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GRL: 早古生代欧龙布鲁克板块的裂离与重组

文章来源: 发布时间:2026-07-14 14:31 作者:李哲萱 浏览量:262

如果将大陆比作一个不断移动、碰撞和裂解的巨大拼图,那么欧龙布鲁克地块无疑是其中一块长期困扰地质学家的关键碎片。由于其复杂的地质记录,欧龙布鲁克地块在早期东亚大陆演化中的位置和归属一直存在争议。

欧龙布鲁克地块具有独特的“双重地质属性”。一方面,其前寒武纪基底、寒武纪沉积序列以及早期古生物组合显示,在早奥陶世之前,欧龙布鲁克地块与华北地块具有密切的地质联系,可视为华北地块南缘的重要组成部分。另一方面,进入中奥陶世达瑞威尔阶后,其化石组合却表现出与华南板块更为相似的生物地理亲缘性,暗示其可能经历了重要的构造迁移过程。与此同时,在现今构造格局中,欧龙布鲁克地块与华北板块之间却被长期认为源自华南板块的中祁连地块所分隔(图1),进一步增加了该区域构造演化的复杂性。

图1 (a) 中国大地构造划分简图(修改自Zhao 等,2002);(b) 欧龙布鲁克地块及其周缘地质简图(修改自Wang 等,2023);(c) 采样区地质图 (d) 欧龙那个布鲁克板块寒武纪-奥陶纪地层柱状图(修改自Sun等2020)

上述地质现象引出了两个关键科学问题:欧龙布鲁克地块何时开始与华北板块分离?中祁连地块又为何会出现在欧龙布鲁克与华北板块之间?这不仅关系到欧龙布鲁克地块自身的构造演化,也直接影响对原特提斯洋演化历史以及东亚大陆早期拼合过程的认识。

针对以上问题,研究团队选取欧龙布鲁克地块中—下奥陶统多泉山组灰岩开展系统古地磁研究(图1)。研究结果表明,早—中奥陶世时期,欧龙布鲁克地块位于南纬约27.5°(±5.6°)。与同期华北地块古地磁结果对比发现,两者之间已经存在约2720±890 km的南北向距离差异(图2)。这一结果表明,欧龙布鲁克地块并非长期固定于华北地块边缘,而是在晚寒武世已经开始向南漂移,并逐渐与华北地块发生分离。

图 2 (a) 晚寒武世—奥陶纪期间欧龙布鲁克地块与华北板块古纬度对比;(b) 欧龙布鲁克地块相对于华北板块的古纬度差异;(c) 晚寒武世—奥陶纪期间欧龙布鲁克地块与华北板块古偏角对比;(d) 欧龙布鲁克地块相对于华北地块的相对旋转量

结合古生物学、碎屑锆石物源分析以及区域构造演化证据,研究团队进一步提出了欧龙布鲁克地块的构造演化模式:晚寒武世以后,欧龙布鲁克地块从华北地块南缘分离,并持续向南漂移;在约467–458 Ma期间,与华南板块发生碰撞。随后,欧龙布鲁克地块与中祁连地块共同从华南板块边缘分离,并在后续构造演化过程中经历约130°逆时针旋转,最终随着原特提斯洋的闭合重新拼合到华北板块 (图2, 3)。

这一研究成果不仅为欧龙布鲁克地块的漂移历史提供了直接的古地磁约束,也为揭示原特提斯洋演化和东亚大陆早期构造重组提供了新的关键证据。不过,欧龙布鲁克地块为何会发生如此显著的旋转,目前仍缺乏明确解释。其背后可能涉及板块边界转换、洋盆俯冲极性变化、地块之间的斜向碰撞或后期构造改造等复杂过程。未来仍需结合更多高精度古地磁、沉积学、构造地质和年代学研究,以进一步完善欧龙布鲁克地块的迁移路径及其背后的动力学演化机制。


图3. 约470 Ma时华北地块及青藏高原东北缘邻近构造地块的古地理重建。冈瓦纳、劳伦大陆、波罗的大陆和西伯利亚大陆的位置采用 Torsvik 和 Cocks(2017)的重建结果;华北、华南、柴达木、欧龙布鲁克和中祁连地块的相对位置依据 Dong 等(2021)及本研究的古地磁结果确定。

相关研究成果以 “Paleomagnetic Constraints on the Separation of the Olongbuluke Block From the North China Block During the Late Cambrian–Middle Ordovician and Its Tectonic Significance” 为题发表在国际学术期刊 Geophysical Research Letters。

西北大学地质学系博士后王腾为论文第一作者,西北大学地质学系周亚楠副教授为论文通讯作者。


论文信息: Wang, T.(王腾), Zhou, Y. (周亚楠), Chai, R. (柴瑞阳), Cheng, X. (程鑫), & Wu, H. (吴汉宁) (2026). Paleomagnetic constraints on the separation of the Olongbuluke Block from the North China Block during the Late Cambrian–Middle Ordovician and its tectonic significance. Geophysical Research Letters, 53, e2025GL119963. https://doi.org/10.1029/2025GL119963

参考文献:

Dong, Y., Sun, S., Santosh, M., Zhao, J., Sun, J., He, D., et al. (2021). Central China orogenic belt and amalgamation of East Asian continents. Gondwana Research, 100, 131–194. https://doi.org/10.1016/j.gr.2021.03.006

Sun, J., Dong, Y., Jiang, W., Ma, L., Chen, S., Du, J., & Peng, Y. (2020). Reconstructing the Olongbuluke Terrane (northern Tibet) in the end‐neoproterozoic to Ordovician Indian margin of Gondwana. Precambrian Research, 348, 105865. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2020.105865

Torsvik, T. H., & Cocks, L. R. M. (2017). Earth history and palaeogeography. Cambridge University Press.

Wang, T., Zhou, Y., Chai, R., Cheng, X., Wang, P., Xing, L., et al. (2023). Microcontinental block amalgamation in the northern Tibetan Plateau and its significance for understanding the closure of the Proto‐Tethyan Ocean. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 627, 111722. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2023.111722

Zhao, G., Cawood, P. A., Wilde, S. A., & Sun, M. (2002). Review of global 2.1–1.8 Ga orogens: Implications for a pre‐rodinia supercontinent. Earth Science Review, 59(1–4), 125–162. https://doi.org/10.1016/S0012‐8252(02)00073‐9