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.pdf

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 陆松年 中国地质调查局 前寒武纪地质研究中心 天津地质矿产研究所,天津300170 摘 要概略介绍了中 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600～500 Ma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。 关键词新元古代;罗迪尼亚;冈瓦纳;超大陆;中国古大陆 中图分类号P54 文献标识码A 文章编号10052321200104044108 收稿日期20010426;修订日期20010521 基金项目国家自然科学基金委员会重点项目400320102C ;中国 地质调查综合研究资助项目200113900070 作者简介陆松年1940 , 男,研究员,任全国地层委员会前 寒武纪地层分会主席、 中国地质学会前寒武纪专业委员会主任、 国际冈瓦纳研究会顾问、 国际前寒武纪地层分会投票委员,长期 从事前寒武纪地质研究。 自20世纪90年代初提出中元古代末罗迪尼亚 Rodinia超大陆假说以来,有关该超大陆的古构造复 原、 格林威尔及与其时代大致相当的造山运动在全球 的分布及特征、 超大陆裂解的表现形式等一系列问题 已取得重要进展。1999年初国际地质对比计划科学 执行局批准了IGCP440项 “罗迪尼亚的汇聚与破裂” 国际合作对比项目[1],受到国际地学界的广泛关注。 1999年4月IGCP中国国家委员会批准成立中国国家 工作组,同年10月在宜昌召开的 “中国及邻区冈瓦纳 块体地球动力学和构造演化” 国际讨论会期间,又组 织了东亚工作组,推举李正祥博士澳大利亚、 T1Watanabe教授日本和笔者为召集人。中国地质 工作者以此为契机,参与了该领域全球构造研究的行 列。为将我国有关超大陆研究继续推向深入,笔者拟 在简略回顾超大陆研究进展基础上,主要结合我国的 实际情况就我国古大陆与新元古代罗迪尼亚及冈瓦 纳超大陆的关系、 新元古代岩浆弧、 超大陆汇聚与破 裂的标志等有关问题展开讨论。 1 罗迪尼亚超大陆研究进展 1990年McMenamin等[2]首先提出新元古代 “Rodinia” 超大陆的概念,指出Rodinia是一个10亿 年前由大陆碰撞形成的全球性的超大陆。Rodinia 一词来源于俄语,原义为 “诞生” 之意。赋予新元古 时期超大陆以Rodinia这一词,系指Rodinia超大陆 是显生宙所有大陆的始祖,而且Rodinia超大陆的边 缘大陆架是最早期动物诞生的摇篮。通过Ro2 dinia超大陆的研究,可能形成一种全新的地球动力 学机制,同时Rodinia超大陆的形成和裂解制约着元 古宙及后期矿产的形成与分布。 许多著名的前寒武纪地质学家在SWEAT假说 美国西南部与南极东部汇聚 [3 \〗 的基础上,对Ro2 dinia超大陆的古地理再造做了大量的探索性研究,其 中较有影响的成果之一当数Hoffman[4]所建立的新元 古时期超大陆复原图,该成果被许多文献引用。在他 建立的超大陆复原图中,是以劳伦大陆为中心的聚 合,东冈瓦纳澳大利亚、 印度和东南极与其相邻。 西伯利亚位于劳伦大陆的一侧,而另一侧遥相对应的 则是波罗的、 非洲和南美地块群。上述早前寒武纪地 块主要以格林威尔时期 1 13～110 G a造山带为缝合 标志。在Hoffman罗迪尼亚全球构造复原图的基础 第8卷第4期 2001年10月 地学前缘中国地质大学,北京 Earth Science Frontiers China University of Geosciences ,Beijing Vol.8 No.4 Oct. 2001 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 上,李正祥等[5 ,6]讨论了中国华北与华南在超大陆中 的位置,分别将华北和华南置于西伯利亚的两侧,并 认为宽坪和四堡运动在时代上与格林威尔运动大致 相当。最近,Condie[7]在前人工作基础上,又对Ro2 dinia超大陆提出了新的重建模式图 1 。 图1 Rodinia超大陆新的重建模式 据Condie ,2001简化 Fig11 Reconstruction of Rodinia Supercontinent 1 格林威尔造山带;2 前格林威尔克拉通 格林威尔造山运动及在时代上与其相当的造山 运动是重建Rodinia超大陆重要的地质依据。加拿 大地质学家在格林威尔省进行过详细的研究,并取 得了丰硕成果。根据近年来北美地质学家在格林威 尔省的研究成果,现将格林威尔运动的含义、 时限及 地质意义简介如下。 由Moore和Thompson[8]提出的格林威尔旋回实 际上包含了Elzevirian和Ottawan两次造山运动,而 Davidson[9]则建议将更早的增生事件也归入格林威 尔旋回。Moore等将上述两次造山归入一个构造旋 回主要是根据西南格林威尔省的地质资料,在那里 两次造山运动均很强烈,然而在东北格林威尔省 Elzevirian造山运动的影响则不明显。Corrigan[10]认 为在劳伦大陆的东南缘存在1145～1120 Ga的 “安 第斯” 轮廓和1119～0198 Ga的 “喜马拉雅” 轮廓。 因此他建议将前者归并为Elzevirian造山运动,后者 属于末期碰撞造山,应视为一个独立的造山旋回。 Rivers[11]则根据构造特征的差异,建议将增生和碰 撞造山分开。他提出“Elzevirian造山旋回” 专指 1 290 Ma至1 190 Ma期间Elzevir大陆弧后盆地的 打开与封闭,而 “格林威尔造山运动” 仅限于末期的 陆 陆碰撞事件,时限从1 190 Ma至980 Ma。在格 林威尔省它至少包含3个 “脉动式” 的事件,即1 190 ～1 140 Ma“Shawinigan Pulse”,1 080～1 020 Ma“Ot2 tawan Pulse” 和1 000～980 Ma“Rigolet Pulse” 。目前, Rivers提出的概念已得到较广泛的应用。 Elzevirian造山运动Lambers等[12]和Easton[13] 曾指出南CMB的大部分地区经历了Elzevirian造山 运动期间1 250～1 190 Ma的峰期变质作用,所谓的 Elzevirian造山运动是和Elzevir弧后盆地的闭合及板 外地体outboard terranes增生到劳伦大陆相联系的。 大约在1 230 Ma的弧/弧后岩浆作用的结束被视为 劳伦大陆边缘之下大洋岩石圈俯冲作用终止的标 志,而在安大略沿CMB的西北边界发生的推覆叠置 发生在1 190 Ma左右,可能与在魁北克沿东部边界 发育的褶皱 推覆带大致同时,因此将1 190 Ma定 为Elzevir弧后盆地最终闭合和Elzevirian造山运动 的终止时间。 格林威尔造山运动根据地质和地球物理资料, 大型SE倾向的推覆体的叠置和地壳规模的推覆构 造是劳伦大陆边缘陆陆碰撞的结果,北美地质学家 广为接受将该时期的陆陆碰撞称为格林威尔造山运 动。与劳伦大陆碰撞的另一个大陆块体尚未确定, 但根据古板块重建和地质年代学背景,推测可能为 南美大陆。劳伦大陆上的格林威尔造山运动至少包 含三幕西北方向的地壳规模的推覆和高级变质作 用,除上述1 190～1 140 Ma ,1 080～1 020 Ma和 1 000～980 Ma时 期 的 构 造 幕 外,局 部 还 发 育 1 120 Ma前后的构造运动。 无论是由Moore等提出的广义的格林威尔旋 回,或是由Rivers等重新定义的狭义的格林威尔造 山运动,它都是发生在中元古晚期的一组事件,从现 有资料分析,980Ma以后的新元古代热 构造事件在 格林威尔省极不发育,因此不宜将我国的新元古代 造山运动或热 构造事件群与中元古晚期的格林威 尔造山运动视为同期的造山运动。 根据格林威尔省的研究成果,在板块边缘弧与俯 冲有关的岩浆作用以其体积庞大、 延续时间长 90 ～ 442 陆松年/地学前缘Earth Science Frontiers 2001 , 84 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 150 Ma、 空间上集中分布和以闪长岩 英云闪长岩 花岗岩组分为特征。在拉张的弧后盆地的岩浆作用 与盆地的演化阶段有密切的关联初期的弧后盆地常 发育岩墙群、 弧立的深成侵入体、 短期的 5 Ma岩 浆作用及化学组分的多样性;嗣后在继续演化的弧后 盆地以较长时期的20 Ma大陆双峰式火山作用并以 高原玄武岩的出现为特征;在成熟的洋盆中则出现拉 斑玄武岩、 钙碱性枕状玄武岩和喷发时间达50 Ma的 流纹岩。而K ampumzu[14]根据中非研究成果所提出的 岩浆活动的时间序列则是 1 前裂谷大陆拉斑玄武 岩通常和酸性岩浆活动共生,据信该类岩浆活动与热 点有关 ; 2 嗣后的岩浆活动为发育在低扩张速率裂 谷中的碱性和过渡性熔岩,而在高扩张速率的裂谷盆 地中则出现富集不相容元素的拉斑玄武岩 ; 3 当裂 谷进一步演化,则出现相对亏损的拉斑玄武岩,且这 一时期的裂谷以发育铁闪长岩为特征 ; 4 第四阶段 可出现红海型EMORB的拉斑玄武岩 ;5 在成熟的 洋盆中则发育大西洋型洋中脊体系的亏损N MORB ,此时地幔柱主要沿洋中脊展布,幔柱与大洋中 脊玄武岩岩浆房的相互作用可能在洋中脊的某些部 分形成EMORB。 当劳伦大陆与东南极和澳大利亚分裂以后,形成 了古太平洋,这是罗迪尼亚破裂以后第一个最重大的 地质事件,时间推断在720 Ma左右[15]。罗迪尼亚的 破裂是通过裂谷、 沉降盆地Sag basin、 陆内活动带、 被动大陆边缘和岩浆弧的形式实现的。该超大陆的 破裂奠定了形成冈瓦纳大陆的基础,冈瓦纳大陆的汇 聚大致在古生代初最终完成。在罗迪尼亚破裂至冈 瓦纳的汇聚过程中,当劳伦大陆依然和西伯利亚、 波 罗的陆块与亚马逊和Rio de la Plata陆块结合在一起 时,冈瓦纳大陆其它部分在新元古代末期形成了一个 短寿的超大陆,称为潘诺亭Pannotia [16]。 新元古代大洋在泛非运动过程中闭合以后,冈 瓦纳与劳伦大陆在奥陶纪至泥盆纪实现了汇聚 [17] ,并 且在晚古生代与劳亚大陆的聚合形成了迄今为止全 球最后一个超大陆 联合大陆Pangea。因此,就 新元古时期而言不仅涉及刭罗迪尼亚超大陆,同时 也涉及到冈瓦纳大陆的汇聚过程。 2 冈瓦纳超大陆的形成 冈瓦纳超大陆是在新元古代末至古生代初由统一 的东冈瓦纳和西冈瓦纳几个大陆块体经过泛非 巴西 造山运动 pan 2African2Brazilian Orogenic movement ,以下 简称泛非运动联合组成的超级大陆,显然,冈瓦纳 超大陆的规模远不及罗迪尼亚和联合大陆。冈瓦纳 超大陆的形成有两个最重要的构造带图 2 [18] , 图2 冈瓦纳超大陆复原图 据Acharyya ,2000 Fig12 Reconstruction of G ondwanaland 1 前寒武纪克拉通;2550～660 Ma麻粒岩带;3 赞比亚带～820 Ma ;4 泛非活动带 陆松年/地学前缘Earth Science Frontiers 2001 , 84 443 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 一是介于东、 西冈瓦纳之间的莫桑比克带,该带波及 东非、 马达加斯加、 印度南部、 斯里兰卡和东南极,并 以中低压麻粒岩相变质作用为标志,形成时代介于 600～550 Ma之间[19]。另一条构造带发育于东、 西 非之间并延伸到刚果和巴西东南部,其中巴西东南 部长达2 000 km的新元古代晚期岩浆弧的发育特 别引人注目。 在巴西中部褶皱带中已鉴别出4个时代的花岗 岩,除古元古代末至中元古代初 1 177～1158 G aA型花 岗岩外,其它都形成于新元古代[20～22]。第一类为花岗 岩岩浆弧,主要岩石类型从英云闪长岩到花岗闪长岩。 早期的岩浆弧形成于0190～0185 G a ,Sr0值为01704 ,ε Nd为正值,TDM 110 G a ,系洋内岛弧体系的产物。 晚期岩浆弧形成于0176～0163 G a ,地球化学和同位素 体系演化程度较高,推测为大陆弧构造环境中形成。 第二类同 晚构造花岗岩侵入体包括花岗闪长岩至花 岗岩,具有弱至强的过铝特征,岩体侵入年龄从0179～ 0170 G a。Sr0值为01705 ,TDM介于117～214 G a。第三类 晚 后造山双峰式岩浆岩带,形成于0160～0148 G a。 在晚期变形以后,曾形成大量的层状基性 超基性杂岩 体、 辉长岩 闪长岩侵入体和富钾花岗岩的大岩体。Sr0 值介于01703～01710 ,TDM从0190 G a至112 G a。地球化 学特征表明这类花岗岩是在地壳隆升和拉伸过程中晚 -后造山基性岩浆侵入时,新元古代初始地壳重熔的 产物。Sial等[23]认为在佛朗西斯科西缘曾有一个新元 古时期的大洋。大洋岩石圈从019 G a开始俯冲,并形 成巴西褶皱带中的同构造弧花岗岩;约在016 G a大洋 完全封闭,并造成隆起、 拉伸和双峰式后造山花岗岩套 的侵入。巴西其它地区的新元古代岩浆弧亦像中部一 样岩石类型一般都很复杂,形成的时间很长,记录了 前、 同和后造山的漫长过程。2000年第31届国际地质 大会期间,东道国组织了对该岩浆弧带的实地考察,笔 者和IG CP368和440国际工作组的同行共同参加了这 一次野外考察活动。 3 我国新元古代热 构造事件 新元古代热 构造事件广泛保留在我国的华南 陆块之上,近年来在我国中部显生宙造山带内也不 断筛分和鉴别出新元古代热 构造事件的地质记录。 311 新元古代早期汇聚地质记录 除发育于扬子与华夏陆块之间的新元古代早期 汇聚带外,在东秦岭松树沟一带已发现中、 新元古代 的蛇绿岩残片,SmNd等时线年龄为1 030 46 Ma[24 ,25];同时大致沿商丹断裂带,发育同碰撞花岗 岩,如牛角山、 寨根、 德河等岩体,时代上介于110～ 018 Ga之间[26]。在商南松树沟蛇绿岩带南侧、 试马 水库北侧以及西峡寨根和蛇尾一带的秦岭群中,确 定了 高 压 麻 粒 岩 带,峰 期 变 质 年 龄 略 小 于 110 Ga[27]。在苏鲁构造带中,已从早前寒武纪的 “胶南群” 中识别出规模较大的变质花岗岩侵入体, 大量的同位素年龄数据集中在018 Ga左右。这些 变质深成侵入体中的主体被认为是新元古代早期同 碰撞过程的产物[28]。 笔者及合作者在近几年的研究工作中,在柴达 木盆地北缘识别出一条规模宏大的岩浆杂岩带。前 人曾将该杂岩称为 “达肯大坂群”,时代定为古元古 代。经过较深入的研究,发现在柴北缘南带组成达 肯大坂群的主体系一套从富钠到富钾的花岗岩系 列,由于受到变质变形,所形成的正片麻岩很容易视 为地层系统[29]。在这套花岗片麻岩中,不同时代的 表壳岩以包体或残块形式出现。根据已获得的年龄 资料,这套深成侵入体的形成时代主要为新元古代 早期,已获得的同位素年龄有1 02041Ma ,1 020 20Ma和 803 8Ma等[30],地球化学特征显示它 们是汇聚过程中的产物。 根据国内资料分析,反映汇聚地质事件的年代 多集中在110～018 Ga之间,缺少与格林威尔运动 同期的113～110 Ga之间的众多热 构造事件的年 龄信息。 312 新元古代晚期裂解的地质记录 新元古代晚期裂解的地质记录广泛保存于我国 古老陆块内部及其边缘,反映大陆破裂的初始裂谷 盆地在扬子陆块最为发育,最新研究成果表明裂谷 的启动约为820～800 Ma[31]。塔里木陆块北缘库鲁 克塔格群传统上与南方 “震旦系”根据中国地层委 员会的划分,“震旦系” 已再分为震旦系和南华系对 比,该盆地的发育亦在800 Ma开始[32]。发育于柴 达木盆地北缘的全吉群,下伏于含化石的寒武纪地 层之下,笔者等最近从该群中下部偏基性火山熔岩 中获得 738 28Ma的初步结果。全吉群具有类似 拗拉槽的沉积序列,该盆地接受沉积的时间大致亦 在800 Ma左右。 基性岩墙群和A型花岗岩作为大陆破裂和非 造山岩浆活动的标志,在超大陆研究中受到高度重 视。在华南和南秦岭已获得的基性岩墙群年龄大致 444 陆松年/地学前缘Earth Science Frontiers 2001 , 84 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 介于830～750 Ma之间[33 ,34],而东秦岭吐雾山和胶 南日照岚山头的A型花岗岩时代则稍年轻[35];华北 陆块南缘西起陕西洛南,东至河南栾川、 方城,出露 一条东西向碱性岩带,是一个颇值得重视的岩浆岩 带。此外在柴达木盆地北缘和扬子陆块北缘米仓山 一带都有反映新元古代晚期陆壳破裂的岩浆活动存 在。 在华北陆块内部,辽宁新元古代以巨厚磨拉石 建造为特征的永宁群和基性岩墙群也可能是这一时 期陆块破裂的标志。 大致在800 Ma前后,在中国古陆块上多处出现 了裂解,形成以初始裂谷、 基性岩墙群、A型花岗岩 和双峰式火山岩为代表的一系列地质记录。 313 泛非地质事件 有关中国大陆与冈瓦纳大陆之间的联系,或者 说泛非运动对中国古大陆块的影响,已陆续有文章 进行讨论。例如,Wilde1999在讨论我国东北佳木 斯陆块上的孔兹岩系特征和时代的基础上,认为与 东、 西冈瓦纳之间的孔兹岩带很相似,佳木斯陆块可 能是冈瓦纳大陆的碎块。 笔者注意到在我国西部已出现不少600～ 500 Ma的地质事件的年代学资料,尽管对它们的地 质意义还不甚理解,但却不能不引起高度重视。例 如柴达木盆地北缘鱼卡河榴辉岩呈包体形式赋存于 1 02041 Ma的奥长花岗片麻岩中 ,目前笔者已 获得的矿物内部等时线年龄为545Ma ,Ar2Ar年龄 为 560 1Ma。在阿尔金断裂带的西南端,且末一 带榴辉岩获得500 Ma的U2Pb年龄[36 ,37]。刘良等还 报道高压麻粒岩570 Ma的U2Pb年龄[38]。 由于对榴辉岩的精确定年是一项十分艰难和复 杂的工作,目前的同位素年龄资料还难以廓清榴辉 岩的期次、 榴辉岩原岩、 峰期变质和退变质的时代。 但是一组500～600 Ma的年龄数据无疑表明在我国 甘、 青、 新一带存在一期重要的地质事件。众所周 知,我国甘、 青、 新一带从震旦纪至早古生代是以拉 张为主的地质时期[39],从震旦纪裂谷开始到奥陶纪 洋壳的形成,嗣后才转为俯冲和碰撞,形成泥盆系不 整合在前泥盆系之上。如果500～600 Ma的地质事 件以高压变质为主,那么必然产生下列几个问题 1这次深俯冲在相邻的盆地沉积记录中是否有反 映 2 何种原因造成甘、 青、 新一带500～600 Ma 的高压变质作用 3 泛非2巴西运动对我国甘、 青、 新一带是否有影响在冈瓦纳大陆上广泛分布晚 后造山运动的岩浆活动、 剪切带、 剥露和隆升与新元 古代晚期至奥陶纪的热 构造事件有关,这一情况与 我国西部地区有雷同之处。 最近台湾的一些学者根据祁连山新元古代地质 事件的特征,也提出华北西南缘与东南极存在亲缘 关系的推测。笔者在上文提到的500～600 Ma的地 质事件也不能不考虑泛非地质事件对我国西北地区 的影响。 4 中国古大陆在新元古代全球构造中 的位置 关于中国古大陆在新元古代全球构造中的位置 已有诸多文章问世,并在观点上存在明显分歧。概 括起来大致有两种截然相反的观点其一,认为新元 古代早期我国几个主要陆块包括塔里木、 柴达木、 华 北、 扬子和华夏已汇聚或相对邻近并组成统一的中 国古大陆。嗣后经历了显生宙多期造山运动的叠加 和改造,最终形成现位的大地构造轮廓[40]。另一种 观点认为新元古代除扬子与华夏汇聚成为华南古陆 外,塔里木、 华北和华南并未相聚或相邻[41]。不同 作者讨论了这几个陆块在罗迪尼亚和冈瓦纳大陆中 的位置。尽管在对中国古陆块的相对位置的认识上 还有较大的分歧,但总的来看它们与东冈瓦纳、 劳伦 和西伯利亚相邻。 在研究中国古大陆在罗迪尼亚超大陆中的位置 时,有两方面的问题应予以重视。其一是中国古大 陆各块体之间的相对位置,在新元古代它们是否曾 经相聚其二是中国古大陆各块体与罗迪尼亚超大 陆的关系。在重溯新元古代超大陆时有许多制约因 素必须予以重视。例如夹持于华南与华北之间的中 央山系无疑保留了较完整的显生宙造山的地质记 录,但在该年轻的造山带中已在若干地点发现新元 古代造山作用的遗迹。这些古老的造山地质记录对 于研究华北和华南新元古时期的大地构造位置是十 分重要的证据。对于中国地质工作者来说应该更多 地了解新元古时期的全球构造,找到中国古大陆与 其它大陆的共同点和差异点,提出比较有科学根据 的观点和看法,促进全球超大陆研究工作。 5 从中国实际出发研究超大陆的有关 问题 对于长期植根于中国大陆的地质学家而言,借 陆松年/地学前缘Earth Science Frontiers 2001 , 84 445 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 鉴和了解国际地学界的经验、 进展是完全必要的。 我们应当在全球观的指导下,扎扎实实把中国大陆 地质工作做好,将地质工作提到一个新的高度。现 结合我国的实际情况,对研究Rodinia超大陆几个有 关问题进行简略分析。 511 年轻造山带中新元古代热2构造事件的筛分及 其大地构造意义 我国前寒武纪几个主要陆块的地质演化呈现出 多旋回的特点,同时它们多受到显生宙造山作用的 叠加和改造,这使我们在显生宙造山带中研究和重 溯前寒武纪地质历史感到十分复杂和困难。然而在 我国中部的秦祁昆年轻造山带中出现了许多新元古 代热 构造事件的同位素年代学信息,对这些信息应 当结合野外地质事实探讨它们的大地构造意义,重 溯古陆块的演化历史,探讨古陆块之间的相互关系。 在年轻造山带中识别前寒武纪时期的活动带,特别 是新元古代造山带对研究古陆块之间的汇聚历史显 得非常重要。尽管对秦祁昆造山带的演化历史还存 在诸多不同的观点和认识,但存在大量的新元古时 期热 构造事件却是不争的事实。今后应抓住几个 关键地区,如柴达木盆地北缘的鱼卡河、 都兰、 秦岭 的米仓山和商丹一带,开展立典或深入的研究,争取 在年轻造山带中对新元古代地质事件的大地构造意 义的研究获得重要进展。 512 花岗片麻岩带的深入研究 在上述年轻造山带中,特别是从苏鲁、 大别,经 东秦岭到柴达木盆地北缘断续分布长达数千km、 演 化趋势相似和时代相近的新元古代花岗片麻岩带, 同时在该带中又存在高压、 超高压榴辉岩带,因此不 能不引起地质学界的高度重视。但这一花岗片麻岩 带的研究程度尚较低,对花岗片麻岩原岩形成的大 地构造背景尚不清晰,与榴辉岩之间的相对关系存 在着截然相反的认识,对花岗片麻岩的变质、 变形及 精确定年还处于起步阶段,显然目前还难以依赖该 花岗片麻岩带的研究资料,确定诸如华北和扬子陆 块是否存在新元古代造山带等重大地质问题。然而 从新元古代全球构造分析,这一断续分布的巨型花 岗片麻岩带对于认识Rodinia超大陆的汇聚和裂解、 廓清Rodinia超大陆的范围及探讨中国古大陆在全 球构造中的位置都具有极其重要的和潜在的科学价 值。 513 关于测年过程中的成因矿物学研究 目前国内对发育于我国中部年轻造山带中榴辉 岩等重要地质体的形成时代存在认识上的分歧,相 当多的学者认为大别 苏鲁榴辉岩形成于印支期; 部分学者提出从柴北缘至大别-苏鲁为加里东造山 带,榴辉岩系加里东造山带的产物;少部分研究者认 为该带榴辉岩形成于新元古代,并分别受到加里东 期和/或印支期造山运动的叠加;也有人认为既有晋 宁期,也有加里东期和印支期的榴辉岩,真是仁者见 仁、 智者见智。除了对野外地质现象有不同的认识 外,对UPb测年对象如锆石等成因矿物学还缺乏 深入的研究也是造成分歧的原因之一。榴辉岩中存 在复成因的锆石,即使一粒锆石也有核幔之分,一种 流行的看法认为,榴辉岩中较老的锆石或UPb法 上交点或SHRIMP测定的核部年龄代表榴辉岩的原 岩年龄;而榴辉岩中时代较新的锆石或UPb法下 交点或SHRIMP测定的幔部年龄则代表榴辉岩相变 质时代。最近程裕淇等[42]通过对大别山碧溪岭榴 辉岩矿物相和SHRIMP测年的研究,认为锆石核部 的老年龄反映榴辉岩相变质时代,而边部的年轻年 龄则反映后期流体活动的时代,同时提出榴辉岩Sm Nd矿物内部等时线年龄也不代表榴辉岩相变质 时代,而可能反映在后期流体活动状态下SmNd 体系的重设。刘福来等[43 ,44]则运用阴极发光和激 光拉曼等技术,通过锆石内部不同包体成分的鉴别, 判断锆石的成因。我们相信随着研究工作的不断深 入,一些重大疑难问题将不断获得进展和突破。 514 关于 “比较大地构造学” 问题 在超大陆研究中,古地磁和 “比较大地构造学” 是两个重要研究领域,对于研究Rodinia超大陆来 说,后者起着更重要的作用。所谓 “比较大地构造 学” 是指通过不同大陆块地质历史演化和特点的对 比性研究,找出它们之间的相似性、 差异性和亲疏关 系,进而探索它们在超大陆汇聚与裂解过程中的位 置。李正祥等提出华南在新元古代早期位于劳伦和 东冈瓦纳大陆之间的缺口当中,正是基于对澳大利 亚和华南中 新元古代 “比较大地构造学” 的研究。 当我们以全球观来指导研究工作时,在做好中国大 陆地质工作的基础上,必须重视 “比较大地构造学” 的研究,要有一批人通过现场考察和阅读资料逐步 熟悉和掌握国外地质情况,并结合中国大陆地质情 况提出有科学根据的超大陆研究成果,这是我们今 后应该加强的研究领域和努力的方向。 本项研究是国家自然科学基金会重点项目的部分研究 成果,同时得到国土资源部和中国地质调查局的经费支持, 446 陆松年/地学前缘Earth Science Frontiers 2001 , 84 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 笔者表示衷心的谢意。 参考文献 [ 1 ] 陆松年 1 “IGCP440项Assembly and Breakup of Rodinia” 研究项 目已获批准,研究工作即将启动[J ]1 前寒武纪研究进展, 1999 , 221 612651 [ 2 ] McMENAMIN M A S, McMENAMIN DL S.The Emergence of Ani2 mals the Canbrian Breakthrough[M]. New Y ork Columbia Univer2 sity Press , 1990.1212. [ 3 ] MOORES E W. Southwest USEast Antarctic SWEAT connec2 tion a hypothesis[J ].Geology,1991 ,194252428. [ 4 ] HOFFMAN P F. Did the breakup of Laurentia turn G ondwana inside out[J ] Science, 1991 , 252140921412. [ 5 ] LI Z X, ZHANGL H, POWELL CM. South China in Rodinia part of the missing link between Australia2East Antarctic and Laurentia [J ] Geology, 1995 , 235 4072410. [ 6 ] LI Z X, ZHANGL H, POWELL C M. Positions of the East Asian cratons in the Neoproterozoic super2continent Rodinia[J ].Australia J Earth Science, 1996 , 436 5932604. [ 7 ] CONDIE KC. Continent grouping during ation of Rodinia at 1. 35～0.9 Ga[J ].Gondwana Research, 20011 5216. [ 8 ] MOOREJ M, THOMPSON P. 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