關(guān)鍵詞 哥倫比亞超大陸；羅迪尼亞超大陸；岡瓦納大陸；揚(yáng)子地塊；華夏地塊；元古宙—早古生代

第一作者簡(jiǎn)介 王劍，男，1962年出生，教授，大地構(gòu)造沉積學(xué)與含油氣盆地分析，E-mail： w1962jian@163.com

中圖分類號(hào) P597 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A

0引言

大陸地殼與巖石圈地幔耦合成剛性的巖石圈板塊，在塑性軟流圈地幔之上發(fā)生周期性聚合與裂解，從而形成巨型克拉通或超大陸，即為超大陸旋回[1?2]。超大陸的周期性聚合和裂解不僅主導(dǎo)了全球尺度上的構(gòu)造演變，同時(shí)對(duì)地質(zhì)歷史時(shí)期海平面升降、氣候變化、生命演化以及資源能源效應(yīng)等產(chǎn)生了決定性影響，長(zhǎng)期以來一直是地球科學(xué)領(lǐng)域的研究前沿[2?4]。華南古大陸作為古—中元古代哥倫比亞（Colombia）超大陸和中—新元古代羅迪尼亞（Rodinia）超大陸的重要構(gòu)成單元已被國(guó)內(nèi)外學(xué)者普遍認(rèn)可[5?10]。潘基亞（Pangaea）是地球歷史時(shí)期最年輕的超大陸，而岡瓦納（Gondwana）大陸則被認(rèn)為是其最大組成單元。最新研究表明，東亞地區(qū)包括華南古大陸在內(nèi)的眾多陸塊與東岡瓦納（East" Gondwana）均具有很強(qiáng)的構(gòu)造親緣性[8?9，11]。

華南古大陸北以秦嶺—大別造山帶與華北克拉通相鄰，西北以龍門山斷裂與松潘—甘孜地體為界，西南以哀牢山—紅河斷裂與印支地塊相隔，其東南側(cè)則為太平洋板塊，是我國(guó)三大前寒武紀(jì)地質(zhì)體之一[12]（圖1）。華南古大陸經(jīng)歷了元古宙到中—新生代多期次構(gòu)造—巖漿—沉積—成礦事件[13]，不僅是罕見的世界級(jí)多金屬成礦省[14]，也發(fā)育以四川盆地為典型代表的大型含油氣盆地[15]。華南古大陸以其復(fù)雜的構(gòu)造演化歷史和深刻的地球動(dòng)力學(xué)背景而著稱，一直是國(guó)內(nèi)外地質(zhì)學(xué)界關(guān)注的焦點(diǎn)和研究的熱點(diǎn)。

近年來，有關(guān)從哥倫比亞到岡瓦納演化過程中華南古大陸地球動(dòng)力學(xué)機(jī)制、構(gòu)造—古地理格局、形成演化規(guī)律及其資源環(huán)境效應(yīng)等方面取得了一系列創(chuàng)新性成果和認(rèn)識(shí)[6?9，13，16?18]。在此背景下，本文試圖以超大陸旋回為主線，在力求全面收集整理、客觀分析與評(píng)述前人已有成果資料的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)針對(duì)與古大陸匯聚—裂解相關(guān)的重大構(gòu)造—巖漿事件、地層—沉積演化序列、成烴成礦作用以及極端氣候事件等備受關(guān)注的科學(xué)問題，對(duì)華南元古宙—早古生代古大陸演化及其資源環(huán)境效應(yīng)作概括性介紹，旨在拋磚引玉，引起同行的進(jìn)一步重視，提升對(duì)華南地質(zhì)演化及其資源環(huán)境效應(yīng)的認(rèn)識(shí)和研究水平。

1 前哥倫比亞時(shí)期（Pre?Colombia）

與廣泛分布太古宙地質(zhì)記錄的華北克拉通相比，華南大部分地區(qū)被中—新元古代和顯生宙巖石地層所覆蓋，僅有揚(yáng)子地塊周緣零星保留少量太古宙基底巖系[19]（圖2）。迄今，已報(bào)道的太古宙基底巖系主要有揚(yáng)子地塊北緣的崆嶺雜巖、鐘祥雜巖、陡嶺雜巖、大別雜巖和肥東雜巖，西北緣的魚洞子雜巖以及西南緣的撮科雜巖和越北Phan Si Pan雜巖（圖2）。這些出露在不同區(qū)域的基底雜巖記錄的地殼增生與再造時(shí)限、TTG巖石的源巖和熔融條件以及TTG巖漿作用向鉀質(zhì)巖漿作用轉(zhuǎn)換的時(shí)限等均存在顯著差異[19?24]，暗示揚(yáng)子地塊在太古宙時(shí)期可能并非一個(gè)統(tǒng)一的塊體，其地殼組分在橫向上具有不均一的特征。

魚洞子雜巖中的TTG片麻巖于～2.5 Ga時(shí)期經(jīng)歷了一次高級(jí)變質(zhì)作用，以TTG為主的太古宙地殼物質(zhì)經(jīng)歷了與碰撞有關(guān)的重熔作用，導(dǎo)致形成了大量2.48～2.45 Ga 花崗質(zhì)巖[24]。揚(yáng)子西南緣在2.40～2.36 Ga 期間也經(jīng)歷了一次碰撞事件，越北Phan SiPan雜巖記錄了峰期為700 ℃和0.65 GPa的一期變質(zhì)作用，可能與弧—陸或陸—陸碰撞事件相關(guān)[25]。撮科雜巖中的2.36～2.3 Ga過鋁質(zhì)花崗巖屬于后碰撞花崗巖漿作用的記錄，指示它們最可能形成于后碰撞構(gòu)造環(huán)境[26?27]。此外，揚(yáng)子西南緣古元古代晚期沉積序列中的2.40～2.36 Ga碎屑鋯石的εH（f t）介于-12.6～-1.5[28?30]，也揭示了后碰撞垮塌前的地殼加厚。

越北Phan Si Pan雜巖中的早古元古代花崗巖形成于高溫條件下加厚地殼的部分熔融[31]，而川西會(huì)理地區(qū)～2.30 Ga輝綠巖具有E-MORB的地球化學(xué)特征，暗示當(dāng)時(shí)應(yīng)該已經(jīng)演化為板內(nèi)伸展環(huán)境[32]。撮科雜巖中～2.22 Ga變二長(zhǎng)花崗巖和越北Phan Si Pan雜巖中～2.1Ga片麻狀花崗巖都屬于A型花崗巖，可能形成于板片俯沖引起的弧后伸展環(huán)境，與俯沖增生事件有關(guān)[27，31]。

由上可知，揚(yáng)子地塊西緣于2.50～2.45 Ga和2.4～2.3 Ga期間經(jīng)歷了兩次碰撞事件，與勞倫大陸西北部的Rae 克拉通北緣和西緣的兩期巖漿和變質(zhì)事件（2.50～2.46 Ga和2.40～2.28 Ga）完全一致。因此，這兩次碰撞事件被認(rèn)為是勞倫大陸～2.5～2.3 Ga安第斯型Arrowsmith造山作用的構(gòu)造響應(yīng)，指示揚(yáng)子地塊與勞倫大陸西北部在哥倫比亞超大陸聚合之前已具有構(gòu)造親緣性[9，26?27，33]。

最近，在揚(yáng)子地塊東北緣陸續(xù)識(shí)別出新太古代末期至古元古代初期的巖石記錄，如大別雜巖中的2.64～2.50 Ga賈廟花崗質(zhì)巖石、2.49～2.41Ga木子店TTG片麻巖、2.51～2.47 Ga浠水花崗片麻巖以及肥東雜巖中的2.50～2.44 Ga花崗質(zhì)片麻巖等[20]（圖2）。結(jié)合魚洞子雜巖和陡嶺雜巖中的同時(shí)期巖漿和變質(zhì)記錄[24，34]，可見該時(shí)期很可能是揚(yáng)子地塊北緣完成其初始克拉通化的關(guān)鍵階段。然而，揚(yáng)子地塊北緣與西南緣古元古代早期巖石記錄的構(gòu)造內(nèi)涵仍需進(jìn)一步揭示，其分別與勞倫大陸西北部Arrowsmith造山作用存在何種聯(lián)系也有待進(jìn)一步明確，這將有助于準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)揚(yáng)子地塊的早期形成與演化歷史。

2 哥倫比亞超大陸（Colombia super?continent）

近年來，隨著對(duì)地球歷史上超大陸旋回認(rèn)識(shí)的不斷提高以及各類地質(zhì)資料的持續(xù)更新，有關(guān)華南古大陸在哥倫比亞超大陸中的古地理位置已成為國(guó)內(nèi)外地質(zhì)學(xué)界的研究熱點(diǎn)和爭(zhēng)論焦點(diǎn)[7?9，33，35]。需要說明的是，揚(yáng)子地塊和華夏地塊在古—中元古代時(shí)期各自應(yīng)為獨(dú)立的塊體[9，16]，因而在哥倫比亞超大陸重建過程中應(yīng)分別予以考慮。

2.1 揚(yáng)子地塊的地質(zhì)記錄

2.1.1 古—中元古代地層

揚(yáng)子地塊古—中元古代地層主要分布于西南緣，包括東川群、大紅山群和河口群[10，36]。這些地層遭受多次后期地質(zhì)事件不同程度的疊加改造，表現(xiàn)為大紅山群原生沉積構(gòu)造經(jīng)歷了較強(qiáng)（高綠片巖相—低角閃巖相）變質(zhì)作用和熱液蝕變及變形活動(dòng)的改造，而東川群和河口群盡管經(jīng)歷了綠片巖相變質(zhì)作用，其原生沉積構(gòu)造仍保留相對(duì)完整[37]。揚(yáng)子地塊西南緣發(fā)育多條近南北走向的斷裂，以渡口—大紅山斷裂、安寧河—易門斷裂、湯郎—撮科斷裂和小江斷裂等為代表，導(dǎo)致古—中元古代地層沿會(huì)理—東川—易門—元江一線呈南北向斷續(xù)產(chǎn)出（圖3）。近年來，隨著揚(yáng)子西南緣基礎(chǔ)地質(zhì)工作的不斷深入，陸續(xù)發(fā)表了一系列高質(zhì)量的同位素年齡數(shù)據(jù)，對(duì)該區(qū)域古—中元古代地層年代學(xué)格架的厘定提供了重要約束。

東川群主要分布于云南省東川—武定—祿豐一帶，自下而上依次劃分為因民組、落雪組、鵝頭廠組（黑山組）和綠汁江組（青龍山組），它們之間均為整合接觸關(guān)系[10，36?38]。其中，因民組主要為一套砂泥巖組合，底部發(fā)育角礫巖；落雪組主要為中厚層白云巖，中部出露大量疊層石；鵝頭廠組主要由炭質(zhì)板巖組成，夾凝灰?guī)r和硅質(zhì)板巖；綠汁江組主要為一套碳酸鹽巖組合，發(fā)育疊層石[10，36]。東川群下部可能存在更古老地層——湯丹群，推測(cè)二者為不整合接觸[39]，但有待進(jìn)一步研究。東川群底部因民組凝灰?guī)r的鋯石U-Pb年齡為1 742±13 Ma[28]，而侵入至因民組和落雪組的基性巖脈形成時(shí)代與之非常接近[28，40]。已發(fā)表的黑山組凝灰鋯石U-Pb 年齡均為1 500 Ma 左右[30，38]。因此，東川群下部形成于古元古代晚期至中元古代早期，上部的沉積作用則開始于～1 500 Ma，但目前頂部時(shí)代仍缺乏準(zhǔn)確有效的年齡限制。

大紅山群緊鄰哀牢山—紅河剪切帶，在云南新平縣大紅山、腰街、漠沙農(nóng)場(chǎng)至元江撮科一帶零星出露，自下而上由老廠河組、曼崗河組、紅山組、肥味河組和坡頭組構(gòu)成[36]。其中，老廠河組主體為變質(zhì)沉積巖，如石榴白云/石英片巖和大理巖，但在撮科一帶主要為石英巖和變長(zhǎng)石石英砂巖；曼崗河組與紅山組巖石類型相似，主要為變火山角礫巖和凝灰?guī)r等，區(qū)別在于曼崗河組中發(fā)育變質(zhì)礫巖[41]；肥味河組巖性以大理巖為主，而坡頭組巖性則以炭質(zhì)含量較高的變沉積巖為主。大紅山群底部沉積環(huán)境為辮狀河—三角洲，向上逐漸演變?yōu)榇箨憸\海或潟湖[41]。大紅山群下部的沉積時(shí)代大致可限定在1 722～1 650 Ma[42]，目前已發(fā)表的老廠河組、曼崗河組和紅山組的巖漿巖鋯石U-Pb年齡均位于該區(qū)間[10，36]。大紅山群上部主要由碳酸鹽巖和炭質(zhì)泥巖組成，目前尚未獲得可靠的年代學(xué)數(shù)據(jù)。

河口群大致呈北東—南西向沿四川省會(huì)理縣黎溪—河口—姜驛一帶分布，由大營(yíng)山組、落凼組和長(zhǎng)沖組構(gòu)成[10，36]。各組內(nèi)部巖性變化相似，基本由底部的變沉積巖過渡到頂部的變火山巖。沉積巖中常見沉積韻律結(jié)構(gòu)，主要由含磁鐵礦石英巖、板巖和千枚巖等組成[36]。大營(yíng)山組鈉質(zhì)火山巖的鋯石U-Pb 年齡為1722±25 Ma [43]，而落凼組石英角斑巖的鋯石U-Pb年齡為1659±23Ma [36]。結(jié)合已報(bào)道的河口群凝灰?guī)r和基性侵入巖的鋯石U-Pb年齡[44?46]，可將該群下部沉積時(shí)代限定為1722～1659 Ma。最近報(bào)道的長(zhǎng)沖組石榴云母片巖的鋯石核部U-Pb年齡為1 468±28 Ma[47]，有效約束了河口群上部的形成時(shí)代。

綜上，東川群、大紅山群和河口群的沉積初始時(shí)代應(yīng)限定在～1740Ma（圖4）。區(qū)域內(nèi)同沉積巖漿作用主要發(fā)生在1730～1710Ma和1690～1650Ma，并于～1500Ma之后進(jìn)入巖漿作用相對(duì)微弱的被動(dòng)大陸邊緣沉積階段。分布于四川會(huì)理地區(qū)的通安組原被認(rèn)為可以與大紅山群、東川群和河口群相對(duì)比，但該巖組可能并非一套史密斯地層，而是由不同規(guī)模、不同性質(zhì)、不同來源的構(gòu)造巖塊和強(qiáng)韌性剪切變形的基質(zhì)組成的一套增生雜巖[47?49]。這些巖塊主要由超基性巖、變輝長(zhǎng)巖、變玄武巖、大理巖、硅質(zhì)巖、變砂巖等組成，而基質(zhì)主要為變粉砂巖、泥質(zhì)板巖、碳質(zhì)板巖、硅泥質(zhì)巖、硅質(zhì)板巖、云母片巖、千枚巖等。該套增生雜巖對(duì)重新劃分華南古大陸前寒武紀(jì)大地構(gòu)造格局具有重要意義，但其組成、結(jié)構(gòu)及演化仍有待深入研究。

2.1.2古—中元古代巖漿活動(dòng)

揚(yáng)子地塊的古—中元古代巖漿活動(dòng)記錄主要分布在北緣和西南緣。揚(yáng)子北緣古元古代巖漿活動(dòng)主要集中于2.1～1.9 Ga和小于等于1.85Ga，分別對(duì)應(yīng)于哥倫比亞超大陸聚合相關(guān)的碰撞造山階段和后造山伸展階段。后河雜巖以發(fā)育～2.08Ga具島弧地球化學(xué)特征的變花崗質(zhì)巖為特征[50]，而侵入至其中的～1.79 Ga花崗巖屬于A2 型花崗巖[51]；崆嶺雜巖中的～2.1 Ga玄武巖和安山巖顯示島弧地球化學(xué)特征[52]，～2.0～1.95Ga 長(zhǎng)英質(zhì)巖漿巖形成于同碰撞構(gòu)造體制[53?54]，而～1.85Ga基性巖脈和A2型花崗巖則形成于后碰撞伸展環(huán)境[55?56]；鐘祥雜巖中也報(bào)道有2.0～1.93 Ga過鋁質(zhì)花崗巖[57]、1.96～1.93 Ga I 型花崗巖[58] 以及1.85 Ga A型花崗巖[59]。揚(yáng)子北緣普遍缺失中元古代早期地層及巖漿巖，直至中元古代中晚期神農(nóng)架群和打鼓石群沉積啟動(dòng)后才開始發(fā)育巖漿—沉積活動(dòng)[60]。

揚(yáng)子西南緣古元古代晚期至中元古代早期的巖漿活動(dòng)非常強(qiáng)烈，主要集中在1.75～1.70 Ga、1.69～1.65 Ga和1.52～1.50 Ga三個(gè)階段，被認(rèn)為與哥倫比亞超大陸的裂解有關(guān)[10，36]。第一階段（1.75～1.70 Ga）主要發(fā)育雙峰式巖漿巖，以指示陸內(nèi)裂谷作用開始的～1.75 Ga海孜輝長(zhǎng)巖和花崗斑巖為代表[61]，隨后于1.73～1.70 Ga 進(jìn)入巖漿活動(dòng)高峰期[44]；第二階段（1.69～1.65 Ga）巖漿記錄主要包括河口群鈉質(zhì)火山巖[45]、大紅山群變基性火山巖[42]以及基性巖脈[28，40，46]；第三階段（1.53～1.50 Ga）巖漿活動(dòng)主要表現(xiàn)為東川—會(huì)理—武定地區(qū)基性巖脈的侵位[40]和凝灰?guī)r所記錄的火山噴發(fā)作用[30，38]。此后，揚(yáng)子西南緣進(jìn)入構(gòu)造—巖漿活動(dòng)平靜期，直至菜子園—通安增生雜巖帶中的～1.37 Ga輝長(zhǎng)巖的出現(xiàn)[48]。

2.2華夏地塊的地質(zhì)記錄

盡管目前尚未在華夏地塊發(fā)現(xiàn)太古代基底巖系的出露，但大量太古宙鋯石顆粒的陸續(xù)報(bào)道[62?63]，說明華夏地塊下部可能廣泛存在太古宙基底巖石。在武夷山北部陸續(xù)識(shí)別出大量結(jié)晶年齡為1.93～1.75 Ga的花崗質(zhì)巖石，多數(shù)具有S型或A型花崗巖的地球化學(xué)特征，少量屬于I型花崗巖[64?69]，是華夏地塊目前已知的最古老巖石（圖2）。結(jié)合區(qū)域上該時(shí)期基性巖漿作用[70]和變質(zhì)作用記錄[64?65]，華夏地塊構(gòu)造演化過程可大致分為1.93～1.88 Ga同碰撞階段、1.87～1.85Ga后碰撞伸展階段和1.82～1.75 Ga陸內(nèi)伸展階段，可能響應(yīng)于全球哥倫比亞超大陸的聚合與裂解。最近，有學(xué)者提出華夏地塊該時(shí)期巖漿作用可能形成于大陸島弧或弧后環(huán)境，僅與哥倫比亞超大陸的聚合有關(guān)[68?69]。

華夏地塊出露的古—中元古代地層相對(duì)較少。具有代表性的古元古代地層為八都群，主要分布于武夷山北東緣的浙西南地區(qū)，自下而上劃分湯源組、塹頭組、張巖組、泗源組和大巖山組[71]，主要由黑云斜長(zhǎng)片麻巖、黑云片巖及斜長(zhǎng)角閃巖等組成。這些巖石是由一套富炭高鋁的陸源碎屑巖經(jīng)角閃巖相—麻粒巖相變質(zhì)作用形成的，后期經(jīng)歷過多期次構(gòu)造—熱事件的改造，顯示明顯的混合巖化作用[72]。碎屑鋯石U-Pb年齡數(shù)據(jù)表明八都群最早沉積于～2500Ma，并經(jīng)歷了古元古代（～1.8Ga）和早中生代（～250～230 Ma）兩期麻粒巖相變質(zhì)作用的改造[73]。中元古代地層在華夏地塊上基本上沒有出露[74]，僅在海南島的抱板雜巖中保留有相關(guān)記錄，但目前關(guān)于海南島是否屬于華夏地塊還存在爭(zhēng)議[9，75]。

2.3哥倫比亞超大陸重建

Rogers et al.[76]通過總結(jié)對(duì)比全球古—中元古代造山運(yùn)動(dòng)和裂谷事件，提出哥倫比亞超大陸的粗略重建模型（圖5a），認(rèn)為其形成于1.9～1.5Ga期間，自～1.6Ga 開始裂解，并持續(xù)至～1.4Ga。與此同時(shí)，Zhao et al.[77]通過對(duì)全球2.1～1.8Ga碰撞造山帶開展全方位對(duì)比，提出了更為詳細(xì)的哥倫比亞超大陸重建模型（圖5b），認(rèn)為其于～1.8Ga完成最終聚合，隨后在幾個(gè)關(guān)鍵地塊邊緣經(jīng)歷了長(zhǎng)期的俯沖增生作用，于1.3～1.2 Ga最終裂解并過渡到羅迪尼亞超大陸的聚合和形成[78]。古地磁是進(jìn)行超大陸重建的重要手段，可以半定量地描述地塊的古地理位置。盡管基于古地磁數(shù)據(jù)與根據(jù)地質(zhì)證據(jù)重建的哥倫比亞超大陸模型不盡相同，但二者的共識(shí)是其核心部分至少包括勞倫大陸、西伯利亞和波羅的這三個(gè)地塊[79]。然而，由于缺乏高精度的古地磁數(shù)據(jù)，揚(yáng)子地塊和華夏地塊在哥倫比亞超大陸重建中的古地理位置一直備受爭(zhēng)議。

近年來，越來越多的地質(zhì)證據(jù)表明，揚(yáng)子地塊古元古代經(jīng)歷了完整的從俯沖—碰撞到板內(nèi)伸展的構(gòu)造過程，與全球哥倫比亞超大陸的聚合與裂解同步[28?61]。然而，在最初的哥倫比亞超大陸重建模型中，并未考慮揚(yáng)子地塊[76]，或?qū)⑵渑c華夏地塊作為整體置于外圍[77?78]。Wang et al.[29]根據(jù)古—中元古代沉積巖的碎屑鋯石年齡分布特征，提出揚(yáng)子地塊與澳大利亞具有親緣性。隨后，更為系統(tǒng)地研究發(fā)現(xiàn)揚(yáng)子西南緣東川—河口—大紅山盆地與澳大利亞北部的Leichhardt-Calvert-Isa 盆地以及勞倫西北部Wernecke-Hornby Bay-Athabasca 盆地?fù)碛幸粋€(gè)共同的沉積體系，進(jìn)而提出三者具有構(gòu)造親緣性[37，80]。通過重大地質(zhì)事件對(duì)比，越來越多的學(xué)者認(rèn)為揚(yáng)子地塊與勞倫大陸西北部、西伯利亞南部和澳大利亞東北部在哥倫比亞超大陸構(gòu)型中應(yīng)彼此鄰近[8?10，26?27，32?33]。然而，Zhou et al.[17]基于IOCG型鐵銅礦床對(duì)比認(rèn)為揚(yáng)子地塊應(yīng)與澳大利亞東北部、印度西北部在哥倫比亞超大陸中相互連接，而Wang et al.[58]則根據(jù)造山帶對(duì)比提出揚(yáng)子北緣在哥倫比亞超大陸中可能緊鄰澳大利亞西部和南非。

由于缺乏古—中元古代地質(zhì)記錄，關(guān)于華夏地塊在哥倫比亞超大陸中重建的研究工作相對(duì)較少。通過巖石學(xué)、年代學(xué)和巖石地球化學(xué)對(duì)比，Yu et al.[73]提出華夏與印度西北部的低喜馬拉雅地區(qū)在古元古代中期存在構(gòu)造親緣性。隨后，Wang et al.[81?82]發(fā)現(xiàn)印度西北部古元古代北Delhi超群和Aravalli超群與華夏地塊八都群的碎屑沉積巖具有年齡一致的沉積物源組成，指示該時(shí)期二者古地理位置鄰近。1.97～1.92 Ga期間，印度西北部低喜馬拉雅地區(qū)發(fā)育島弧相關(guān)巖漿作用，隨后發(fā)生了同碰撞和碰撞后巖漿事件[83]，與該時(shí)期華夏地塊（特別武夷山北部）構(gòu)造演化過程相一致[69]，也進(jìn)一步印證了上述認(rèn)識(shí)。盡管如此，也有學(xué)者提出了不同觀點(diǎn)，如Xia et al.[68]認(rèn)為華夏地塊可能在哥倫比亞超大陸聚合時(shí)期位于北澳大利亞南緣。

由上可知，盡管揚(yáng)子地塊和華夏地塊在哥倫比亞超大陸重建中的古地理位置存在諸多爭(zhēng)議，但可以確定二者普遍經(jīng)歷了與哥倫比亞超大陸聚合和裂解相關(guān)的地質(zhì)事件。值得注意的是，這些地質(zhì)事件相關(guān)記錄的分布存在明顯時(shí)空差異性。例如，揚(yáng)子地塊北緣以廣泛發(fā)育與哥倫比亞超大陸聚合有關(guān)的俯沖—碰撞記錄為特征[50?59]，而與哥倫比亞超大陸裂解有關(guān)的裂谷沉積—巖漿記錄則主要分布于西南緣[10，36]；同時(shí)，華夏地塊古元古代地質(zhì)記錄絕大多數(shù)分布在其東部，而西部卻極為少見[64?69]。這種時(shí)空差異性是代表當(dāng)時(shí)揚(yáng)子地塊和華夏地塊各自仍為離散的塊體，還是與這些地質(zhì)記錄發(fā)育的古方位不同有關(guān)？值得進(jìn)一步研究。

3 羅迪尼亞超大陸（Rodinia supercon?tinent）

自20世紀(jì)90年代以來，羅迪尼亞超大陸的重建一直是國(guó)際前寒武紀(jì)地質(zhì)研究的一個(gè)重要課題，但其構(gòu)型和組成陸塊的相對(duì)位置一直存在爭(zhēng)論[6?9]。特別是華南古大陸在羅迪尼亞超大陸重建中的古地理位置成為國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者長(zhǎng)期關(guān)注的問題，爭(zhēng)議的焦點(diǎn)在于它是位于核部[6?7，84?85]還是邊緣[8?9，86?88]。究其根源，在于不同學(xué)者對(duì)華南古大陸形成與演化的認(rèn)識(shí)存在明顯分歧。

3.1華南古大陸形成

傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，華南古大陸是由揚(yáng)子地塊與華夏地塊于中元古代末至新元古代初沿著江南（亦稱四堡、晉寧）造山帶碰撞拼貼形成[7，84?85]。江南造山帶東起浙北，經(jīng)浙西、皖南、贛東北、贛西北、湘西、黔東北、黔西南至桂北，長(zhǎng)逾1 500 km、寬約200 km[87]。近二十余年來，圍繞記錄了華南古大陸形成過程的江南造山帶，很多學(xué)者對(duì)其沉積地層、巖漿巖以及蛇綠巖套等開展了卓有成效的沉積學(xué)、巖石學(xué)、年代學(xué)和地球化學(xué)等研究，取得了一系列新的數(shù)據(jù)和認(rèn)識(shí)[18，87?91]。

目前，對(duì)江南造山帶的形成機(jī)制及演化過程存在多種認(rèn)識(shí)。有學(xué)者認(rèn)為江南造山帶是由揚(yáng)子地塊與華夏地塊于中元古代末至新元古代初的碰撞和拼貼所形成，進(jìn)而提出它可能是全球格林威爾造山系統(tǒng)一部分的觀點(diǎn)[6?7，84?85]；有學(xué)者認(rèn)為揚(yáng)子地塊與華夏地塊的最終拼合發(fā)生于約830 Ma，導(dǎo)致了江南造山帶內(nèi)較古老地層（如四堡群、冷家溪群等）的變形變質(zhì)和大量花崗巖的形成[18，87?90]；還有學(xué)者認(rèn)為江南造山帶約830～820 Ma巖漿巖是弧—陸碰撞和造山帶垮塌構(gòu)造體制下新生地殼重熔的產(chǎn)物，而800 Ma之后的巖漿記錄則是大陸裂谷相關(guān)巖漿作用的產(chǎn)物[92?93]。此外，Zhao[18]提出揚(yáng)子地塊與華夏地塊之間的大洋巖石圈于1 000～825 Ma期間發(fā)生連續(xù)雙向俯沖，隨后二者發(fā)生軟碰撞。通過系統(tǒng)解析江南造山帶內(nèi)各種地質(zhì)記錄的數(shù)據(jù)資料，Yao et al.[91]認(rèn)為揚(yáng)子地塊與華夏地塊的碰撞時(shí)限存在穿時(shí)性，并提出這一過程記錄了羅迪尼亞超大陸邊緣的增生造山作用。

最近，有學(xué)者提出江南造山帶可能由揚(yáng)子地塊與大懷玉地體在新元古代碰撞形成，而華南則是由揚(yáng)子地塊與西華夏地塊在早古生代拼貼形成[94?95]。然而，目前學(xué)術(shù)界的基本共識(shí)是多個(gè)離散的塊體在新元古代早—中期拼合形成了統(tǒng)一的華南古大陸[16]。近些年，在揚(yáng)子地塊內(nèi)部識(shí)別出多套近東西向展布的中元古代蛇綠巖，包括菜子園[47?49]、石棉[96]和廟灣[97]等。這些蛇綠巖暗示中元古代時(shí)期沿著石棉—廟灣[98]或者菜子園—廟灣[49，99]曾經(jīng)存在一個(gè)或多個(gè)洋盆，并可能于～0.9 Ga發(fā)生碰撞拼合形成統(tǒng)一的揚(yáng)子地塊[100]。此外，華夏內(nèi)部大陸地體和弧—盆體系拼合形成統(tǒng)一地體的過程也被認(rèn)為可能發(fā)生于～0.92 Ga[101]。因此，揚(yáng)子地塊和華夏地塊新元古代早期各自拼合形成統(tǒng)一的塊體，很可能響應(yīng)于全球羅迪尼亞超大陸的聚合，而華南古大陸可能形成于830～820 Ma[18，87?91]或早古生代[94?95]。綜合前述哥倫比亞超大陸旋回背景下?lián)P子地塊和華夏地塊的構(gòu)造演化歷史，可以看出具有復(fù)雜基底組成的華南古大陸的形成過程遠(yuǎn)比想象中復(fù)雜，仍有很多問題需要進(jìn)一步研究來確定。

3.2沉積盆地演化

有關(guān)華南新元古代沉積盆地的研究可追溯至20世紀(jì)90年代初[102]，但直至21世紀(jì)初才首次提出南華裂谷盆地開啟時(shí)代與羅迪尼亞超大陸解體之間存在成因聯(lián)系[103]。近年來，針對(duì)華南新元古代沉積盆地演化陸續(xù)開展了沉積學(xué)、地層學(xué)、年代學(xué)、物源分析和巖相古地理等方面的工作[74，104?107]。目前，關(guān)于華南～820 Ma開始形成的南華裂谷盆地已得到了越來越多的證據(jù)支持[5，103，108?109]，但關(guān)于其形成的地球動(dòng)力學(xué)機(jī)制一直存在著地幔柱相關(guān)陸內(nèi)裂谷盆地[5?7]、俯沖相關(guān)弧后伸展盆地[86，88]和造山后垮塌相關(guān)裂谷盆地[92?93]等不同認(rèn)識(shí)。

近年來，王劍等[105]對(duì)華南新元古代中期（820～635 Ma）沉積演化、沉積相、沉積旋回、事件沉積、多重地層劃分對(duì)比等開展了詳細(xì)研究，揭示了沉積盆地不同階段的充填樣式，并首次編制了華南前寒武紀(jì)5個(gè)重要時(shí)期的構(gòu)造—巖相古地理圖（圖6）。應(yīng)當(dāng)指出的是，越來越多的資料證實(shí)，前～820 Ma不整合關(guān)鍵界面不僅代表了羅迪尼亞超大陸解體之后華南新元古代裂谷盆地的開啟、新一輪沉積超覆的開始，而且應(yīng)當(dāng)作為華南新一輪構(gòu)造旋回的起點(diǎn)與南華紀(jì)地層劃分的底界[105，110?112]。華南新元古代裂谷盆地可分為東南緣（南華）、西緣（康滇）和北緣（西鄉(xiāng)—花山）三大裂谷系，這些裂谷盆地的沉積充填演化序列非常類似，大致可分為裂谷幼年期（820～800 Ma）、裂谷成熟期（800～720 Ma）、早冰期（720～660 Ma）、間冰期（660～650 Ma）和晚冰期（650～635 Ma）等5個(gè)序列，各序列均具有明顯的旋回性，其間的界面顯示為伸展不整合面，充填樣式以半地塹樣式為主，裂谷系統(tǒng)具有主邊界斷裂、裂谷基、裂谷肩、調(diào)節(jié)帶、構(gòu)造滑脫不整合面等要素[104?105]。

華南新元古代裂谷盆地幼年期為快速沉降期，洪—沖積扇沉積與盆地水體直接接觸，扇三角洲平原沉積狹窄或缺失，向上迅速變?yōu)轲囸I盆地沉積，屬于陡坡型扇三角洲。裂谷盆地成熟期的沉積物從幼年期盆地溢出，向早期的裂谷肩上超，扇三角洲平面面積加大，其前緣部分常為濱岸、障壁砂壩及潟湖體系，屬于緩坡型扇三角洲和短程河流三角洲（圖6a，b）。此外，王劍等[105]還借鑒現(xiàn)代大陸冰川模式，將華南新元古代冰期和間冰期的沉積相分為冰蓋、陸相冰緣、海相冰緣和冰海（冰外）4個(gè)相帶（圖6c～e）。華南新元古代裂谷盆地5個(gè)重要時(shí)期的構(gòu)造—巖相古地理記錄了由陸變海、由濱淺海變（半）深海以及盆地由小變大的演化過程，反映了羅迪尼亞超大陸裂解的盆地響應(yīng)[105]。

3.3羅迪尼亞超大陸重建

中元古代晚期至新元古代初期，羅迪尼亞超大陸的主體以哥倫比超大陸裂解時(shí)內(nèi)部洋閉合（Introversion）的方式形成[113]。具體而言，即格林威爾造山帶中包括1.24～1.22 Ga Elzevirian 和1.20～1.14 Ga Shawinigan在內(nèi)的增生造山作用將外來陸塊拼貼到勞倫東緣[114]，而隨后大陸碰撞導(dǎo)致的廣泛構(gòu)造變形和高級(jí)變質(zhì)則標(biāo)志著主要造山事件的結(jié)束[6]。最近，有學(xué)者提出一個(gè)包含了亞馬遜、南極洲、印度及西非等克拉通的巨大陸Umkondia可能先于羅迪尼亞超大陸形成[115]。新元古代中—晚期，羅迪尼亞超大陸外緣板塊的俯沖作用與其內(nèi)部巖石圈伸展—裂解顯示出很好的時(shí)間耦合性，指示環(huán)超大陸的巨型俯沖帶后撤可能是誘發(fā)其裂解的關(guān)鍵因素之一[116]，而（超級(jí)）地幔柱活動(dòng)對(duì)羅迪尼亞超大陸的裂解也具有一定程度的貢獻(xiàn)[113，117]。然而，關(guān)于華南在羅迪尼亞超大陸重建中的具體位置，有著核心（澳大利亞東緣與勞倫西緣之間）、邊緣（印度北緣與澳大利亞西緣之間）和外圍（游離于超大陸主體之外）等截然不同的觀點(diǎn)（圖7）。

Li et al.[6，84]提出華南在羅迪尼亞超大陸中是勞倫大陸和澳大利亞中間缺失的部分（missing-link）（圖7a），該模式認(rèn)為揚(yáng)子地塊與華夏地塊在新元古代早期（1.0～0.9 Ga）發(fā)生拼合，江南/四堡造山帶是全球格林威爾造山帶的組成部分。隨后，羅迪尼亞自0.85Ga開始裂解，華南從勞倫大陸和澳大利亞—東南極之間裂離出去，并伴隨發(fā)育雙峰式巖漿作用和裂谷盆地沉積[5?7]。然而，有學(xué)者提議華南位于超大陸的邊緣位置，接近印度和澳大利亞或孤立在外圍大洋中[86，88，91]（圖7b），該模式認(rèn)為揚(yáng)子地塊與華夏地塊新元古代中期通過多期島弧俯沖增生完成拼合[18，91，101]，隨后揚(yáng)子西緣持續(xù)俯沖導(dǎo)致南華裂谷系的形成[86，88]。最近，陸續(xù)發(fā)表了一系列華南新元古代沉積盆地充填序列（如馬底驛組[118]、澄江組[119]）的可靠古地磁數(shù)據(jù)，指示華南在820～750 Ma期間應(yīng)位于高緯度地區(qū)，而非赤道附近的超大陸核心位置。

需要注意的是，多數(shù)學(xué)者關(guān)注的是華南在羅迪尼亞超大陸裂解時(shí)期的古地理位置，而鮮有研究涉及其聚合時(shí)期。Evans[120]最近提出了一個(gè)羅迪尼亞超大陸聚合時(shí)期的重建模型。在這個(gè)模型中，三個(gè)古大陸被認(rèn)為自～1.1 Ga開始彼此匯聚，包括從哥倫比亞超大陸裂離出來的古老陸塊（勞倫大陸、西伯利亞和波羅的）、來自哥倫比亞超大陸北部的原澳大利亞以及先于羅迪尼亞形成的巨大陸Umkondia[115]。約1.05 Ga，這三個(gè)古大陸沿著格林威爾造山帶碰撞拼合形成以赤道為中心的“原羅迪尼亞（proto-Rodinia）超大陸”[120]。然而，同時(shí)期揚(yáng)子地塊發(fā)育以昆陽群為代表的被動(dòng)大陸邊緣沉積[99]，指示當(dāng)時(shí)可能未參與格林威爾造山作用。揚(yáng)子西南緣發(fā)育1.03～1.01 Ga島弧相關(guān)巖漿作用[100]和1.04～1.00 Ga弧后沉積作用[121]，表明可能自～1.04 Ga開始發(fā)生大洋巖石圈俯沖。值得注意的是，揚(yáng)子西南緣中元古代晚期構(gòu)造演化過程可與印度西北部的Aravalli造山帶相對(duì)比，指示揚(yáng)子地塊當(dāng)時(shí)很可能與巨大陸Umkondia的核心地塊具有古地理親緣性[100]。

華南古大陸的形成和演化與羅迪尼亞超大陸聚合和裂解息息相關(guān)，其對(duì)大規(guī)模成礦、成藏事件具有重要的控制作用[14?15，110，122?123]。在羅迪尼亞超大陸聚散背景下，目前仍有很多有關(guān)華南古大陸形成和演化的關(guān)鍵科學(xué)問題亟待解決。例如，（1）中元古代揚(yáng)子地塊內(nèi)部是否存在洋盆？如果存在，其殘跡是石棉—廟灣蛇綠巖帶或菜子園—廟灣蛇綠巖帶還是其他縫合帶？（2）揚(yáng)子西南緣昆陽群、會(huì)理群及其相當(dāng)?shù)貙拥木_對(duì)比關(guān)系為何？其是否形成于共同的構(gòu)造—沉積體系？（3）東華夏和西華夏是否于新元古代早期拼合成統(tǒng)一的華夏地塊？隨后與揚(yáng)子地塊沿江南造山帶拼合形成華南古大陸？這些關(guān)鍵問題的解答對(duì)于準(zhǔn)確理解華南古大陸形成演化及其與羅迪尼亞超大陸聚散的耦合關(guān)系至關(guān)重要。

4岡瓦納大陸（Gondwana Continent）

4.1早古生代造山作用

自1929年丁文江首次提出廣西運(yùn)動(dòng)的概念以來，近百年華南地質(zhì)研究使得學(xué)界逐漸認(rèn)同華南古大陸于早古生代時(shí)期經(jīng)歷了一次強(qiáng)烈的造山作用。該造山作用在華南東南部形成了一個(gè)巨型褶皺帶，不同學(xué)者將其稱之為華南加里東褶皺帶[124]、華南早古生代造山帶[125]或武夷—云開造山帶[126]，其西北和東南邊界分別為安化—羅城斷裂與政和—大浦?jǐn)嗔裑127]。褶皺帶范圍內(nèi)出露大量奧陶紀(jì)—志留紀(jì)巖漿侵入體和志留紀(jì)火山巖[126，128?129]以及北東走向?yàn)橹鞯臉?gòu)造軸跡[125?126]。位于褶皺帶東南部的武夷山—白云山—云開大山沿線地區(qū)出露奧陶紀(jì)角閃巖相—綠片巖相變質(zhì)巖及經(jīng)過強(qiáng)烈變形的緊閉褶皺[126]，指示該區(qū)域應(yīng)為造山帶核部。褶皺帶西北側(cè)（安化—羅城斷裂至張家界—貴陽一帶）保留了一個(gè)以未變形變質(zhì)和以志留紀(jì)碎屑巖沉積為主的殘余前陸盆地[130]。因此，華南東南部地區(qū)可見一個(gè)清晰的早古生代盆山系統(tǒng)，由南東向北西依次保存造山帶核部、造山帶逆沖褶皺帶和殘余前陸盆地三個(gè)構(gòu)造單元（圖8）。

關(guān)于華南早古生代造山帶的性質(zhì)及動(dòng)力學(xué)機(jī)制仍存在爭(zhēng)議，主要存在如下三種模式。

（1） 陸內(nèi)造山模式：一般認(rèn)為新元古代早期揚(yáng)子地塊和華夏地塊碰撞拼貼形成了統(tǒng)一的華南古大陸[13，16]，隨后響應(yīng)于全球羅迪尼亞超大陸的裂解，轉(zhuǎn)換為伸展環(huán)境形成南華裂谷盆地，但由于裂谷作用夭折而未形成新的大洋[105，126]。受華南及鄰近亞洲塊體與岡瓦納大陸發(fā)生聚合作用的遠(yuǎn)程效應(yīng)影響，華南東南部自中晚奧陶世發(fā)生強(qiáng)烈的板內(nèi)造山作用[126，131?132]。這表現(xiàn)在該地區(qū)缺乏早古生代蛇綠巖和島弧火山巖，早古生代花崗巖以強(qiáng)過鋁質(zhì)殼源巖漿為主，幾乎沒有新生幔源物質(zhì)參與[133]，而435～425 Ma中基性巖則由造山垮塌引發(fā)的減壓熔融作用形成[128]。

（2） 碰撞造山模式：學(xué)者認(rèn)為揚(yáng)子地塊與華夏地塊之間發(fā)生早古生代俯沖碰撞導(dǎo)致洋盆閉合[134?135]。最近一些研究認(rèn)為華夏地塊可沿閩西北斷裂帶劃分為東、西兩個(gè)部分[136]。其中，西華夏在早古生代早期與東岡瓦納北緣的澳大利亞碰撞而發(fā)生變形[95，137]，奧陶紀(jì)—志留紀(jì)時(shí)期經(jīng)歷高溫高壓變質(zhì)和部分熔融過程，同時(shí)發(fā)育大量S型花崗巖[133，137]。晚古生代，西華夏從東岡瓦納北緣裂離，而東華夏于印支期沿著閩西北斷裂帶走滑到西華夏東側(cè)[94?95]。

（3） 增生造山模式：學(xué)者認(rèn)為揚(yáng)子地塊與華夏地塊之間在早古生代有大洋分隔，理由是二者以江山—紹興—郴州斷裂帶為界的前泥盆紀(jì)沉積序列、沉積環(huán)境和生物組合均存在明顯差異[138?139]。早古生代晚期，古華南洋俯沖消減，形成一系列弧巖漿巖[134]、蛇綠巖[140]、洋島—海山組合[141]以及俯沖—碰撞相關(guān)的花崗巖等[142]。因此，華南早古生代造山作用很可能響應(yīng)于原特提斯洋演化[143]。

4.2沉積盆地性質(zhì)與演化

整體而言，華南古大陸早古生代巖石組合從南東向北西呈現(xiàn)規(guī)律性變化（圖9）。位于造山帶核部的寒武紀(jì)—奧陶紀(jì)地層以濱淺海相碎屑巖為主，志留紀(jì)地層則大部分缺失，僅在欽州—防城港一帶及海南島出露志留紀(jì)深水砂泥巖組合[130，144]。位于造山褶皺帶的寒武紀(jì)地層以下部黑色頁(yè)巖和上部碳酸鹽巖為特征，奧陶紀(jì)—志留紀(jì)地層則過渡為淺海相灰色泥頁(yè)巖和砂巖組合[130，144]。進(jìn)入殘余前陸盆地范圍后，寒武紀(jì)—奧陶紀(jì)地層主要是臺(tái)地相碳酸鹽巖，晚奧陶世—志留紀(jì)地層則過渡為濱—淺海相砂泥巖組合[130]。

早古生代時(shí)期，華南古大陸上存在一個(gè)楔狀形態(tài)、以碎屑巖為主要填充物的前陸盆地[130，145]。盆地充填物自南東向北西逐漸減薄[130]，沉積中心逐漸向北西遷移[145]，盆地內(nèi)淺水古流向（交錯(cuò)層理、波痕、槽模等）也顯示碎屑沉積物由南東向北西方向搬運(yùn)[127，130]。盆地沉降和充填歷史分析顯示盆地沉降呈三段式發(fā)展：第一階段為晚震旦世—寒武紀(jì)，沉降速率較慢，沉降區(qū)局限于華夏區(qū)；第二階段為奧陶紀(jì)，沉降速率快，沉降區(qū)包括華夏和揚(yáng)子?xùn)|南部等廣大地區(qū)；第三階段為志留紀(jì)，沉降速率較快，沉降區(qū)已遷移至揚(yáng)子?xùn)|南緣及中部地區(qū)，華夏大部分地區(qū)因造山抬升無沉降[130]（圖9）。

陸內(nèi)造山、碰撞造山和增生造山過程可形成不同類型的沉積盆地。關(guān)于早古生代沉積盆地性質(zhì)存在三種不同認(rèn)識(shí)：一是由南華裂谷盆地受強(qiáng)烈板內(nèi)造山作用影響，演變?yōu)殛憙?nèi)前陸盆地[125，144]；二是與早古生代導(dǎo)致華南與澳大利亞拼合的碰撞造山相關(guān)的周緣前陸盆地[136?137]；三是由邊緣海盆地演化為弧前—弧間—弧后盆地，至中晚奧陶世則演變?yōu)榛『笄瓣懪璧豙139，141，145]。未來研究工作過程中，對(duì)沉積盆地填充序列的精細(xì)解剖及其構(gòu)造原型的識(shí)別與恢復(fù)，將成為深入揭示華南早古生代造山作用性質(zhì)的有效途徑。

4.3岡瓦納大陸重建

岡瓦納一般被劃分為東、西兩部分，西岡瓦納主要為南美、非洲和阿拉伯半島，東岡瓦納主要為澳大利亞、東南極、印度和馬達(dá)加斯加。盡管有學(xué)者將岡瓦納本身也視為超大陸，但一般認(rèn)為其是潘吉亞超大陸的最大組成單元[146]。最新研究揭示，東亞地區(qū)的眾多陸塊，包括華北、華南、塔里木、印支等，均與東岡瓦納具有很強(qiáng)的構(gòu)造親緣性，均屬于東岡瓦納北部的微陸塊[8?9，11，146]。

華南古大陸是亞洲重要的地塊之一，其早古生代時(shí)期經(jīng)歷的構(gòu)造活動(dòng)、沉積盆地成盆成藏、區(qū)域成礦等均不同程度地受到岡瓦納大陸聚合—裂解作用的影響[147?148]。研究華南古大陸在岡瓦納大陸聚合—裂解過程中與其他地塊的親緣關(guān)系，不僅可以更清晰地認(rèn)識(shí)華南古大陸的古生代地質(zhì)歷史，也可以了解其在全球構(gòu)造格局演化中的角色和意義。然而，目前關(guān)于早古生代時(shí)期華南古大陸與其他地塊的親緣性仍有不同認(rèn)識(shí)。

有學(xué)者根據(jù)古地磁證據(jù)認(rèn)為在岡瓦納大陸聚合過程中，華南漂浮在原特提斯洋域中，不與任何大陸板塊相連[149]。還有學(xué)者認(rèn)為華南與位于北半球的勞亞大陸更親緣，其論據(jù)是華南缺乏岡瓦納大陸上普遍存在的泛非造山記錄[150]。然而，更多學(xué)者傾向于將華南恢復(fù)至東岡瓦納大陸北緣外側(cè)，即靠近印度和澳大利亞地塊附近[132，151?153]，其論據(jù)來源于：二者在早古生代地層中提取的碎屑鋯石具有U-Pb年代學(xué)和Hf同位素上的高度一致性[132，153]；華南與印度北緣在埃迪卡拉紀(jì)—奧陶紀(jì)地層記錄上具有可對(duì)比性[154]；華南與岡瓦納在古生代地層中記錄的極移運(yùn)動(dòng)軌跡相當(dāng)一致[151?152]。

華南古大陸震旦紀(jì)—早古生代地質(zhì)演化及其與岡瓦納大陸聚合的響應(yīng)關(guān)系是一個(gè)爭(zhēng)論已久的問題[8?9，11，146]。最近，有學(xué)者重新提出揚(yáng)子地塊和華夏地塊早古生代之前并沒有拼合，在岡瓦納大陸中是兩個(gè)獨(dú)立的塊體，其中前者位于印度西北緣，后者靠近澳大利亞西緣[95]；也有學(xué)者提出揚(yáng)子西北部早古生代歷經(jīng)由被動(dòng)大陸邊緣向活動(dòng)大陸邊緣轉(zhuǎn)變，四川盆地西部屬于前陸盆地，響應(yīng)于岡瓦納大陸的聚合[155]。鑒于此，有必要分別考慮揚(yáng)子地塊和華夏地塊在岡瓦納大陸中的古地理重建問題。首先，利用古地磁學(xué)研究揭示二者的古緯度；其次，基于碎屑物源分析明確二者的古方位；再次，利用結(jié)構(gòu)—成因巖相古地理研究約束沉積盆地構(gòu)造屬性。最后，精確重建華南古大陸在岡瓦納大陸中的古地理位置。

5超大陸聚散的資源環(huán)境效應(yīng)

超大陸的周期性聚合和裂解通常伴隨大規(guī)模成礦和成藏作用，如很多超大型—大型礦床和油氣田產(chǎn)于超大陸聚合或裂解的邊緣；同時(shí)，超大陸聚散對(duì)地球外部水圈、生物圈和大氣圈也具有顯著影響，如一些極端氣候事件的發(fā)生常與其時(shí)序相吻合[17，110，122?123，156]（圖10）。以華南古大陸為例，康滇鐵—銅礦床（如大紅山、迆納廠）和“大塘坡式”錳礦被解釋為分別響應(yīng)于哥倫比亞和羅迪尼亞超大陸的裂解；四川盆地威遠(yuǎn)、安岳—遂寧一帶新元古界—下寒武統(tǒng)特大型氣田因其重要的商業(yè)價(jià)值而備受關(guān)注，并被認(rèn)為與華南新元古代裂谷盆地的發(fā)育密切相關(guān)[110，123，155]；此外，華南發(fā)育的與羅迪尼亞超大陸裂解有關(guān)的裂谷作用也被認(rèn)為是導(dǎo)致雪球地球事件啟動(dòng)的關(guān)鍵因素之一[157?158]。下面將圍繞華南古大陸演化與典型礦床、氣藏以及極端氣候事件形成的耦合關(guān)系開展針對(duì)性分析。

5.1超大陸裂解與成礦事件

5.1.1哥倫比亞裂解背景下的康滇鐵—銅礦床

揚(yáng)子西南緣發(fā)育一系列前寒武紀(jì)鐵—銅礦床，數(shù)十年來一直是我國(guó)最為重要的鐵—銅產(chǎn)地，被稱為“康滇鐵—銅成礦省”[17]。該地區(qū)共有20多個(gè)大小不等的鐵—銅礦床，如大紅山、迤納廠、拉拉、東川等，主要賦存于大紅山群、東川群和河口群的變質(zhì)火山—沉積巖系中（圖3，4）。這些礦床可以分為賦存于沉積巖中的鐵氧化物銅金型礦床（IOCG）和層狀銅礦床（SSC）。前者主要包括大紅山、拉拉及迤納廠鐵—銅礦床，其在規(guī)模、圍巖類型、金屬品位及元素組合等方面存在一定差異，但蝕變和礦化特征總體相似[17，42]；后者以湯丹和易門銅礦為代表，其礦化特點(diǎn)及礦物組合與IOCG礦床明顯不同，銅礦體大致沿落雪組碳酸鹽巖底部順層展布，且被斷層和輝綠巖脈所切穿[17，159]。

眾多學(xué)者對(duì)康滇鐵—銅多金屬礦床開展了系統(tǒng)的硫化物Re-Os、褐簾石U-Pb、鋯石U-Pb 等定年研究，獲得了大量高精度成礦年齡數(shù)據(jù)，可基本確定其成礦時(shí)代。如圖11所示，大紅山和迆納廠IOCG礦床的主成礦期為～1.65 Ga，而拉拉IOCG礦床為～1.0 Ga；湯丹SSC銅礦富礦地層為～1.74 Ga因民組，且礦體為～1.7 Ga 輝綠巖脈所侵入，指示該礦床形成時(shí)代為1.74～1.70 Ga[160]。不難看出，康滇鐵—銅礦床的主成礦期為1.74～1.65 Ga，與前文所述揚(yáng)子西緣古元古代晚期裂谷巖漿—沉積事件同步（圖11）。此外，這些礦床均存在多期成礦/熱液疊加事件，如迆納廠礦床的脈體中獲得～1.45 Ga硫化物Re-Os年齡[160]，拉拉礦床中澤獲得0.88～0.85 Ga蝕變褐簾石年齡[161]、0.89～0.83 Ga云母Ar-Ar年齡[17]和脈狀硫化物Re-Os模式年齡[162]，而湯丹礦床獲得的晚期脈狀硫化物Re-Os年齡為～1.4 Ga[160]。

哥倫比亞超大陸在～1.8 Ga完成最終聚合，盡管其周緣（如北美、格林蘭）發(fā)生了長(zhǎng)期的（1.8～1.2 Ga）俯沖增生造山作用[77?78]，但其初始裂解被認(rèn)為開始于1.78～1.70 Ga，導(dǎo)致全球范圍內(nèi)廣泛發(fā)育大陸裂谷作用和非造山巖漿作用[163]。如前所述（2.3），最新的哥倫比亞超大陸重建模式中揚(yáng)子—?jiǎng)趥悺拇罄麃喚哂泄诺乩碛H緣性，并同步發(fā)育陸內(nèi)裂谷巖漿—沉積作用[8?10，26?27，32?33]。揚(yáng)子西南緣康滇鐵—銅礦床與澳大利亞Cloncurry地區(qū)（1.65～1.36 Ga）和加拿大勞倫地區(qū)（～1.6 Ga）的IOCG礦床基本同時(shí)形成，并具有相似的特點(diǎn)（如發(fā)育大量基性巖和角礫巖、多期熱液蝕變及伴生多金屬礦等）[10，17]。特別是，典型的IOCG礦床主要形成于前寒武紀(jì)（古元古代—中元古代尤甚）超大陸聚合形成后的裂谷環(huán)境，其成礦作用與地幔柱引發(fā)的巖漿熱液活動(dòng)或者大規(guī)模幔源巖漿的底侵作用有關(guān)[17]。因此，揚(yáng)子西南緣康滇鐵—銅礦床的形成主要響應(yīng)于哥倫比亞超大陸的初始裂解。

5.1.2羅迪尼亞裂解背景下的“大塘坡式”錳礦

在羅迪尼亞超大陸裂解與冰期—間冰期極端氣候交替的背景下，新元古代晚期是全球重要的錳礦成礦期（圖10）。華南“大塘坡式”錳礦是最新發(fā)現(xiàn)的世界級(jí)錳礦礦集區(qū)，目前已確認(rèn)錳礦資源量約為700 Mt，主要發(fā)育于南華裂谷盆地的武陵次級(jí)裂谷和雪峰次級(jí)裂谷[164?166]。南華裂谷盆地黔湘渝毗鄰區(qū)發(fā)育的南華紀(jì)地層自下而上依次為兩界河組、鐵絲坳組、大塘坡組和南沱組[105]。其中，大塘坡組第一段主要由黑色碳質(zhì)頁(yè)巖組成，夾黑色碳質(zhì)菱錳礦以及白云巖和凝灰?guī)r透鏡體，厚度可達(dá)百米，是錳礦的賦礦層位[166?167]；第二段則主要為灰綠色粉砂質(zhì)黏土巖，局部含碳質(zhì)，厚度變化范圍大[164?166]。礦體在次級(jí)盆地中心主要呈透鏡狀，厚度可達(dá)十余米，而在盆地邊緣則以層狀、似層狀為特征，厚度迅速減薄[164?166]。從最新編制的巖相古地理圖可以看出（圖6d），“大塘坡式”錳礦主要形成于南華淺海的外陸棚環(huán)境，其分布大致平行于南華裂谷的控盆斷裂[105]。

羅迪尼亞超大陸全面裂解與冰期—間冰期冰川作用，為大陸深部熱液循環(huán)、成礦物質(zhì)來源、海平面上升及有機(jī)質(zhì)保存等提供了有利條件，從而形成了世界范圍內(nèi)大量錳礦沉積盆地。南華裂谷盆地形成與演化響應(yīng)于羅迪尼亞超大陸的裂解，裂谷活動(dòng)及伴生熱液不僅為錳礦形成提供了容礦空間，同時(shí)也提供了錳質(zhì)來源；早冰期（與斯圖特冰期相當(dāng)）向大塘坡間冰期的轉(zhuǎn)換導(dǎo)致盆地水體循環(huán)的再啟動(dòng)和水體氧化還原條件的調(diào)整是錳礦成礦的基本條件[168?169]（圖12）。大塘坡組紋層狀錳礦石內(nèi)的微生物礦化礦物毫米級(jí)旋回變化與微生物席之間具有作用關(guān)系[170]，被認(rèn)為可能是“大塘坡式”錳礦形成的另一重要機(jī)制[169]?？傊?，華南“大塘坡式”錳礦形成于南華裂谷的最大海侵時(shí)期（圖6），其不僅與長(zhǎng)安冰期的終止基本同步（圖12），也與羅迪尼亞超大陸的全面裂解具有明顯的耦合關(guān)系（圖10）。

5.2超大陸裂解與成烴事件

近年來，與全球超大陸裂解事件密切相關(guān)的中—新元古界油氣系統(tǒng)越來越被廣泛關(guān)注。西伯利亞、非洲、東歐、印度、阿拉伯、澳大利亞等克拉通盆地，均發(fā)現(xiàn)了規(guī)模可觀的中—新元古界至下寒武統(tǒng)原生油氣藏[171?172]。其中，在東西伯利亞盆地與阿曼，新元古界—早寒武統(tǒng)現(xiàn)已探明的油氣儲(chǔ)量可達(dá)1億噸級(jí)至10億噸級(jí)油當(dāng)量規(guī)模[123，173]。目前，普遍認(rèn)為新元古界—下寒武統(tǒng)是一個(gè)富有挑戰(zhàn)性的油氣勘探前沿領(lǐng)域[123]。

早在20世紀(jì)60年代，我國(guó)就已經(jīng)開始新元古界油氣勘探工作，在四川盆地發(fā)現(xiàn)了威遠(yuǎn)震旦系氣田。近年來，我國(guó)在四川盆地油氣勘探中取得了一系列重大突破，四川安岳—遂寧地區(qū)完成的探井平均日產(chǎn)氣量在數(shù)十萬方以上。川中古隆起帶震旦系—寒武系油氣系統(tǒng)世界級(jí)特大型原生氣田的發(fā)現(xiàn)，結(jié)束了威遠(yuǎn)震旦系氣田發(fā)現(xiàn)以來四川盆地震旦系—寒武系天然氣勘探長(zhǎng)期停滯不前的局面，也證實(shí)震旦系—寒武系是天然氣勘探的又一重要領(lǐng)域[174?176]。研究表明，安岳氣田的形成與南北向展布的裂陷密切相關(guān)，被稱為“綿陽—長(zhǎng)寧”克拉通內(nèi)裂陷[177]或“安岳—德陽”克拉通內(nèi)裂陷[176]，其形成與羅迪尼亞超大陸的裂解緊密相關(guān)[5，105]。該裂陷的發(fā)現(xiàn)改變了以往克拉通內(nèi)部構(gòu)造穩(wěn)定、沉積相單一的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)[178]，證實(shí)四川盆地裂陷槽的形成演化對(duì)油氣田的形成有重要的控制作用，而其周緣地區(qū)則是油氣分布最為豐富的地區(qū)[15，110，123，174?177]。

華南古大陸新元古代早—中期完成其拼合后，從～820 Ma開始進(jìn)入裂谷拉張期[5，103]。通常而言，古大陸演化對(duì)前寒武紀(jì)油氣系統(tǒng)的控制作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[164]：首先，古大陸裂解控制了盆地隆坳格局，此即“構(gòu)控盆”；其次，盆地演化深刻影響了巖相古地理特征，此即“盆控相”；再次，盆地巖相古地理特征控制了盆地石油地質(zhì)條件，此即“相控石油地質(zhì)條件”，包括盆地相生烴坳陷、臺(tái)地邊緣生物礁灘相規(guī)模性儲(chǔ)層、局限盆地相區(qū)域性封蓋層等的分布特征。總之，古大陸演化控制了盆地的形成與演化，沉積盆地的沉積充填樣式控制了沉積相帶的分布，而不同沉積相單元與生、儲(chǔ)、蓋等油氣地質(zhì)條件密切關(guān)聯(lián)，如儲(chǔ)層通常與礁灘有關(guān)，即沉積相控制油氣地質(zhì)條件。

從烴源巖的角度考慮，與超大陸裂解有關(guān)的極端氣候事件、海平面變化以及古地理隆坳格局等與烴源巖全球性發(fā)育之間存在良好的耦合關(guān)系[171?172]。與超大陸聚合期相比，裂解期的強(qiáng)風(fēng)化作用使得向海洋輸送陸源物質(zhì)的能力增強(qiáng)，而裂谷盆地和被動(dòng)陸緣的發(fā)育則更有利于有機(jī)質(zhì)的大量埋藏，易于在全球范圍內(nèi)廣泛形成烴源巖[123]。新元古代中—晚期，華南經(jīng)歷了裂谷幼年期、裂谷成熟期、兩次冰期及間冰期等5個(gè)盆地演化階段（圖6），最后演變?yōu)楸诤笙鄬?duì)穩(wěn)定的海洋環(huán)境[105]，發(fā)育多套新元古界—下寒武統(tǒng)（潛在的）烴源巖，包括大塘坡組一段、陡山沱組、燈影組四段和筇竹寺組的黑色頁(yè)巖[123]（圖10）。從全球尺度而言，這些烴源巖的發(fā)育是羅迪尼亞超大陸最終裂解、雪球地球事件終止、海洋和大氣成分動(dòng)蕩以及多細(xì)胞生物快速輻射等多圈層協(xié)同發(fā)展的必然結(jié)果。

5.3新元古代裂谷作用與極端氣候事件

成冰紀(jì)發(fā)育了地質(zhì)歷史上最極端、最嚴(yán)寒的冰室氣候，這一時(shí)期地球表面經(jīng)歷了兩次全球性冰川事件（即“雪球地球”事件），包括斯圖特（Sturtian）冰期和馬林諾（Marinoan）冰期[179?180]。Hoffman et al.[179]認(rèn)為雪球地球的形成與羅迪尼亞超大陸裂解密切相關(guān)。超大陸裂解伴隨全球范圍內(nèi)廣泛發(fā)育的裂谷系統(tǒng)和巖漿作用，導(dǎo)致大陸風(fēng)化作用顯著增強(qiáng)，從而大量消耗大氣中的二氧化碳，引起全球氣溫失控下降，最終發(fā)生極端冰期事件。如前所述，華南成冰紀(jì)包括早冰期（江口群）、間冰期（大塘坡組）和晚冰期（南沱組）三個(gè)階段（圖6c～e），其中早、晚冰期分別對(duì)應(yīng)斯圖特、馬林諾冰期[103，105]。基于最新的年代地層學(xué)工作，蘭中伍[107]將華南成冰紀(jì)兩次冰期事件的起止時(shí)限進(jìn)一步精確為717～659 Ma和649～635 Ma，二者之間發(fā)育大塘坡組間冰期沉積。

華南古大陸作為羅迪尼亞超大陸的重要組成單元，其新元古代中—晚期裂谷系統(tǒng)的發(fā)育與超大陸的裂解具有明顯的時(shí)空耦合關(guān)系[103?105]。最近，有學(xué)者在揚(yáng)子北緣識(shí)別出一個(gè)稍早于斯圖特冰期啟動(dòng)的巖漿巖省，其由形成于大陸裂谷環(huán)境的雙峰式巖漿巖組成，主噴發(fā)時(shí)間為720.21±0.32 Ma[157]。通過與勞倫同時(shí)期富蘭克林大火成巖省進(jìn)行綜合對(duì)比[181]，提出當(dāng)時(shí)低—中緯度的火山可能增強(qiáng)了全球風(fēng)化，降低了赤道附近對(duì)流層的高度，促使同冰期富蘭克林大火成巖省噴發(fā)的二氧化硫“順利”進(jìn)入平流層，最終可能導(dǎo)致斯圖特冰期的啟動(dòng)[157]。馬林諾冰期啟動(dòng)前，華南零星發(fā)育形成于大陸裂谷環(huán)境的花崗巖體和基性巖脈，表明羅迪尼亞超大陸中的主要陸塊已全部裂離，降雨量的增加導(dǎo)致大陸風(fēng)化作用顯著增強(qiáng)，最終觸發(fā)了馬林諾冰期的啟動(dòng)[158]。因此，羅迪尼亞超大陸的全面裂解是引發(fā)成冰紀(jì)全球性冰期事件啟動(dòng)的根本原因。

值得注意的是，新元古代晚期海水和大氣中的氧氣含量還發(fā)生了第二次顯著上升（圖10），即新元古代氧化事件（Neoproterozoic Oxygenation Event，NOE）[182]。盡管新元古代氧化事件與雪球地球事件之間的因果聯(lián)系還存在不同看法[180，182]，但可以確定的是板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是引發(fā)地球表生環(huán)境劇變的最重要原因。具體而言，超大陸的裂解會(huì)產(chǎn)生更多具有高生產(chǎn)力的被動(dòng)大陸邊緣[183]，從而增加全球有機(jī)碳的埋藏空間；同時(shí)，超大陸裂解過程中的大規(guī)?；鹕交顒?dòng)會(huì)誘發(fā)富磷玄武質(zhì)巖漿的噴發(fā)，經(jīng)陸地風(fēng)化作用向海洋輸入更多的生物營(yíng)養(yǎng)元素磷[184]。這些過程均有利于增加全球海洋有機(jī)產(chǎn)量和埋藏，使更多光合作用產(chǎn)生的氧氣被釋放到地球表層環(huán)境中，最終導(dǎo)致大氣氧含量的升高。因此，為準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)地球各圈層相互作用及其協(xié)同演變機(jī)制，有必要從全球視角下鏈接古海洋化學(xué)性質(zhì)變遷和超大陸聚散過程。

6結(jié)論

（1） 華南古大陸元古宙—早古生代地質(zhì)演化及其資源環(huán)境效應(yīng)受全球超大陸聚合—裂解的制約；揚(yáng)子地塊在古元古代早期經(jīng)歷了與勞倫大陸西北部安第斯型造山作用相關(guān)的碰撞事件。

（2） 在哥倫比亞超大陸聚合期，揚(yáng)子地塊經(jīng)歷了類似于顯生宙典型的陸—陸碰撞造山作用，而華夏地塊表現(xiàn)為與印度西北部相當(dāng)?shù)脑錾焐竭^程。隨后，揚(yáng)子地塊西南緣發(fā)育了與哥倫比亞超大陸裂解有關(guān)的康滇鐵—銅成礦省。

（3） 在羅迪尼亞超大陸聚合期，揚(yáng)子地塊和華夏地塊可能各自拼合形成統(tǒng)一的塊體。南華裂谷沉積超覆自～820 Ma啟動(dòng)，隨后歷經(jīng)了裂谷幼年期、裂谷成熟期、早冰期、間冰期和晚冰期等5個(gè)演化階段，響應(yīng)于羅迪尼亞超大陸的裂解。

（4） 華南早古生代經(jīng)歷了與岡瓦納大陸聚合有關(guān)的造山作用，但其性質(zhì)涵蓋了陸內(nèi)造山、增生造山和碰撞造山等不同模式。華南古大陸可能位于岡瓦納大陸的東北緣，與印度或澳大利亞關(guān)系密切。

（5） 華南前寒武紀(jì)錳、鐵、銅等固體礦產(chǎn)資源及油氣系統(tǒng)的形成，明顯受全球超大陸周期性裂解的控制，未來勘探過程中，需高度重視古大陸聚散事件對(duì)大規(guī)模成礦、成藏的控制作用。