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从冈瓦纳大陆启航最早的北羌塘地块
“冈瓦纳大陆”这个名词最初是由奥地利地质学家修斯(Eduard Suess)在《地球的面貌》(The Face of the Earth)一书中提出的。冈瓦纳大陆是一个远古时期存在于南半球的古大陆,也称南方大陆,它因印度中部的冈瓦纳地方而得名。在印度半岛,由石炭系到侏罗系,从下部的特征冰碛层到上部的含煤地层,统称为“冈瓦纳(岩)系”。南半球各大陆都发现有这一时代的相似岩系和化石,根据这一相似性和其他证据,便把这个古大陆命名为冈瓦纳大陆。学界当前对于冈瓦纳大陆的几个主要块体组成并无异议,然而,对于一些微型地块(或陆块)的来源却存在较大争议。南羌塘来自冈瓦纳大陆已是公认,但北羌塘地块的来源及其漂移历史一直争议很大:一些学者认为,北羌塘地块来自北方劳亚大陆,然而还有一些学者认为北羌塘地块在晚古生代时期就已从冈瓦纳大陆裂解出来,甚至还有观点认为北羌塘地(与南羌塘地块一起)与当时的华北地块、塔里木地块、扬子地块以及其他一些岛陆共同组成中国古大陆的主体,与劳亚大陆和冈瓦纳大陆“三足鼎立”。争议的主要原因是北羌塘地块缺乏石炭纪—二叠纪典型的冰筏砾岩,因为这种冰海杂砾岩是在距今约 3 亿年前冈瓦纳大陆的标志性沉积,其在南美洲、非洲、澳大利亚、印度以及南极大陆都有发现。但北羌塘的地层和古生物又明显不同于欧亚大陆的塔里木地块和昆仑山地块,而与扬子地块有很高的相似性。因而试图通过古生物地层的对比来揭示北羌塘地块的来源是行不通的。近现代古地磁学的发展,为更精确地厘定冈瓦纳大陆解体及随后欧亚大陆各地块拼贴聚合过程提供了可靠资料。
中科院青藏高原所大陆碰撞研究组通过古地磁学方法对北羌塘下二叠统开心岭群火山岩进行了详细研究。精确的锆石 U-Pb 时代表明开心岭群火山岩的年龄为 2.97 亿年,高质量的古地磁数据表明北羌塘地块在距今 2.97 亿年前位于南半球(21.9°±4.7°S),此时北羌塘离冈瓦纳大陆较近,而远离北半球的劳亚大陆。这不仅指示北羌塘地块在距今约 3 亿年之前已经从冈瓦纳大陆裂解出来,还可以解释为什么北羌塘缺乏典型的冰筏沉积。为了进一步揭示北羌塘的漂移历史,项目组还对同一地点的晚三叠世的火山岩开展了古地磁研究。结果表明,到距今约 2.1 亿年前左右,北羌塘地块的古纬度已为 31.7°±3.0°N——在误差范围内已达到目前的纬度(34°N);同时,也表明此时北羌塘地块已与欧亚大陆发生碰撞,成为欧亚大陆新的南缘。因而自距今 3.0—2.1 亿年前,北羌塘地块自南向北漂移了约 7 000 公里,平均漂移速度约为 7.0 厘米/年。