姜南，吳漢寧，李玉玉，衛(wèi)弼天，周亞楠，張偉杰,2，高揚(yáng),3，于亮,4，武佳坤,5，霍斐斐,6，劉雨純，王保鋒，程鑫*

1 西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系/大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710069 2 南方科技大學(xué)海洋科學(xué)與工程系，廣東深圳 518055 3 中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京 100081 4 中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所，北京 100101 5 蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，蘭州 730000 6 遵義師范學(xué)院，貴州遵義 563006

0 引言

青藏高原的形成涉及多地塊多階段離散-匯聚過程，在經(jīng)歷漫長(zhǎng)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)之后，現(xiàn)今可從青藏高原識(shí)別出數(shù)條規(guī)模不等的碰撞結(jié)合帶.青藏高原的主體可被5條大的縫合帶從北至南依次劃分為柴達(dá)木地塊、松潘—甘孜地塊、羌北地塊、羌南地塊、拉薩地塊、喜馬拉雅地塊.其中位于青藏高原核心的羌北地塊，北部以西金烏蘭—金沙江縫合帶為界與松潘—甘孜地塊相鄰，南部以龍木措—雙湖縫合帶為界與羌南地塊相鄰(圖 1a).

圖1 (a)羌北地塊及鄰區(qū)大地構(gòu)造簡(jiǎn)圖(修改自Yan et al.,2019).相鄰塊體之間的縫合帶由北向南依次為EKL-AKMS：東昆侖—阿尼瑪卿—木孜塔格縫合帶；XJS：西金烏蘭—金沙江縫合帶；LSS：龍木措—雙湖縫合帶；BNS：班公湖—怒江縫合帶；ITS：印度—雅魯藏布江縫合帶.(b)采樣區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(修改自夏軍等，2009)Fig.1 (a)Regional geological map of the North Qiangtang Terrane and adjacent areas (modified from Yan et al.,2019).The suture zone between adjacent blocks from north to south are EKL-AKMS,East Kunlun-Ayimaqin-Muztagh suture zone;XJS,Xijir Ulan-Jinsha River suture zone;LSS,Longmu Co-Shuanghu suture zone;BNS,Bangong Lake-Nujiang suture zone;ITS,Indus-Yarlung Zangbo River suture zone.(b)Geological map of the sampling area (modified from Xia et al.,2009)

目前，關(guān)于羌北地塊早古生代的起源與歸屬問題仍是廣大學(xué)者爭(zhēng)論的焦點(diǎn).一種觀點(diǎn)認(rèn)為羌北地塊早古生代期間可能與岡瓦納大陸的印度板塊北緣相連(Rong et al.,2003;Gehrels et al.,2011;Li et al.,2018)，晚古生代從岡瓦納大陸裂離并向北漂移(Chang et al.,1986;Song et al.,2017;Ma et al.,2019)，于晚三疊世拼貼至歐亞大陸南緣(Zhou et al.,2019;Song et al.,2020;Yu et al.,2022)；另一種觀點(diǎn)認(rèn)為羌北地塊早古生代期間可能是勞亞大陸/華夏大陸的一部分，并且長(zhǎng)期位于古特提斯大洋北側(cè)(肖序常等，1986；李才，1987，2008;李才等，2008；潘桂堂等，2004；Zhai et al.,2018).

古地磁學(xué)作為定量重建板塊古位置的唯一手段，可通過巖石中記錄的原生剩磁方向計(jì)算得出不同地質(zhì)歷史時(shí)期塊體的古緯度，進(jìn)而描述其運(yùn)動(dòng)學(xué)方式.近些年來，羌北地塊古地磁學(xué)研究工作取得一些重要進(jìn)展，從上古生界(Huang et al.,1992;Cheng et al.,2012,2013;Song et al.,2017;Yang et al.,2017)和中生界(程鑫等,2012;Yan et al.,2016;Ma et al.,2019;Zhou et al.,2019;Song et al.,2020;Guan et al.,2021;Yu et al.,2022)獲得了一大批高精度且可靠性相對(duì)較高的古地磁數(shù)據(jù).已有古地磁結(jié)果表明，羌北地塊晚石炭世至中二疊世期間并未發(fā)生明顯的緯向運(yùn)動(dòng)，相對(duì)穩(wěn)定的處于南半球低緯度地區(qū).晚二疊世至晚三疊世期間以大約11 cm·a-1的運(yùn)動(dòng)速率快速北移，最終與歐亞大陸發(fā)生碰撞.晚古生代至中生代古地磁數(shù)據(jù)的積累，使廣大學(xué)者對(duì)羌北地塊在此期間的運(yùn)動(dòng)學(xué)過程以及古特提斯洋演化有了較為深刻的認(rèn)識(shí).然而，受制于青藏高原惡劣的自然環(huán)境與剖面出露較差的情況，對(duì)羌北地塊下古生界開展的古地磁學(xué)研究較少，鮮有古地磁數(shù)據(jù)報(bào)道.這限制了我們對(duì)青藏高原北部早古生代特提斯洋演化的認(rèn)識(shí).本文報(bào)道羌北地塊早-中志留世古地磁研究初步結(jié)果，籍此探討羌北地塊早古生代古位置及其起源問題.

1 區(qū)域地質(zhì)概況與樣品采集

羌北地塊被認(rèn)為是一個(gè)具有前寒武紀(jì)結(jié)晶基底的穩(wěn)定地塊(譚富文等，2009；何世平等，2011；姜慶運(yùn)等，2021).地塊古生界和中生界發(fā)育齊全(潘桂堂等，2004).早古生代地層主要出露于地塊西部的拉竹龍—龍木措地區(qū)(王權(quán)等，2004；夏軍等，2006a，b)和東部的青泥洞—海通地區(qū)(西藏地質(zhì)礦產(chǎn)局，1993).地塊西部的奧陶系—志留系為碎屑巖和海相碳酸鹽沉積，具有揚(yáng)子板塊西緣沉積建造和生物組合面貌的特點(diǎn).奧陶系和志留系之上被泥盆系角度不整合覆蓋，被認(rèn)為是晚加里東運(yùn)動(dòng)的痕跡(夏軍等，2009).

采樣剖面位于阿里地區(qū)日土縣東汝鄉(xiāng)松西村以北35 km的龍木措北岸(34.4°N，80.3°E).夏軍等(2009)將該區(qū)志留系劃分為三個(gè)組，自下至上依次為龍木措組(S1-2l)、單面山組(S2-3d)、心形湖組(S3-4x)(圖 1b)，各組之間為整合接觸關(guān)系，古新統(tǒng)螞蟥山組(Em)陸相紅層角度不整合覆蓋于心形湖組(S3-4x)之上.龍木措組主要由灰-青灰色薄-中層生物碎屑灰?guī)r、白云巖夾石英砂巖以及鈣質(zhì)頁巖組成；單面山組主要發(fā)育灰黃色中-薄層細(xì)礫巖、巖屑砂巖、灰白色厚層石英砂巖以及粉砂質(zhì)泥巖.心形湖組主要包含黃色薄-中層細(xì)礫巖、生物碎屑灰?guī)r、鮞?；?guī)r以及石英砂巖、粉砂質(zhì)泥巖.

龍木措組含豐富的腕足、雙殼、珊瑚及海百合莖等.包括珊瑚Subslveolitessp.,Halysitessp.,Cateniporasp.等志留紀(jì)的常見分子，腕足類Hindella,Stricklandia,Striispirifer等下志留統(tǒng)典型的化石類型，及豐富的Geisonocerascf.rivale,Oonoxerascf.acinacas,Columenassp.,Arioncerassp.,A.submoniilform,Virgocerassp.,Dawsonocerassp.等中志留世常見的頭足類化石，確定其時(shí)代為早-中志留世(Gradstein et al.,2012;夏軍等，2009；戎嘉余等，2019).

本文選擇了一條地層出露較好，巖石新鮮的剖面采集龍木措組古地磁樣品.在長(zhǎng)約500 m的剖面上共布置10個(gè)灰?guī)r采點(diǎn)，共采集125塊古地磁獨(dú)立定向樣品.使用便攜式汽油鉆機(jī)進(jìn)行鉆樣，配合使用磁羅盤對(duì)樣品定向和測(cè)量地層產(chǎn)狀，利用手持式GPS確定采樣點(diǎn)的地理坐標(biāo).

2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試與分析

2.1 實(shí)驗(yàn)方法

將龍木措組灰?guī)r樣品切割后，用環(huán)氧樹脂固定于載玻片上，打磨至0.5～0.55 mm厚，拋光后烘干，用于巖相學(xué)觀察與實(shí)驗(yàn).為了確保導(dǎo)電性，實(shí)驗(yàn)前對(duì)樣品表面進(jìn)行噴碳處理，然后在20 kV的加速電壓與4.8 mm的工作距離下，用Thermo Scientific Helios G4 UC聚焦離子雙束顯微鏡觀察其詳細(xì)顯微結(jié)構(gòu)，隨后用牛津電制冷能譜儀獲取元素組成.該實(shí)驗(yàn)在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成.

將直徑2.54 cm樣品加工為高2.2 cm的標(biāo)準(zhǔn)圓柱狀古地磁樣品后，選取代表性樣品首先測(cè)量其等溫剩磁(IRM)獲得曲線，然后進(jìn)行三軸等溫?zé)嵬舜?Lowrie,1990)實(shí)驗(yàn).挑選代表性樣品研磨為粉末后，測(cè)量其磁化率隨溫度變化(k-T)曲線.采用逐步熱退磁(TD)和交變退磁(AF)兩種方法來獲取樣品特征剩磁(ChRM)方向.退磁實(shí)驗(yàn)及剩磁測(cè)量均在殘余磁場(chǎng)小于300 nT的磁屏蔽空間內(nèi)完成.以上實(shí)驗(yàn)在中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所古地磁年代學(xué)實(shí)驗(yàn)室與西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成.

IRM曲線以及三軸等溫?zé)嵬舜艑?shí)驗(yàn)加場(chǎng)階段所用設(shè)備為IM-10-30脈沖磁力儀.對(duì)進(jìn)行三軸等溫?zé)嵬舜艑?shí)驗(yàn)的樣品沿樣品Z、Y、X互相垂直的三個(gè)方向依次施加2.5 T、0.4 T、0.1 T的磁場(chǎng)后進(jìn)行逐步熱退磁，使用JR-6A旋轉(zhuǎn)磁力儀測(cè)量其剩磁強(qiáng)度.k-T曲線實(shí)驗(yàn)使用CS4高溫裝置與MKF2卡帕橋(AGICO,Brno,Czech Republic)對(duì)樣品進(jìn)行加熱與測(cè)量，測(cè)量時(shí)將代表性樣品粉末置于氬氣環(huán)境中加熱至700 ℃并隨后冷卻至35 ℃.TD-48熱退磁爐被用來對(duì)樣品進(jìn)行加熱退磁.系統(tǒng)熱退磁時(shí)，在低溫階段(0～300 ℃)，溫度間隔設(shè)置為50～100 ℃，高溫階段(300～580 ℃)溫度間隔設(shè)置為15～25 ℃，鄰近磁性礦物居里溫度時(shí)，溫度間隔設(shè)置為5～10 ℃.系統(tǒng)交變退磁實(shí)驗(yàn)，退磁間隔為5～10 mT，最高退至80 mT.樣品剩磁分量方向測(cè)量在2G-755低溫超導(dǎo)磁力儀上進(jìn)行.

PMGSC(Enkin,1990)和PaleoMac6.5(Cogné,2003)軟件用來分析退磁結(jié)果.使用主分量分析法(Kirschvink,1980)獲取單個(gè)樣品的剩磁方向，然后Fisher統(tǒng)計(jì)(Fisher,1953)獲取平均方向.

2.2 巖相學(xué)與巖石磁學(xué)結(jié)果

掃描電鏡觀察與能譜分析顯示，龍木措組灰?guī)r樣品未發(fā)現(xiàn)變質(zhì)現(xiàn)象.樣品中的主要的磁性礦物為鐵氧化物，大多數(shù)鐵氧化物呈現(xiàn)自形至不規(guī)則形，直徑介于1～2.5 μm之間(圖 2)，為典型的碎屑顆粒結(jié)構(gòu).

圖2 龍木措組灰?guī)r樣品掃描電鏡(A—C)與能譜分析圖(1—4)掃描電鏡圖中(A—C)的實(shí)心點(diǎn)(1—4)與能譜分析結(jié)果(1—4)相對(duì)應(yīng).Fig.2 Scanning electron microscope images (A—C)and results of the energy dispersive spectroscopy (EDS)analyses (1—4)of Longmu Co Formation limestones Solid circles (1—4)in panels (A—C)indicate EDS analytical points (1—4).

代表性樣品的IRM曲線顯示，IRM在外加磁場(chǎng)強(qiáng)度小于300 mT時(shí)，隨場(chǎng)強(qiáng)增加迅速爬升并達(dá)到準(zhǔn)飽和狀態(tài)(圖3a,b)，表明樣品中主要以中-低矯頑力的載磁礦物為主.三軸等溫剩磁熱退磁實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，代表性樣品所含中間磁成分和軟磁成分相對(duì)占主導(dǎo)地位，在400 ℃前迅速衰減，最終均在580 ℃完全解阻，硬磁組分含量較低，解阻溫度大約為670 ℃(圖3c,d).k-T曲線的加熱曲線顯示，350 ℃之前磁化率隨溫度升高平穩(wěn)衰減，在350 ℃至580 ℃之間磁化率先迅速增加然后急劇下降(圖3e—h)，可能指示了Hopkinson峰的存在.樣品冷卻曲線高于加熱曲線，可能是氬氣環(huán)境中少量鐵硅酸鹽和磁赤鐵礦、赤鐵礦等被還原為磁鐵礦所致.綜上，研究區(qū)龍木措組灰?guī)r樣品中主要載磁礦物為磁鐵礦.

圖3 代表性樣品等溫剩磁獲得曲線歸一化圖(a，b)、三軸等溫剩磁熱退磁曲線歸一化圖(c，d)及磁化率隨溫度變化(k-T)曲線歸一化圖(e—h)三軸等溫?zé)嵬舜艑?shí)驗(yàn)中的紅色、黑色與藍(lán)色曲線分別代表軟磁、中間磁與硬磁組分，k -T中的紅色與藍(lán)色曲線分別代表升溫與降溫過程.Fig.3 Normalized isothermal remanent magnetization acquisition curves (IRM)(a，b),thermal demagnetization of three-axis IRM (c，d)and k -T curves (e—h)for representative samplesRed,black and blue curves in three-axis IRM represent soft,medium and hard components,while in k-T curves red and blue curves represent heating and cooling,respectively.

2.3 退磁實(shí)驗(yàn)結(jié)果

樣品的熱退磁及交變退磁矢量正交投影圖(Zijderveld,1967)顯示，龍木措組灰?guī)r樣品退磁曲線多具有單分量(圖4a,e,f)或雙分量特征(低溫/低場(chǎng)分量：0～350 ℃/0～15 mT和高溫/高場(chǎng)分量：300～585 ℃/15～80 mT)(圖4b,c,d).具有單分量特征的樣品，其方向與雙分量樣品的高溫/高場(chǎng)方向基本一致，在正交矢量投影圖中表現(xiàn)為線性方式趨近于原點(diǎn).部分樣品的低溫/低場(chǎng)分量方向?yàn)镈g=348.3°,Ig=66.3°,kg=12.2,n=21,α95=9.5°;Ds=36.7°,Is=42.7°,ks=12.3,n=21,α95=9.5°，在地理坐標(biāo)系下與現(xiàn)代地磁場(chǎng)方向總體接近，可能為現(xiàn)代地磁場(chǎng)的黏滯剩磁.另一部分樣品的低溫/低場(chǎng)分量為散亂分布的黏滯剩磁.龍木措組部分灰?guī)r樣品的剩磁強(qiáng)度隨溫度下降較快，至400 ℃已降低至NRM的10%以下，導(dǎo)致磁信號(hào)不太穩(wěn)定，未能分離出高溫剩磁分量.

圖4 龍木措組灰?guī)r代表性樣品熱退磁與交變退磁Z圖(地理坐標(biāo)下)空心圓與實(shí)心圓分別代表剩磁方向在垂直面和水平面上的投影.Fig.4 Orthogonal vector plots of thermal and alternating field demagnetization curves of typical specimens of Longmu Co Formation limestone in geographic coordinates Open (solid)circles represent the projection of vector endpoints on the vertical (horizontal)plane.

地層坐標(biāo)系下，龍木措組灰?guī)r樣品的高溫/高場(chǎng)剩磁分量方向大多數(shù)(n=51塊)為北西向正傾角，少數(shù)(n=14塊)為南東向負(fù)傾角，并且呈對(duì)趾分布(圖5a).由于I02、I09采點(diǎn)分離出高溫分量的樣品數(shù)過少，α95大于16°，將其剔除.剩余8個(gè)采點(diǎn)平均方向?yàn)镈g=299.1°,Ig=20.4°,Kg=25.8,N=8,α95=11.1°;Ds=321.8°,Is=41.7°,Ks=31.1,N=8,α95=10.1°(表1、圖5b).樣品水平的平均方向?yàn)镈g=299.7°,Ig=21.4°,kg=16.0,α95=4.9°;Ds=322.4°,Is=41.8°,ks=17.7,α95=4.6°(表1、圖5c)，與采點(diǎn)平均值方向一致，并且通過了C級(jí)倒轉(zhuǎn)檢驗(yàn)(r=9.1

圖5 (a)地層校正后龍木措組樣品特征剩磁分量在各層中分布示意圖；(b)龍木措組特征剩磁分量采點(diǎn)水平下赤平投影圖；(c)龍木措組特征剩磁分量樣品水平下赤平投影圖實(shí)心/空心符號(hào)分別代表向下/上的傾角;五角星代表平均方向的位置.Fig.5 (a)Distribution of the characteristic remanent magnetization of samples in each layer after tilt-correction of Longmu Co Formation.(b)Equal-area projections of site-mean directions from the Longmu Co Formation. (c)Equal-area projections of sample-mean directions from the Longmu Co Formation Solid and open symbols represent downward and upward inclination,respectively;stars indicate the overall-mean directions.

表1 羌北地塊日土縣地區(qū)早-中志留世古地磁結(jié)果一覽表(參考點(diǎn)：34.4°N,80.3°E)Table 1 Early-Middle Silurian paleomagnetic results from Rutog area in the North Qiangtang Terrane (reference point:34.4°N,80.3°E)

本文所獲得的羌北地塊早-中志留世高溫/高場(chǎng)段方向與已有的羌北地塊晚石炭世-早二疊世Ds/Is=30.2°/-40.9°，α95=2.3°(Yang et al.,2017)、早-中二疊世Ds/Is=214.3°/27.4°，α95=15.5°(Cheng et al.,2012)、晚二疊世Ds/Is=207°/28.8°，α95=11.4°(Cheng et al.,2013)、早三疊世Ds/Is=226.2°/27.1°，α95=10.2°(Zhou et al.,2019)、中三疊世Ds/Is=29.4°/40.4°，α95=6.0°(Song et al.,2020)、晚三疊世Ds/Is=26.1°/51.6°，α95=5.0°(Zhou et al.,2019)、中-晚侏羅世Ds/Is=355.7°/42.1°，α95=6°(程鑫等,2012)、白堊紀(jì)Ds/Is=51.3°/56.1°，α95=6.5°(Tong et al.,2015)、古近紀(jì)Ds/Is=9.5°/34.3°，α95=8.9°(Halim et al.,1998)、新近紀(jì)Ds/Is=350.6°/54.6°，α95=6.2°(李永安等,1995)的特征剩磁方向明顯不同，因此本次研究所獲得的羌北地塊早-中志留世灰?guī)r沉積地層的高溫/高場(chǎng)段方向很有可能代表巖石形成時(shí)的原生剩磁方向.

3 討論

本次研究所獲得的羌北地塊早-中志留世古地磁特征剩磁方向在地層坐標(biāo)系下體現(xiàn)為北西向的正傾角與南東向的負(fù)傾角，對(duì)此本文給出了以下兩種解釋.第一種，假設(shè)龍木措組特征剩磁中北西向的正傾角(南東向負(fù)傾角)為古地磁場(chǎng)正極性期(負(fù)極性期)所獲得，則表明早-中志留世期間羌北地塊位于北緯24°，對(duì)應(yīng)的古地磁極位置為55.3°N，343.3°E.第二種，假設(shè)龍木措組特征剩磁中北西向的正傾角(南東向負(fù)傾角)為古地磁場(chǎng)負(fù)極性期(正極性期)所獲得，則表明早-中志留世期間羌北地塊位于南緯24°，對(duì)應(yīng)的古地磁極位置為-55.3°N，163.3°E.兩種假設(shè)所獲得的古地磁極位置均顯著區(qū)別于羌北地塊早-中志留世之后所獲得的可靠古地磁極位置(圖6)，進(jìn)一步說明本文獲得的古地磁數(shù)據(jù)可能是原生剩磁信息.目前已有的羌北地塊古地磁結(jié)果表明，晚石炭世-早二疊世期間羌北地塊位于南半球23.4°(Yang et al.,2017)，然后在晚二疊世期間開始快速北移.若將早-中志留世時(shí)期羌北置于北半球24°，則羌北地塊在早-中志留世至晚石炭世-早二疊世期間將縱跨赤道，產(chǎn)生大約50°的南向緯向運(yùn)移量，而后再迅速北移，地塊發(fā)生如此大規(guī)模且快速的往復(fù)運(yùn)動(dòng)是難以解釋的.反之，若將羌北地塊早-中志留世置于南半球24°，那么，至晚石炭世-早二疊世期間，羌北地塊較為穩(wěn)定的處于南半球低緯度地區(qū)，而后從晚二疊世開始快速北移，該模式更易于描述羌北地塊的運(yùn)動(dòng)學(xué)過程，且符合最新的特提斯單向裂解演化模式(萬博等，2019).因此，本文更加傾向于將羌北地塊早-中志留世期間置于南半球24°.

圖6 羌北地塊早-中志留世(S1-2)、晚石炭世(C2)(Cheng et al.,2012)、晚石炭-早二疊世(C2-P1)(Yang et al.,2017)、早二疊世(P1)(Song et al.,2017)、早-中二疊世(P1-2)(Cheng et al.,2012)、中二疊世(P2)(Cheng et al.,2013)、晚二疊世(P3)(Cheng et al.,2013)、早三疊世(T1)(Zhou et al.,2019)、晚三疊世(T3)(Zhou et al.,2019)、早侏羅世(J1)(程鑫等,2012)、中侏羅世(J2)(程鑫等,2012)、晚侏羅世(J3)(程鑫等,2012)、白堊紀(jì)(K)(Tong et al.,2015)、古近紀(jì)(E)(Tong et al.,2017)與新近紀(jì)(N)(李永安等，1995)極位置赤平投影圖Fig.6 Equal-area projection of Early-Middle Silurian (S1-2),Late Carboniferous (C 2)(Cheng et al.,2012),Late Carboniferous-Early Permian (C2-P1)(Yang et al.,2017),Early Permian (P1)(Song et al.,2017),Early-Middle Permian (P1-2)(Cheng et al.,2012),Middle Permian (P2)(Cheng et al.,2013),Late Permian (P3)(Cheng et al.,2013),Early Triassic (T1)(Zhou et al.,2019),Late Triassic (T3)(Zhou et al.,2019),Early Jurassic (J1)(Cheng et al.,2012),Middle Jurassic (J2)(Cheng et al.,2012),Late Jurassic (J3)(Cheng et al.,2012),Cretaceous (K)(Tong et al.,2015),Eogene (E)(Tong et al.,2017)and Neogene (N)(Li et al.,1995)poles of the North Qiangtang Terrane

將本次研究所獲得的早-中志留世羌北地塊的古地磁結(jié)果與同時(shí)代且數(shù)據(jù)質(zhì)量較高的華北、華南以及塔里木地塊(表2)進(jìn)行對(duì)比.可以看出，早-中志留世期間華北地塊位于15.1°N(參考點(diǎn)：38°N，113°E)，與同時(shí)期的塔里木地塊古緯度相似(參考點(diǎn)：39°N，81°E處古緯度為14.0°N)，兩者均位于東岡瓦納大陸西側(cè)(Huang et al.,2019)且與羌北地塊之間緯度相差較大.目前研究表明，岡瓦納大陸在志留紀(jì)24 Ma內(nèi)發(fā)生了較大規(guī)模的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致岡瓦納大陸由早志留世近南北向展布轉(zhuǎn)變?yōu)橥碇玖羰澜鼥|西向展布，其最東北部的澳大利亞板塊也由北半球低緯度轉(zhuǎn)變?yōu)槟习肭虻途暥?Domeier,2018).古地磁研究表明，華南地塊在早古生代期間與澳大利亞西緣具有高度的親緣性(Yang et al.,2004;Han et al.,2015;Zhang et al.,2015;Xian et al.,2019)，也很有可能伴隨岡瓦納大陸發(fā)生了相同的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)(Domeier,2018)，從而導(dǎo)致其古緯度發(fā)生了一定程度的變化.由此可見，采樣地層時(shí)代的限定是十分重要的，因此本文選擇時(shí)代最為接近且滿足古地磁判別標(biāo)準(zhǔn)(Q=5)(Van der Voo,1990)的早-中志留世華南地塊的古地磁結(jié)果(Wu et al.,1998)，雖然該結(jié)果可能受到大幅度局部旋轉(zhuǎn)的影響造成磁偏角出現(xiàn)偏差(Huang et al.,2018)，但可用磁傾角進(jìn)行古緯度的恢復(fù)，計(jì)算所得古緯度為21.1°S(參考點(diǎn)：34.4°N，80.3°E)，在同一參考點(diǎn)(34.4°N，80.3°E)下與羌北地塊早-中志留世具有相似的古緯度(24°S).

表2 華南、華北、塔里木及羌北地塊早-中志留世古地磁極數(shù)據(jù)表Table 2 Early-Middle Silurian paleomagnetic poles for the South China block,North China block,Tarim block and North Qiangtang Terrane

從沉積學(xué)與古生物學(xué)角度來看，羌北地塊奧陶紀(jì)至泥盆紀(jì)與華南地塊西緣具有相似的沉積建造以及生物組合特征，二者均發(fā)育泥盆系覆蓋于志留系之上的角度不整合，記錄了相似的加里東期造山事件(崔建堂等，2006；夏軍等，2006a，2009；Wang et al.,2013a;Yao and Li,2016)，表明羌北地塊與華南地塊在早古生代期間可能是緊密相連的，沒有被截然分開過(王權(quán)等，2004)，與本文的古緯度結(jié)果相符合.綜上，古地磁結(jié)果與地質(zhì)證據(jù)均指示羌北地塊在早-中志留世期間與華南地塊距離接近并且具有一定的親緣性.

一般認(rèn)為，早古生代期間，組成岡瓦納大陸的主要塊體聚集在南半球(Huang et al.,2018)，包括現(xiàn)代的南美洲、非洲、南極洲、澳大利亞以及印度半島和阿拉伯半島等(Cocks and Torsvik,2002).青藏高原的羌南、拉薩和喜馬拉雅地塊均存在岡瓦納大陸北緣泛非期巖漿活動(dòng)記錄(許志琴等，2005；李才等，2009；胡培遠(yuǎn)等，2010；劉一鳴，2017；贠曉瑞等，2019)，表明三者早古生代期間應(yīng)位于岡瓦納大陸北部邊緣.拉薩地塊古生代變質(zhì)沉積巖地層碎屑鋯石年齡以及Hf同位素研究結(jié)果表明，拉薩地塊早古生代期間與澳大利亞具有親緣性，位于澳大利亞板塊西北部(Zhu et al.,2011).羌南地塊早古生代淺變質(zhì)沉積地層碎屑鋯石年齡結(jié)果表明，早古生代期間羌南地塊與岡瓦納大陸喜馬拉雅—印度板塊具有親緣性且與其北緣相鄰(Metcalfe,2009；董春艷等，2011；Zhu et al.,2011;Usuki et al.,2013;Burrett et al.,2014;Dan et al.,2020).由于早古生代期間印支地塊與華南地塊和羌南地塊具有共同的沉積學(xué)和動(dòng)物化石記錄以及相似的碎屑鋯石年齡譜特征，因此印支地塊早古生代可能位于華南地塊西部與羌南地塊之間(Wang et al.,2010;Cocks and Torsvik,2013).Sibumasu地塊早-中志留世筆石(Panghkawkwo)的發(fā)現(xiàn)(Loydell and Aung,2017)，表明Sibumasu地塊與岡瓦納大陸和華南都具有親緣關(guān)系.加之，其又與澳大利亞西北緣之間具有十分相似的早古生代碎屑鋯石年齡分布特征(Dew et al.,2021)，因此Sibumasu地塊可能位于華南與澳大利亞西北緣之間.

目前，岡瓦納大陸普遍缺失志留紀(jì)古地磁數(shù)據(jù)(Domeier,2018)，我們難以直接利用古地磁數(shù)據(jù)將羌北地塊與岡瓦納大陸及其北緣地塊進(jìn)行對(duì)比分析.但羌北地塊與岡瓦納大陸北緣羌南地塊之間早古生代的地層序列、生物組合、沉積建造及巖漿活動(dòng)存在顯著差異，表明羌北地塊與岡瓦納大陸北緣應(yīng)該沒有相連(李才等，2004a；程立人等，2007).同時(shí)，羌北地塊南側(cè)龍木措—雙湖縫合帶早古生代蛇綠巖的發(fā)現(xiàn)(李才等，2008a；王立全等，2008；胡培遠(yuǎn)等，2014；Zhai et al.,2007,2016)，進(jìn)一步證實(shí)了早古生代期間，羌北地塊與岡瓦納大陸北緣之間以大洋相隔(圖 7).

圖7 早-中志留世羌北地塊及其周緣塊體古地理重建示意圖(修改自Huang et al.,2018)KAZ：哈薩克斯坦；NCB：華北；T：塔里木；SCB：華南；Qa：柴達(dá)木；NQT：羌北；SQT：羌南；LH：拉薩；IC：印支；Si：滇緬泰馬.Fig.7 Early-Middle Silurian palaeogeographic reconstruction of North Qiangtang Terrane and its surrounding blocks (modified from Huang et al.,2018)KAZ (Kazakhstan),NC (North China),T (Tarim),SC (South China),Qa (Qaidam),NQT (North Qiangtang Terrane),SQT (South Qiangtang Terrane),LH (Lhasa),IC (Indochina).Si (Sibumasu).

4 結(jié)論

本文報(bào)道了羌北地塊早-中志留世灰?guī)r沉積地層的古地磁新結(jié)果.獲得了特征剩磁分量Ds=321.8°，Is=41.7°，α95=10.1°，N=8，得到了-55.3°N，163.3°E(dp/dm=7.6°/12.4°)的古地磁極位置和24.0°S的古緯度.結(jié)合板塊重建、古生物學(xué)、沉積學(xué)及古地磁學(xué)證據(jù)，本文認(rèn)為羌北地塊在早-中志留世期間與華南地塊位置接近，二者作為一個(gè)相對(duì)整體，獨(dú)立存在于岡瓦納大陸的印度板塊北側(cè)古大洋中.

致謝感謝北京大學(xué)黃寶春教授、長(zhǎng)安大學(xué)趙杰博士、西北大學(xué)張東海博士在文章撰寫過程中提出的寶貴意見；感謝尼瑪師傅在野外采樣過程中的幫助.