华北及扬子克拉通中元古代年代地层格架厘定及相关问题探讨

在系统分析近年华北和扬子克拉通典型地区中元古代(GTS2012,1 780～850 Ma)年代地层学进展基础上,详细厘定了其地层格架.确认华北克拉通中元古代早期地层(约1 780～约1 350 Ma)发育始于豫陕晋交界地区,其后沿“华北中部造山带”(TNCO:Trans-North China Orogen)再逐渐扩展到燕山及附近地区,但随后则普遍缺失了中期(约1 350～约1 100 Ma)纪录.其晚期沉积(＜1 100 Ma)见于胶辽徐淮、豫西南及燕山等地区.扬子克拉通的川滇交界地区出露有中元古代早期(约1 750～约1 450 Ma)及晚期(＜1 100 Ma)地层,中期沉积(约1 400～约1 150 Ma)主要见于神农架地区.华北与扬子两地的地层纪录具有良好的互补性,并有效涵盖了整个GTS2012全球地质年表所建议之“中元古代”(1 780～850 Ma).这一新格架蕴含多方面重要命题:(1)地层学方面.在未来GTS2012中元古界内部“系”级单位再划分研究中,中国学者通过在上述两地对应地层序列中识别此间全球大火成岩省LIPs-地幔柱事件的沉积响应,可望从地球系统科学角度全面参与新建议各系底界的“金钉子”工作,并做出独特贡献.(2)早期真核生物演化及生物古地理方面.基于当前格架可以确认,山西永济汝阳群北大尖组以Tappania为代表的具刺大型疑源类生物群的时代应约为1 650 Ma,为目前全球真核生物遗存最早出现层位,同时不排除华北南缘有可能是此类生物的起源区.结合其时空分布或可进一步推测,至少在约1 650～约1 450 Ma阶段,即哥伦比亚超大陆向罗迪尼亚超大陆过渡阶段,华北克拉通应与印度、澳大利亚、北美、西伯利亚等古陆互为近邻.(3)沉积-大地构造演化方面.中元古代华北及扬子克拉通均表现出“三段式”沉积过程,其沉降-隆起区均发生过“跷跷板”式转换,包括“晋宁运动”在内的关键时间节点均存在较好的对应性,表明该阶段两者很可能处于同一板块构造应力场之内.结合约1.38 Ga燕山地区下马岭组合钾质斑脱岩黑色岩系所代表的前陆盆地性质、约1.1 Ga以后华北与扬子沉积发展同步性并含Chuaria等宏观藻类,以及华北东部该阶段富合格林维尔期碎屑锆石等特征,推测最晚应于约1.1 Ga前后,华北东部可能已与扬子-华夏、锡林浩特-蒙古微地块等相互拼合并形成格林维尔造山带.借此与北美、澳大利亚、波罗的等古陆相链接,共同见证了罗迪尼亚超大陆的最终聚合与初始裂解.