摘 要：超大陸旋回（supercontinent cycle）的含義是指古大陸曾經(jīng)在地質(zhì)歷史時(shí)期經(jīng)歷過多次的聚集和裂解。自新元古代以來，在地球歷史進(jìn)程中先后歷經(jīng)了的羅迪尼亞（Rodinia）-岡瓦納（Gongdwanalan）-潘基亞（Pangea）等幾次超級(jí)大陸的拼合與解體。但超級(jí)大陸的拼合與解體都是相互關(guān)聯(lián)，相互影響的，并非毫無聯(lián)系的獨(dú)立發(fā)展與消亡的。每個(gè)超級(jí)大陸旋回都包括了舊大陸的分裂，裂谷帶的發(fā)育，單個(gè)克拉通的無序偏移導(dǎo)致的多個(gè)克拉通隨機(jī)組合、碰撞、縫合形成新的超級(jí)大陸這兩個(gè)重要階段。然而這些過程中對(duì)板塊的運(yùn)動(dòng)，礦床的演化，生物的進(jìn)化成長都有著重要的研究意義。

關(guān)鍵詞：超級(jí)大陸；羅迪尼亞；岡瓦納；旋回

自1910年，德國的氣象學(xué)家A.Wegener提出的大陸漂移學(xué)說以來，關(guān)于板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，大陸的拼合與洋中脊的分離，以致后來的加拿大威爾遜從板塊的運(yùn)動(dòng)提出了，威爾遜旋回的觀點(diǎn)，大洋盆地從產(chǎn)生到消失是有一定旋回性的，為大洋的發(fā)展提出了六個(gè)階段。這一切都為超級(jí)大陸的學(xué)說發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。

1 Ur超級(jí)大陸（3.0Ga）

UR超級(jí)大陸是出現(xiàn)在大約30億年前古元古代時(shí)期的原始大陸（Rogers，1996），推測(cè)其大概有5個(gè)克拉通，他們發(fā)育了大面積的淺水表殼系蓋成（3.0Ga-2.8Ga）（圖1）。目前都可以在泛大陸的東岡瓦納大陸部分發(fā)現(xiàn)，另外還有南非的卡普瓦爾（Kaapvaal）克拉通，印度的西達(dá)爾瓦爾（Western Dharwar）克拉通Bhandara克拉通、Singhbhum克拉通，西澳的皮爾巴拉（Pilbara）克拉通。不管30億年前的歷史中是否真實(shí)存在這樣一塊超級(jí)大陸，但是在18億年前可以確定就已經(jīng)結(jié)合在一起的大陸塊的內(nèi)核。

2 北極古陸（2.5Ga-1.5Ga）

屬于原生古陸，北極古陸（2.5GA-1.5Ga），包括了北美、西伯利亞及部分格陵蘭等地區(qū)一些古老的克拉通。早些時(shí)期Williams（1991）將加拿大克拉通包括北極古陸以內(nèi)，統(tǒng)一稱為科羅拉多大陸（Kenorland），科羅拉多在2.4GA到2.0GA之間發(fā)育廣泛裂谷，最終在兩條造山帶的碰撞下聚合（Rogers et al.，2003）。由于其在東、西、南三面經(jīng)歷匯聚之后有了很大的增生程度，導(dǎo)致最終與北美、格林蘭、波羅的形成了后面的nean超大陸。

3 哥倫比亞超大陸（1.8Ga-1.2Ga）

Columbia超級(jí)大陸是地質(zhì)歷史時(shí)期第一個(gè)聚合在一起的超大陸[1]，根據(jù)地球物理地磁數(shù)據(jù)的推測(cè)，它可能是一個(gè)古元生代到中元古代時(shí)期的一個(gè)超級(jí)大陸。

地質(zhì)學(xué)家Rogers 最初猜想的是哥倫比亞大陸在1.6Ga時(shí)期開始聚合，但隨后的G.C.Zhao提出了哥倫比亞大陸大概在1.8Ga其間開始匯聚，因?yàn)楫?dāng)時(shí)同一時(shí)代情況下出現(xiàn)了全球造山帶的分布。所以最后Rogers再根據(jù)巖石學(xué)和地質(zhì)年齡數(shù)據(jù)修改了當(dāng)時(shí)的論點(diǎn)，提出了哥倫比亞大陸聚合時(shí)間與一些影響全球事件相一致，大約時(shí)間在1.85Ga-1.9Ga。

4 羅迪尼亞（1.0Ga-0.7Ga）

“Rodinia”一詞出自于俄語，原意是指“初生，誕生”之意，因?yàn)槭浅霈F(xiàn)在10億年前在新元古代出現(xiàn)的一個(gè)超級(jí)大陸，對(duì)顯生宙的所有超級(jí)大陸的出現(xiàn)有著直接影響，對(duì)于Rodinia的超級(jí)大陸邊緣淺海部位沉積也是顯生宙初期生物大爆發(fā)的重要原因之一。

1991年羅迪尼亞超級(jí)大陸的提出對(duì)研究超級(jí)大陸在地質(zhì)歷史時(shí)期的聚合和裂解有著重要的推動(dòng)作用[2]。其中Sweat的假說的提出和研究證明，很有力的推動(dòng)了前寒武紀(jì)的超級(jí)大陸恢復(fù)再建。

Sweat認(rèn)為羅迪尼亞以勞倫古陸為中心（圖2），分布在其周圍的主要有：波羅的古陸、東岡瓦納古陸、卡拉哈里、剛果、西非及亞馬孫等克拉通。如果北美的西部與澳大利亞-南極地盾相拼合的話， 從南極到岡瓦納的其它部分， 許多特征可以得到延伸， 尤其是元古界造山帶，其中Grenville 造山帶可以環(huán)繞東南極的沿岸延伸直到印度和澳大利亞。加拿大北西Wopmay 造山帶可以通過東澳大利亞延入南極，然后經(jīng)過冰蓋與美國西部Yavapai-Mazatzal 造山帶連接，造山帶中的蛇綠巖帶也可以延入東南極。沿美國科迪勒拉冒地槽的前寒武紀(jì)-古生代沉積巖相似的巖系也出現(xiàn)在橫穿南極的巖系中。因此，他主張，在中元古代末期，勞倫古陸的西緣與澳大利亞-南極的東緣、部分南美及波羅的古陸曾拼合在一起，南美與勞倫古陸的東緣相鄰。該假說成了以后的羅迪尼亞泛大陸重建的重要基礎(chǔ)。

羅迪尼亞聚合于中元古代晚期（1.3Ga～1.0Ga），北美格林威爾造山帶標(biāo)志著這一時(shí)期的大陸匯聚作用。而勞倫古陸與東岡瓦納大陸的裂解形成的早期太平洋，以及勞倫古陸與波羅的克拉通之間裂解形成的早期大西洋，則標(biāo)志羅迪尼亞超級(jí)大陸的解體，這一時(shí)期大概發(fā)生在0.7Ga，此時(shí)勞倫古陸和東岡瓦納古陸從羅迪尼亞開始分離[3]。

羅迪尼亞超大陸的破裂可能涉及兩次裂谷事件，其一是在0.75Ga[4]左右沿著勞倫古陸西緣發(fā)生裂谷作用，使東岡瓦納陸塊（澳大利亞、東南極、印度、卡拉哈里等陸塊）與勞倫古陸分離，東岡瓦納相對(duì)勞倫古陸呈逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，由此形成初期太平洋；其二是大概0.6Ga沿著勞倫古陸東緣發(fā)生裂谷作用，使巴西、亞馬孫、剛果、西非等陸塊與之分離。

5 岡瓦納大陸

在600-550Ma期間，由于泛非造山運(yùn)動(dòng)造成解體于羅迪尼亞超大陸的東西岡瓦納塊體之間的聚集，莫桑巴克洋消亡，形成規(guī)模較羅迪尼亞小的的岡瓦納超大陸（Gondwana）。

新元古代末期，羅迪尼亞泛大陸開始裂解作為岡瓦納旋回的開端，主要表現(xiàn)在，大幅度的拉伸、裂谷作用以及了陸內(nèi)盆地和洋中脊拉張導(dǎo)致洋盆的形成。羅尼迪亞最先是以東岡瓦納的裂解為開端，形成了太平洋的雛形，此時(shí)的中國華南板塊在勞倫古陸和澳大利亞古陸之見。隨后西岡瓦納也隨之裂解，在新元古代晚期在泛非造山帶時(shí)期聚合東岡瓦納形成了岡瓦納大陸。東西岡瓦納的匯聚并不是短期碰撞形成，其中經(jīng)過多個(gè)地質(zhì)體之間的碰撞。

重建岡瓦納旋回的標(biāo)志性事件就是兩條全球范圍的泛非造山帶。第一條構(gòu)造帶是介于東、西岡瓦納之間的莫桑比克帶，該帶涉及東非、馬達(dá)加斯加、印度南部、斯里蘭卡和東南極，該帶的閉合產(chǎn)生的中低壓麻粒巖相變質(zhì)作用，是岡瓦納形成的標(biāo)志。大約形成于530Ma（Meert et al.，1996）第二條構(gòu)造帶發(fā)育于東、西非之間并延伸到剛果和巴西東南部，其中巴西東南部長達(dá)2000km的新元古代晚期巖漿弧的發(fā)育特別引人注目。

在Gondwana匯聚成一個(gè)整體后，其北部開始裂谷化，分裂開的的陸塊持續(xù)向北運(yùn)動(dòng)。首先，在260-250Ma期間，Gondwana北緣裂開，狹窄的特提斯出現(xiàn)；在160Ma，非洲向東裂開與北美分離（北大西洋打開），緊接著中部、南部大西洋在白堊紀(jì)時(shí)期擴(kuò)大內(nèi)海面積；在120-100Ma，印度徹底分離；在60Ma時(shí)期，澳大利亞在也與Gondwana分離（Rogers et al，2003）目前，現(xiàn)存的南極大陸是唯一一塊Gondwana原始大陸部分被保留下來。

6 潘基亞大陸（0.25Ga）

潘基亞屬于聯(lián)合古陸，實(shí)際并不能稱作超大陸，他是由裂解之后的岡瓦納的南部和北邊正在匯聚的勞亞大陸（Laurasia）所拼合而成的。

從晚古生代開始，勞亞古陸就開始拼合，主要組成部分有西伯利亞克拉通，塔里木克拉通和天山古陸，可以說勞亞大陸是個(gè)古亞洲模型。（Xia等，2012）最先開始的是250Ma西伯利亞克拉通和華北克拉通的聯(lián)合再到西伯利亞與波羅的聯(lián)合（Rino等，2008）最后是華南古陸和印支古陸的聯(lián)合，到中生代初期，勞亞古陸開始基本形成。但此時(shí)的潘基亞古陸的南部地區(qū)還處在岡瓦納大陸裂谷裂解時(shí)期。相對(duì)的，從岡瓦納裂解的部分陸塊不斷的向北邊運(yùn)動(dòng)，并引起了對(duì)當(dāng)今都有著深遠(yuǎn)影響的三大造山運(yùn)動(dòng)；喜馬拉雅造山運(yùn)動(dòng)、阿爾卑斯造山運(yùn)動(dòng)、和扎格羅斯造山運(yùn)動(dòng)。

7 結(jié)束語

超大陸旋回（supercontinent cycle），超大陸包括大部分或所有的大陸地殼，除顯生宙的泛大陸（Pangea，0.2 Ga）之外，在元古代還可能存在的Nean超大陸、哥倫比亞超大陸、羅迪尼亞超大陸。每個(gè)超大陸旋回包括古老超大陸的裂谷和裂解作用，單個(gè)克拉通的形成，以及克拉通隨后的重新組合、碰撞、縫合形成新的超大陸兩大階段。超大陸拼合的標(biāo)志主要表現(xiàn)為全球性洲際規(guī)模造山帶的形成或陸塊廣泛拼合、碰撞，出現(xiàn)造山作用高峰期，如中元古代末期的格陵威爾（Grenville）造山帶。超大陸存在期裂谷期的標(biāo)志為大陸保存大面積的沉積蓋層變質(zhì)基底的二元結(jié)構(gòu)。

這些大陸的消亡與匯聚都影響著下一個(gè)地球板塊運(yùn)動(dòng)的變化趨勢(shì)，大陸的旋回性分裂與匯聚動(dòng)力主要來自于地幔熱對(duì)流動(dòng)力和大規(guī)模的增生、造山帶的形成、不同克拉通之間的碰撞為動(dòng)力。

參考文獻(xiàn)

[1]ROGERS J J W， SANTOSH M， YOSHIDA M .Mesoproterozoic Supercont inent （Call for papers）[J].Gondwana Research，2000（4）：590-591.

[2]McMENAMINMAS.McMENAMIN D L S. The Emergence of Animals： the Canbrian Breakthrough[M].NewYork：Columbia University Press，1990：1-12.

[3]KRONER A. The Pan-African belt of Northeastern and eastern Africa，Madagascar， Southern India， Sri Lanka and East Antarctic：Terrane amalgamation during formation of the Gondwana superconti-nent[A]. THORWEIHE U， SCHANDELMEIER H. GeoscientificResearch in Northeast Africa[M]. Rotterdam： Balkema，1993：3-9.

[4]Powell C M ， Li Z X， Mcelhinny M W.Paleomanatic constraints o n timing of the Neoproterozoi breakup of Rodinia and the Cabrian formation o f Go ndw ana.Geology，1993，21（10）：889-892.

[5]POWELL C M. Are Neoproterozoic glacial deposits served on the margin of Laurentia related to fragmentation of two super-continents[J]. Geology，1995，23：1053-1054.