晚埃迪卡拉纪—早古生代(580–420 Ma)是地球演化史上的关键时期。这一时期,冈瓦纳超大陆逐步完成最终拼合,特提斯构造域开始孕育和形成,并对后来的亚洲大陆构造格局、特提斯演化及相关成矿作用产生了深远影响。然而,东冈瓦纳北缘外部造山带中多个微陆块的古地理归属和构造演化长期以来仍存在争议。其中,拉萨地体究竟位于冈瓦纳印度边缘、澳大利亚边缘,还是与非洲边缘具有更密切的构造联系,是制约早期特提斯演化和东亚大陆拼贴重建的关键科学问题。
针对上述科学问题,中国地质大学(北京)博士研究生郑明俊在邓军教授、孙祥教授指导下,系统对比了拉萨地体、印度边缘的南羌塘和喜马拉雅地体、澳大利亚边缘的Sibumasu地体,以及非洲边缘的伊朗—安纳托利亚地区的晚埃迪卡拉纪—早古生代地质记录,并结合Kuunga-Pinjarra造山带和原特提斯洋演化的时间约束,对冈瓦纳北缘不同地体的构造—岩浆演化过程进行了综合对比与重建,取得以下主要认识。
(1)拉萨地体在580–480 Ma期间持续发育岩浆作用,其岩浆活动结束时间明显早于南羌塘、喜马拉雅和Sibumasu地体。后者的岩浆作用持续至440–430 Ma。酸性岩全岩锆饱和温度和锆石Hf同位素共同指示,拉萨地体在525–490 Ma出现显著幔源物质输入,这一时间明显不同于印度边缘地体的 500–480 Ma 和澳大利亚边缘地体的 480–455 Ma。此外,拉萨地体580–520 Ma基性岩均具有岛弧玄武岩特征,而同时期印度—澳大利亚边缘则发育洋岛玄武岩。上述差异表明,晚埃迪卡拉纪—早古生代拉萨地体与印度—澳大利亚边缘地体并未经历统一的构造—岩浆演化过程。
(2)拉萨地体晚埃迪卡拉纪—早古生代岩浆作用与伊朗—安纳托利亚地区具有高度相似性。二者均记录了595–485 Ma 的岩浆活动、520–485 Ma的幔源物质输入,以及以岛弧型基性岩为代表的岩浆组合。结合拉萨地体665–590 Ma变质事件与阿拉伯—努比亚地盾变质作用在时间的对应关系,以及碎屑锆石Eu异常和LREE/HREE演化特征,提出拉萨地体更可能位于冈瓦纳非洲边缘,而非印度—澳大利亚边缘。
(3)基于岩浆作用时限、岩石地球化学特征和沉积记录的综合约束,重建了拉萨地体与印度—澳大利亚边缘地体的构造—岩浆演化过程。拉萨地体在580–480 Ma期间经历了三阶段演化:580–525 Ma为低角度俯冲阶段;525–510 Ma发生板片回撤和软流圈上涌;510–480 Ma则进入微陆块增生和板片断离阶段。相比之下,印度—澳大利亚边缘地体记录了相对统一的两阶段构造—岩浆演化:550–520 Ma发育与Kuunga-Pinjarra碰撞后伸展相关的OIB型岩浆作用;500–420 Ma则发育与原特提斯俯冲相关的弧岩浆作用。
本研究从构造—岩浆演化角度系统探讨了拉萨地体的古地理归属,突破了以往主要依赖碎屑锆石物源对比来判别地体亲缘性的研究范式。研究提出,拉萨地体在晚埃迪卡拉纪—早古生代并非印度—澳大利亚边缘构造体系的一部分,而更可能沿冈瓦纳非洲边缘独立演化。该认识为重建冈瓦纳超大陆聚合过程、原特提斯域构造格局以及东亚地块拼贴过程提供了新的关键约束,并为理解显生宙锡矿床空间分布规律提供了新的古地理视角。

图1 东冈瓦纳北缘晚埃迪卡拉纪—早古生代已有古地理位置与构造演化模式
(A)亚洲主要克拉通与地体分布;(B)480 Ma东冈瓦纳北缘地体可能的古地理位置;(C–E)三种构造演化模型:碰撞后伸展模型、俯冲—增生模型和地幔柱模型。

图2 东冈瓦纳北缘地体、原特提斯以及Kuunga-Pinjarra造山带地质事件时空对比
(A)青藏高原现今构造格架;(B)拉萨、伊朗、安纳托利、印度与澳大利亚边缘地体以及Kuunga–Pinjarra造山带与原特提斯岩浆活动频率对比;(C)东冈瓦纳北缘地体、原特提斯及Kuunga-Pinjarra造山带岩浆、沉积和变质事件的时空对比。

图3 非洲边缘与印度—澳大利亚边缘地体酸性岩和基性岩特征指标的时间演化
(A-B)长英质岩石全岩锆饱和温度和锆石εHf(t)随时间的变化,指示拉萨、伊朗、安纳托利亚、印度和澳大利亚边缘地体在不同时期有地幔物质输入;(C-D)基性岩Gd/Yb和La/Sm比值随时间的变化,反映印度和澳大利亚边缘由碰撞后环境向汇聚边缘环境的转变,以及拉萨、伊朗、安纳托利亚在汇聚边缘背景下板片物质输入的持续增强。

图4 晚埃迪卡拉纪—早古生代东冈瓦纳北缘古地理位置与构造演化模式
(A)580–420 Ma东冈瓦纳北缘地体的古地理位置;(B)580–480 Ma拉萨地体在非洲边缘的构造演化;(C)550–420 Ma印度与澳大利亚边缘地体的构造演化。
该研究受到深地国家科技重大专项项目(2025ZD1008802)、国家自然科学基金重大研究计划重点项目(92162215)等联合资助,成果发表在国际权威期刊《Geology》:Zheng, M.J., Deng, J.*, Lu, Y.J., Xu, H.C., Wang, J.L., Wang, Y.J., Huang, X.Y., Miao, K., Sun, X.*, 2026, Independent evolution of Gondwana terranes along its northern margin during early Tethyan initiation. Geology.
原文链接:https://doi.org/10.1130/G54872.1