中生代是潘吉亞超大陸裂解到亞洲大陸形成的關鍵時期,隨著晚古生代中亞造山帶的演化,華北、蒙古、塔裡木等塊體拼合形成現今亞洲大陸的雛形,可稱之為原亞洲大陸(Proto-Asia)。早中生代原亞洲大陸與北部西伯利亞板塊以蒙古-鄂霍茨克洋相隔,與南部華南、羌塘等塊體以古特提斯洋分開。因此,準確確定原亞洲大陸位置對整個東亞中生代古地理重建有重要影響。
華北克拉通作為原亞洲大陸的核心塊體,中生代盆地以紅色碎屑沉積為主。早期古地磁研究較少考慮沉積壓實作用產生的磁傾角淺化帶來的影響,或直接以經驗值(傾角淺化因子f=0.6)對傾角淺化進行校正,從而導致華北板塊的古緯度偏低和古地磁極的偏差,並進一步影響區域構造解釋及古地理重建。此外,華北克拉通中生代經歷多期次構造事件影響,來自不同方向的應力使華北克拉通內部發育多個後期大型走滑斷裂(圖1),這些走滑斷裂是否會影響華北克拉通的整體性,需進行針對性研究。前人報導的中生代早期古地磁結果集中於華北克拉通西部,缺乏對東部的研究,因而,無法通過東西部古地磁數據對比來判斷華北克拉通內部走滑斷裂的影響程度。
針對上述問題,中國科學院地質與地球物理研究所巖石圈演化國家重點實驗室副研究員趙盼與德國圖賓根大學教授Erwin Appel、北京大學教授徐備合作,選取華北北緣中生代承德盆地早三疊世紅色砂巖,開展古地磁研究,以期確定中生代盆地的傾角淺化程度,並討論東亞各塊體早中生代古地理格局。研究表明,承德盆地早三疊世紅色砂巖存在顯著磁傾角淺化,採用E/I方法,獲得淺化因子f=0.48;對比顯示,華北克拉通東部和西部古地磁結果一致(圖2),華北克拉通整體性未受後期構造運動,尤其是走滑斷裂的影響;華北克拉通與西伯利亞和華南在早三疊世存在大角度磁偏角差(分別為72.9°±5.8°和88.0°±5.6°,圖2),西伯利亞和華南相對華北克拉通的順時針旋轉導致了蒙古-鄂霍茨克洋和古特提斯洋的最終閉合。綜合東亞各地塊古地磁數據,研究人員重建了東亞各塊體早三疊世古地理格局(圖3)。
相關研究成果以An inclination-shallowing-corrected Early Triassic paleomagnetic pole for the North China Craton: Implication for the Mesozoic Geography of Proto-Asia為題,發表在Journal of Geophysical Research: Solid Earth上。
論文連結
圖1.華北克拉通構造和中生代沉積盆地分布簡圖(修改自Meng et al. 2019)。星號代表前人研究取樣點
圖2.華北、華南和西伯利亞克拉通早三疊世古地磁極對比圖
圖3.早三疊世古地理重建圖。華北克拉通(NCC),華南克拉通(SCC),西伯利亞板塊(SIB),蒙古板塊(MOB),塔裡木克拉通(TA),柴達木板塊(QA),伊犁板塊(YI),準噶爾板塊(JG),東歐克拉通(EU),哈薩克斯坦板塊(KAZ),北美板塊(NA),南美板塊(SA),非洲板塊(AF),印度板塊(IN),南極洲板塊(AN),澳大利亞板塊(AU),阿拉伯板塊(AR),伊朗板塊(IR),羌塘板塊(QT),印支板塊(IC),拉薩板塊(LH)