新元古代-早古生代是地球演化巨变的重要时期，Rodinia 超大陆的广泛裂谷活动和造山作用导致了新的洋盆打开和古老洋盆的关闭，形成了Gondwana巨大陆。该时期独特的全球构造作用导致了岩石圈、海洋、大气与环境的急剧变化和早期生命的出现，孕育了现今宜居地球的雏形。因此，研究新元古代-早古生代地质历史对认识地球古板块迁移历史、大陆地壳演化、地球内核的形成、生命起源和预测环境变化具有重要意义。

在Rodinia – Gondwana转换过程中，大洋关闭存在introversion（内向）, extroversion （外向）or orthoversion（正交）等不同构造模型。这些争议主要与莫桑比克洋 （Mozambique Ocean）的闭合、陆块之间由泛非造山事件形成的东非造山带的动力学过程有关。近年来，在我国塔里木克拉通和拉萨地块发现了南半球泛非造山事件的记录（Ge et al., 2016; Zhang et al., 2012）。但是，前人根据古地磁数据，多将塔里木克拉通置于北半球，这种地质记录和古地磁数据认识上的不一致是目前新元古代-早古生代构造古地理重建的困惑之一。

西北大学王超研究员与首都师范大学景先庆博士、佛罗里达大学 Joseph Meert教授合作，通过系统分析现有的地质学和古地磁数据，重新梳理了东非造山带的规模和造山过程，重建了莫桑比克洋演化过程和Rodinia – Gondwana转换的orthoversion模型。

研究人员发现，在约900Ma，如果采用与传统极性解释相反的古地磁极，则可以将塔里木克拉通古地理位置放于南半球，该构造位置可以与Tarim南缘-Congo-São Francisco, West Africa and the Lhasa block形成的大陆裂解事件吻合，从而认为约900Ma 时， Lhasa, India, South China and Tarim（LIST）位于南半球，提出了Rodinia重建的LIST模型（图1a和2）。

进一步通过岩浆、变质作用和地质年代学事件分析，在900-650 Ma，研究人员发现不同地体之间的拼合，在塔里木克拉通北缘与阿拉伯-努比亚地体（ANS: The Arabian–Nubian Shield）、莫桑比克构造带、马达加斯加和拉萨地体等地区形成了一条超级俯冲增生造山带（图2），构成了一个超级地体TAL地体（TAL: Tarim–Azania–Afif–Abas–Lhasa terranes/blocks）。

基于ANS地体俯冲带在720 Ma左右发生N–S向E–W向的转换的地质记录（Collines et al., 2021）和古地磁真极移曲线约束，研究人员将莫桑比克洋划分为西莫桑比克洋和东莫桑比克洋。在720 Ma之前，沿东莫桑比克洋TAL超级地体边缘发育N-S向的环Rodinia俯冲带，在约720 Ma，TAL超级地体边缘的俯冲带经历从N–S向E–W向的转换，导致西莫桑比克洋的关闭和东莫桑比克洋的扩展；在635 Ma之后，华南-印度陆块的南向拼合导致了东莫桑比克洋的关闭（图1 b-d）。揭示了莫桑比克洋的关闭及发育均位于Rodinia超大陆中心约90 º范围的地幔下沉带上（图1中黄色和棕色大圆弧指示区域），反映了从Rodinia到Gondwana转变的orthoversion演化过程。

该成果也说明Gondwana 巨大陆向Pangea 超大陆转换过程中的Rheic, Iapetus and Tethys等较年轻的大洋的闭合过程，也具有正交演化的特征。该新的Rodinia-Gondwana演化构造古地理重建模型将对未来新的全板块重建和地幔流动模型的板块边界提供新参考。

相关成果发表在Nature 旗下研究期刊Communications Earth & Environment。西北大学王超研究员为论文第一作者和通讯作者，景先庆博士为共同通讯作者， Joseph Meert教授为共同作者。该项工作得到国家自然科学基金项目（42272054, 42002208,42030307）和科技部大陆动力学国家重点实验室联合资助。

文章信息： Wang, C., Jing, Xq. & Meert, J.G. Neoproterozoic reorganization of the Circum- Mozambique orogens and growth of megacontinent Gondwana. Commun Earth Environ 4, 216 (2023). https://doi.org/10.1038/s43247-023-00883-6

原文链接：https://www.nature.com/articles/s43247-023-00883-6#citeas

参考文献：

Ge, R. et al. Neoproterozoic to Paleozoic long-lived accretionary orogeny in the northern Tarim Craton. Tectonics 33, 302–329 (2014).

Zhang, Z.M. et al. The making of Gondwana: Discovery of 650 Ma HP granulites from the North Lhasa, Tibet. Precambrian Res. 212-213, 107–116 (2012).

Collins, A. S. et al. Closure of the Proterozoic Mozambique Ocean was instigated by a late Tonian plate reorganization event. Commun. Earth Environ. 2, 75 (2021). 

图1 新元古代构造古地理重建图

Aff, Afif-Abas, Az, Azania, ANS, Arabian–Nubian Shield, S. China, South China. Orange and brown curves are fixed true polar wander trajectories (great-circles) between 810–790 Ma and 615–570 Ma for South China (orange) and West Africa (brown).

图2 东非造山带岩浆-变质事件序列

Cam, Cambrian; ANS, Arabian–Nubian Shield; MB, Mozambique belt; NM, Northern Madagascar; CM, central Madagascar; SM, Southern Madagascar; MNIS, Malani–Nagar igneous rocks; ADMB, Aravalli-Delhi mobile belt. EAO, East African Orogen; MO, Malagasy Orogen.