和劳伦古陆三者共同构成的古劳亚大陆不是Rodinia的一部分,而是与其并存的另一联合古陆。SWEAT设想的误区在于将落基山带代表整个北美,实际上就劳伦古陆和北美地台而言,落基山带只是一个外来移植地体。后者与华泰克拉通一样,均为Rodinia的组成部分。华泰与华北二克拉通的拼接,以及落基山带与北美地台的拼接,都是全球性的古劳亚与Rodinia构造拼接的组成部分。生物地层学的研究表明,此次拼接发生于536 Ma前后,这是形成真正超级大陆Pannotia的重大地质事件。寒武纪末期（510 Ma）Pannotia解体,原来的古劳亚大陆携带着华泰克拉通和落基山带,与古冈瓦纳大陆分离,并在其间的地域形成了南太平洋。直到奥陶纪晚期（440 Ma前后）,古劳亚大陆分裂,华泰与华北二克拉通作为一个整体漂离加拿大地盾和北美内陆地台,同时形成北太平洋。所以,太平洋的形成不是原设想的720 Ma,而是510～440 Ma之后。     

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     

塔里木地块前寒武纪地质研究进展评述

塔里木地块是我国三大主要陆块之一.它是一个具有完整的前寒武纪基底且发育了良好的新元古代盖层沉积的大陆块体.笔者等综合了近十年来中外地质学家对塔里木前寒武系的研究成果,并对这些取得的资料进行系统分析,概括了塔里木前寒武纪构造演化阶段、过程以及塔里木在前寒武纪时期与全球性的超大陆汇聚和裂解事件的沉积、变质、岩浆及构造作用的耦合关系.特别指出,笔者等详细地讨论了含蓝片岩的阿克苏群可能的沉积时代、发生蓝片岩相变质的时间,并结合对新元古代岩浆事件的综合分析,提出塔里木在新元古代早期(900Ma)汇聚到澳大利亚北缘,成为Rodinia超大陆的一部分.在新元古代中—晚期,沿塔里木北缘的俯冲可能一直持续到760Ma.820～760Ma期间,新元古代Rodinia超级地幔柱和板块俯冲共同制约了塔里木北缘的岩浆作用和变质作用.这一模式可能对认识华南地区新元古代复杂的岩浆作用具有启示意义.     

从罗迪尼亚到冈瓦纳超大陆——对新元古代超大陆研究几个问题的思考

概略介绍了中—新元古代罗迪尼亚和冈瓦纳超大陆研究工作取得的主要进展 ,简要总结了中国中部年轻造山带和相邻克拉通区新元古代早期陆块汇聚和嗣后所发生的裂解地质记录的特征和时代 ,指出中国新元古代重大热构造事件所发生的时间滞后于北美格林威尔造山运动 ,二者不是同一时代。同时根据中国西部已获得的不少 60 0～ 5 0 0Ma之间的同位素年代学信息 ,强调不应忽视泛非期超大陆事件对我国西部地区的影响。在研究中国大陆新元古代地质时 ,应通过比较大地构造地质学的研究 ,立足于中国的实际 ,重视全球构造研究 ,推进超大陆研究工作     

华北克拉通对罗迪尼亚超大陆事件的响应——GOSEN连接假设

中元古代晚期—新元古代早期的华北克拉通与塔里木、扬子克拉通存在明显差异,那里没有十分强烈的与罗迪尼亚超大陆汇聚及裂解有关的热-构造事件的地质记录,因此对华北克拉通与罗迪尼亚超大陆的关联存在不同的推测。近年来,在郯庐断裂带两侧新元古代碎屑岩地层中,从辽宁的榆树砬子群,经山东烟台蓬莱群至土门群,陆续测得众多具经典格林威尔期的碎屑锆石年龄。这一信息与西伯利亚东南缘上里菲碎屑岩中的碎屑锆石年龄谱十分相似。这些碎屑锆石的时代均不是华北或西伯利亚本土所具有的特点,说明华北东缘、西伯利亚东南缘与劳伦大陆东南缘格林威尔造山带存在某种亲缘关系。根据这种推测,笔者等提出了劳伦大陆格林威尔造山带、西伯利亚东南缘和华北东部(GOSEN)连接的假设。     

华北克拉通东部新元古代宏体化石生物地层序列

华北克拉通东部是中国晚前寒武纪地层出露最为完整、连续的地区,特别是华北克拉通东缘连续出露了新元古代自老至新的全部地层,是对比和衔接中国南、北方晚前寒武纪地层的关键地区。在该地区所发现和建立的宏体化石群——“龙凤山生物群”、“辽南生物群”和“淮南生物群”可能是新元古代“南华大冰期”前后较为独特的生物群落,其中相当部分可能归属于多细胞后生动物和多细胞藻类,是地球早期生命景观的重要代表。因此,对这些新元古代早期生物群的研究将可能揭示比陡山沱期更早的多细胞后生动植物的演化面貌,在演化生物学上意义重大。近年来,在地调项目的资助下,开展了华北克拉通东部地区的新元古代年代地层及生物地层的研究。本文综合现有资料,详细记述了华北克拉通东部（燕山地区和辽南、徐淮地区）含宏体化石的新元古代地层及其宏体化石特征、组合面貌和生物地层序列。同时,依据宏体化石记录,探讨了中国新元古代地层的对比问题。