《Earth-Science Reviews》：Reconstruction of paleozoic microplates and the Tethys Ocean in East Asia
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东亚古生代构造演化研究中，通过整合古磁学、古生物学和构造-岩浆记录，揭示了华北、塔里木、阿拉善等板块在早古生代位于冈瓦纳与劳伦西亚间的海洋域，并形成由北秦岭、中央祁连等微板块构成的连续构造系统，440Ma时与柴达木、塔里木及华北板块碰撞形成S形造山带，随后与冈瓦纳结合并在390Ma分离伴随古特提斯洋开裂。
刘秋玲|李三忠|曹宪志|王红达|邓定山|王鹏程|周在正
中国海洋大学海洋地球科学学院，教育部深海多圈层与地球系统前沿科学中心，海底地球科学与勘探技术重点实验室，青岛，中国
摘要
重建东亚古生代的构造框架对于理解深时地球系统的演化至关重要。然而，现有的重建结果存在显著差异，并且遗漏了许多保存关键地质记录的微板块。本研究整合了古地磁、古生物学和构造-岩浆学证据，以重建东亚的古生代构造演化。我们的模型显示，在早古生代，华北板块、塔里木板块和阿尔xa板块紧密相邻，并在冈瓦纳大陆和劳伦西亚大陆之间的海洋域内漂移。整个时期，华南板块始终与澳大利亚板块相邻。一系列微板块，包括北秦岭微板块、中央祁连微板块、中央阿尔金微板块、奥龙布拉克微板块、东昆仑微板块和西昆仑微板块，相互连接形成了一个位于冈瓦纳大陆北部的构造连续体。这些微板块在约4.4亿年前与柴达木板块、塔里木板块和华北板块碰撞，形成了一个S形造山带，该造山带在约4亿年前又附着在冈瓦纳大陆的北部边缘。随后，这些东亚（微）板块在约3.9亿年前从冈瓦纳大陆分离出来，并开始向北漂移，同时古特提斯洋开始扩张。我们的新重建基于大量的地质数据，为分析东亚的古生代地表和地球动力学演化提供了更为精细的框架。
引言
东亚由复杂的构造单元组成（图2），其演化历史漫长而复杂，这使得其古生代的重建尤为具有挑战性。近年来，在揭示这一历史方面取得了显著进展。Cocks和Torsvik（2013）提出了基于古地磁数据和地质数据的十一个时间点的古生代重建结果（图1a），同时考虑了大型火成岩区和金伯利岩的存在以更精确地确定古经度。随后，基于古地磁数据的大陆重建也被提出（图1b；Huang等人，2018）。地质研究进一步加深了人们对古生代东亚主要板块碰撞和裂解过程的理解（图1c；Dong等人，2021）。Zhao等人（2018）全面概述了从罗迪尼亚大陆解体到泛古陆形成期间东亚板块的构造演化过程。针对早古生代（图1d；Domeier，2018）和晚古生代（Young等人，2019），也开发了包括板块边界在内的全板块构造重建模型。Merdith等人（2021）将这些全板块模型整合成从10亿年前至今的全球全板块重建。
尽管取得了这些进展，东亚板块的古生代重建结果仍存在较大差异。在寒武纪，华北板块的位置被不同的研究认为是澳大利亚的北部或西北部边缘（Metcalfe，2011；Metcalfe，2006）、印度北部边缘（McKenzie等人，2011），或者位于冈瓦纳大陆西侧的开放海域（Cocks和Torsvik，2013；Domeier，2018；Huang等人，2018；Li等人，2018a）。同样，华南板块在这一时期也被重建为与澳大利亚相邻（Torsvik和Cocks，2009）或靠近印度北部（Allen，2007；Torsvik和Cocks，2009）。塔里木板块的位置也有不同的说法，有的认为它位于冈瓦纳大陆的北部边缘（Collins，2003），有的则认为它是一个在冈瓦纳大陆和西伯利亚之间漂移的独立实体（Zhong等人，2023）。这些不一致之处部分是由于古地磁数据不足所致，这突显了整合地质证据以完善重建的重要性。许多保存重要地质信息的微板块（如西昆仑微板块和奥龙布拉克微板块）在大多数先前的全球板块模型中未能得到充分体现（Domeier和Torsvik，2014；Merdith等人，2021；Young等人，2019）。最近的地质研究（Li等人，2018a）综合了地质数据，系统地分析了东亚板块和微板块的演化过程以及原特提斯洋的形成。然而，将这些见解纳入连续板块重建的工作仍然有限。在本研究中，我们整合了古地磁数据和地质数据，并利用GPlates软件开发了东亚的新全板块古生代重建模型（Cao等人，2024）。
东亚主要古生代板块
我们的研究区域包括四个主要板块：华北板块、塔里木板块、华南板块和印度支那板块。华北板块北侧以索隆克尔缝合带为界，西侧以贺兰山断层为界，南侧以中原造山带为界（图2；Li等人，2011；Li等人，2022；Wu等人，2024a；Zhao等人，2015）。该板块暴露了太古宙至古元古代的变质基底，其上不整合地覆盖着中元古代至奥陶纪的地层（Kusky等人，2001；Zhao等人，2001）。
方法
我们的新东亚构造模型基于Merdith等人（2021）的全球板块模型，并使用了GPlates软件（Müller等人，2018）。我们通过整合汇编的古地磁数据和地质数据，修订了东亚主要板块及其微板块的演化历史以及相关的板块边界。调整了东亚地块的运动历史，以使其与古地磁极点和地质约束更为一致，之后确定了连续的板块边界。
东亚板块和原特提斯洋的早古生代演化
在寒武纪，大陆主要分为两个大的集群：劳伦西亚大陆、西伯利亚大陆和波罗的地大陆靠近赤道分布，而冈瓦纳大陆的大部分已经聚合，从南极地区延伸到赤道，一些微板块分布在其边缘。冈瓦纳大陆的西侧与西伯利亚-波罗地大陆之间存在一个海洋域，华北板块和塔里木板块作为独立的地块位于其中。
结论
本研究整合了地质和古地磁数据，提出了一个新的东亚古生代板块重建模型。我们的模型显示，在早古生代，华北板块、塔里木板块和阿尔xa板块彼此相邻，位于一个海洋域内，古亚洲洋位于它们与波罗的地大陆之间，而原特提斯洋位于它们与冈瓦纳大陆之间。一系列微板块，包括北秦岭微板块、中央祁连微板块、奥龙布拉克微板块等，也参与了这一演化过程。
CRediT作者贡献声明
刘秋玲：研究、数据可视化、初稿撰写。李三忠：概念构思、资金获取、研究、初稿撰写、审稿与编辑。曹宪志：方法论设计、研究、数据可视化、初稿撰写、审稿与编辑。王红达：数据可视化。邓定山：数据可视化。周在正：审稿与编辑。
未引用的参考文献
Choi等人，2003
Fu等人，2022b
Lin等人，1985b
Liu等人，2016b
Popov等人，2009
Wu等人，2024b
Zhang等人，2025b
Zhang等人，2024
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究的资金支持来自
国家自然科学基金（42121005、92358302、42576062）、
中央高校基本科研业务费（202172003）、
国家重点研发计划（2022YFF0800401）以及
山东省优秀青年科学基金（2023HWYQ-065）。大部分图表使用GMT软件（
https://www.generic-mapping-tools.org/）制作。
