真极移（true polar wander，TPW）指的是由于地球内部质量重新分布，导致固体地球（包括地壳和地幔）相对于自转轴发生的全球尺度运动。它是一种全球性的绝对板块运动，亦可被称为“天体再定向”。太阳系中的其他天体，如火星、木卫二、土卫二和月球等，也均观察到了真极移现象。

通过卫星遥感技术，人们可以获取地表点位的移动轨迹。这些轨迹可以被分解为真极移和板块相对运动两个成分。更长时间尺度上的这类运动信息，可以从古地磁数据中识别。全球范围内的古地磁数据库显示，地球历史上曾发生多次真极移事件。目前，显生宙时期的真极移已有了大量较为明确的研究成果，但对于前寒武纪时期真极移的模型和速率，依然存在较大的争议。中-新元古代之交时期，是超大陆Nuna（或称Columbia）裂解并向Rodinia聚合转变的关键阶段。研究该时期的真极移，不仅有助于深入理解超大陆演化，也为古地理变迁提供了重要线索。

最近，我校地球科学与资源学院张世红教授团队的赵汉卿副教授及团队成员，针对华北克拉通景儿峪组地层进行了高分辨率（亚分米级）古地磁与旋回地层学的研究，目的是重建该组沉积时期华北克拉通的板块运动速率与轨迹，为构建中-新元古代之交时期的真极移模型提供关键证据。

区域地层对比显示，景儿峪组与胶辽徐淮地区的南芬组、刘老碑组、新兴组等地层具有较好的对比性。结合近期的年代学进展和研究团队先前的研究成果，推测景儿峪组、南芬组及相当层位的沉积时代约为1100 Ma（Zhao et al., 2025，Precambrian Research，https://doi.org/10.1016/j.precamres.2025.107678）。

在出露于天津市蓟州区（旧称蓟县）的景儿峪组碳酸盐岩地层中，研究人员系统采集了500余块古地磁样品。旋回地层分析结果显示，该组地层的平均沉积速率约为0.9厘米/千年，采样地层持续时间约为9.2百万年。系统退磁揭示的特征剩磁结果表明，地层的下部主要以中等磁倾角为主，而中上部则表现为陡磁倾角，从下至上的磁倾角逐渐升高（图1）。通过系统的岩石磁学分析以及识别出的多次地磁极性倒转记录，研究人员确认这些剩磁信号为原生信号。

图1 华北蓟州（蓟县）地区景儿峪组古地磁结果（磁偏角和磁倾角均处于地层坐标系）

研究人员将古地磁数据划分为4个段（JEY1/JEY2/JEY3/JEY4），各段的持续时间为1.2至3.9百万年，且每段的样品数均超过25个，符合古地磁极统计和地磁场长期变平均的要求。新获得的4个古地磁极位置变化显著，计算结果表明，在景儿峪组沉积期间，极移速率高达约5.4°/百万年，而蓟州地区采样点的纬向位移速率约为28厘米/年，这一速率明显超出了通常所定义的板块运动速率上限20厘米/年的标准，表明在该时期发生了真极移事件。

通过综合全球范围内高质量的古地磁数据，结合研究团队先前提出的1120–775 Ma华北-劳伦古陆重建模型，研究团队发现，南芬组及其对比层位、淮北群中部的古地磁极，与劳伦古陆1110–1000 Ma的古地磁极大致沿同一大圆弧分布（图2）。而景儿峪组的JEY1–JEY4也位于同一大圆弧上，但更靠近老于1110 Ma的大圆弧一侧。研究表明，景儿峪组的高分辨率古地磁记录揭示了一个持续不到10百万年的短时间尺度快速真极移事件，该事件独立于前人在劳伦古陆提出的1165–1015 Ma长尺度、大规模真极移。   

图2 （a）华北克拉通中元古代晚期-新元古代早期古地磁极（现代地理坐标）；（b）~1095 Ma时期全球古地理重建，景儿峪组的JEY1–JEY4磁极的分布解释为真极移       

研究还指出，前寒武纪时期的地幔物理性质（如温度、粘度等）以及地幔对流强度，与显生宙时期存在显著差异，这使得地球在该时期更容易发生速率超过3°/百万年的快速真极移事件。在前寒武纪时期，通过高分辨率古地磁与旋回地层学分析相结合的方法，可为板块运动速率、轨迹及真极移模型提供直接定量约束。

该研究得到了国家重点研发计划（2022YFF0800103）、国家自然科学基金（42104066、41830215）、中央高校基本科研业务费（2-9-2022-064、2652023001）、高等学校学科创新引智计划（B20011）等项目资助。

上述研究成果发表于《Journal of Geophysical Research: Solid Earth》：Zhao, H.*, Zhang, S., Ding, J., Ren, Q., Qu, J., Yang, K., Li, H., Yang, T., Wu, H. (2025). Late Mesoproterozoic Rapid True Polar Wander Recorded in the Jingeryu Formation, North China Craton. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 130(8), e2024JB030628.

全文链接：https://doi.org/10.1029/2024JB030628