罗迪尼亚大陆的介绍？新元古代罗迪尼亚超大陆解体期（～Ma）

本文目录

• 罗迪尼亚大陆的介绍
• 新元古代罗迪尼亚超大陆解体期(～Ma)
• 泛大陆的罗迪尼亚
• 罗迪尼亚超大陆
• 罗迪尼亚大陆又是什么它存在于哪个时期
• 罗迪尼亚古陆的组成部分
• 罗迪尼亚超大陆的介绍
• 罗迪尼亚大陆的对古生物与生命影响

罗迪尼亚大陆的介绍

罗迪尼亚大陆（Rodinia，来自俄语родина，祖国）是古代地球曾经存在的超大陆。根据板块重构，罗迪尼亚大陆存在于新元古代（11.5亿到7亿年前）。相对于三亿年前的盘古大陆，对罗迪尼亚大陆的地球动力状态所知甚少。可以从古地磁所提供的线索得知个别板块在罗迪尼亚大陆时代的纬度，但当时所在的经度则要靠现已散布在世界各地的相似地质特征来推测。大约七亿年前成冰纪的时候，地球进入雪球地球状态，全球温度急遽下降。埃迪卡拉纪和寒武纪的生物快速演进一般认为是因为罗迪尼亚大陆的分裂引发。

新元古代罗迪尼亚超大陆解体期(～Ma)

1000Ma前全球性的格林威尔造山运动，形成全球性的罗迪尼亚超大陆。1000～800Ma扬子陆块为剥蚀作用期，无沉积建造地质记录。

一、早震旦世(800～680Ma)

罗迪尼亚超大陆的解体活动始于800Ma前的陆内裂谷作用的火山活动。早震旦世早期，苏雄组火山岩超覆于前震旦纪攀枝花杂岩之上。苏雄组厚3100m，火山岩同位素年龄为800±30Ma。这一时期在超大陆其他地方，也都爆发了火山活动。800Ma前发生的区域性构造-火山活动，在中国南方称作雪峰运动；在扬子陆块的西缘，把晋宁运动界线置于震旦纪澄江砂岩与中元古宙昆阳群(与会理群相当)之间的角度不整合面上。昆阳群形成的上限约1000Ma。在本区苏雄组火山岩年龄为800Ma，晋宁运动在攀西地区与上覆地层的间断有200Ma，这个不整合间断的时间实际上是中国南方武陵运动(1000Ma)和雪峰运动(800Ma)两个不整合面叠加的产物(任纪舜，2000)。

新元古代的地质演化中，早震旦世早期的火山作用和早震旦世晚期的冰川事件，均可以与各大陆上的新元古代地层对比。

二、晚震旦世(680～543Ma)

早震旦世末期，发生了澄江运动，攀西地区由陆地转入陆海环境，上下地层间为整合或平行不整合接触。从下至上沉积了把关河组、观音崖组和灯影组，为海相碎屑岩—碳酸盐岩建造序列。古环境为被动大陆边缘盆地的滨海、浅海相和碳酸盐岩台地相。上震旦统地层总厚2622m。

罗迪尼亚超大陆以地球上首次出现了动物这一重要事件而引起广泛关注，地学界对生物演化进行了深入探索，在三峡—甘洛—昆明一带的震旦纪地层苏雄(莲沱)组、列古六(南沱)组、把关河组、观音崖(陡山沱)组、灯影组及上段早寒武世地层麦地坪段等地层中，做了大量古生物学研究工作。丁莲芳(1980)对扬子陆块西缘震旦系微古化石进行了深入研究，划分出两个微古植物组合。第一组合产于下震旦统苏雄组、开建桥组、列古六组，有6属11种；第二组合产于上震旦统把关河组、观音崖组、灯影组，有26属75种。藻类化石有蓝藻、褐藻、似红藻等。攀西中部地区上震旦统地层中也有发现，可分出三个藻类化石组合，伊迪卡拉型软躯后生动物群已在三峡地区和陕南等地陡山沱组和灯影组一段中发现，攀西地区虽未采集到这类化石，但出露有相当的层位。

攀西地区保留了震旦纪完整的地质历史记录，早震旦世攀西地区经历了裂谷事件和冰川事件，发育一套厚3250m的陆相火山岩和冰水湖泊沉积物，并有微古植物化石。晚震旦世，转为陆表海，为滨海—浅海环境，初期以海绿石砂岩为其特征，陆源碎屑搬运距离短，碎屑物成熟度低，沉积的同时可能伴有基性岩脉顺层贯入，大陆边缘进入裂解时期。晚震旦世中期，沉积环境趋于稳定，由浅海转为陆棚环境，观音崖组沉积一套厚545m的细碎屑岩和碳酸盐岩相混积地层。在晚震旦世晚期(灯影期)，沉积古环境转为多岛的碳酸盐台地环境，其间攀西东部地区多有前震旦纪侵入岩、变质岩构成的水下高地，灯影灰岩直接超覆于这些结晶—褶皱基底岩石之上，造成灯影组在区内厚度变化大。这一时期，罗迪尼亚(Rodinia)超大陆完全解体(图1-3f)。在澳大利亚大陆，爆发了伊迪卡拉型软体动物群，在扬子大陆，也出现了蠕形动物。进入寒武纪，澳大利亚和扬子大陆上最早的软体动物，朝着各自的方向进化。

泛大陆的罗迪尼亚

罗迪尼亚泛大陆是由许多很古老的陆块漂移拼合在一起的。它的形成过程被称为格林维尔事件。后来，罗迪尼亚泛大陆又开始分裂，各个陆块四散漂移。到了大约5.7～5.5亿年前时，先后从罗迪尼亚泛大陆漂离出来并散布在南半球的陆块又陆续聚合成另一个大陆，叫做冈瓦纳古陆。它是由本21的南极大陆、非洲、南美洲、印度次大陆等单元构成的。冈瓦纳古陆的形成过程称为泛非事件。罗迪尼亚泛大陆的其余部分则叫做劳亚古陆，这是由加拿大地盾、格陵兰地盾、波罗的海地盾（包括科拉半岛）和西伯利亚地台（俄罗斯地台）组成的。巨大的冈瓦纳古陆当时大约位于南极点到南纬30之间。到1.5亿年前的时候，冈瓦纳古陆又分裂瓦解，其中的印度板块甚至远渡重洋，碰撞在古欧亚大陆上，形成喜马拉雅山脉和青藏高原。

罗迪尼亚超大陆

新元古代在整个地质历史中是一段十分重要而颇具特色的时期，除去众所周知的全球性广泛分布的冰川活动和艾迪卡拉动物群的出现外，超大陆的汇聚和裂解构成该时期的另一特色。中元古代末期和新元古代早期的造山运动使全球大地构造格局发生重大变化。由于碰撞作用使若干分离的大陆块汇聚成超大陆或联合大陆，汇聚后的超大陆在不同部位和不同时期又重新裂解成若干大陆块体。目前国际地学界关注的罗迪尼亚超大陆的形成和裂解使新元古代重大地质事件的研究再次成为热点。

McMenamin等（1990）首先提出新元古代“Rodinia”超大陆的概念，指出罗迪尼亚是一个10亿年前由大陆碰撞形成的全球性的超大陆。“罗迪尼亚”一词来源于俄语，原义为“祖国（motherland）”之意。赋予新元古代时期超大陆以“罗迪尼亚”一词，系指罗迪尼亚超大陆是显生宙所有大陆的“根”，而且罗迪尼亚超大陆的边缘（大陆架）是最早期动物诞生的摇篮。通过罗迪尼亚超大陆的研究，可能形成一种全新的地球动力学机制，同时罗迪尼亚超大陆的形成和裂解制约着元古宙及后期矿产的形成与分布。

许多著名的前寒武纪地质学家在SWEAT假说（美国西南部与东南极汇聚）（Moores，1991）的基础上，对罗迪尼亚超大陆的古地理再造做了大量的探索性研究，其中较有影响的成果之一当数Hoffman（1991）所建立的新元古代时期超大陆复原图。该成果被许多文献引用。在他建立的超大陆复原图中，发生了以劳伦大陆为中心的聚合，东冈瓦纳（澳大利亚、印度和东南极）与其相邻。西伯利亚位于劳伦大陆的一侧，而另一侧遥相对应的则是波罗的、非洲和南美地块群。上述早前寒武纪地块主要以格林威尔时期（1300～1000Ma）造山带为缝合标志。在Hoffman的罗迪尼亚全球构造复原图的基础上，Li Z.X.等（1995、1996）讨论了中国华北与华南在超大陆中的位置，分别将华北和华南置于西伯利亚的两侧，并认为宽坪运动和四堡运动在时代上与格林威尔运动大致相当。

当劳伦大陆与东南极和澳大利亚分裂以后，形成了古太平洋。这是罗迪尼亚破裂以后第一次最重大的地质事件，时间推断在720Ma左右（Unrug，1996）。罗迪尼亚的破裂是通过裂谷、沉降盆地（sag basin）、陆内活动带、被动大陆边缘和岩浆弧的形式实现的。该超大陆的破裂奠定了形成冈瓦纳大陆的基础，冈瓦纳大陆的汇聚大致在古生代初最终完成。在罗迪尼亚破裂至冈瓦纳的汇聚过程中，当劳伦大陆依然和西伯利亚、波罗的陆块与亚马孙和Rio de la Plata陆块结合在一起时，冈瓦纳大陆其他部分在新元古代末期形成了一个短寿的超大陆，称为Pannotia（Powell，1995）。

从1999年开始执行的IGCP-440“罗迪尼亚超大陆汇聚与裂解”研究项目，在全球300多位科学家的参与下已取得许多重要进展。除罗迪尼亚超大陆复原图尚在编制中外，其主要进展简述如下。

1.从SWEAT假设到AUSWES和AUSMEX假设

SWEAT系指北美西南部与东南极连接的一种假设，是20世纪90年代初重建罗迪尼亚超大陆的重要基础。到90年代后半期，有些学者提出，澳大利亚东部与美国西部中—新元古代地质特点具有更大的相似性。因此，对罗迪尼亚超大陆的结构进行了调整，认为AUSWES比SWEAT假设更合理。到21世纪初，Pisarevsky等（2003）根据古地磁资料认为，在超大陆中与东澳位置最接近的应是北美更南端的墨西哥，而不是美国。因此，提出AUSMEX假设代替了前两种假设。

值得注意的是，上述三种假设并不存在谁是谁非，或者最新提出的假设可以完全替代早期假设。在Pisarevsky等（2003）提出一幅全新的罗迪尼亚重建图时，Rogers等（2003）同时也提出了一幅简化的罗迪尼亚复原图，依然坚持了SWEAT假设，将东南极置于与劳伦西南相邻的位置（图8-4）。图8-5列出了其他几幅有代表性的罗迪尼亚复原图。

2.关于东冈瓦纳聚合时代的争论

在罗迪尼亚研究中，目前争论最大的是关于东冈瓦纳聚合的年代。东冈瓦纳是由印度、澳大利亚和东南极组成的大陆块体群。一部分学者坚持东冈瓦纳是通过与格林威尔同期造山作用“焊接”而成的，是罗迪尼亚的组成部分，其中Rogers等甚至认为东冈瓦纳是一个长寿大陆，是Ur古大陆块群演化的结果，直到联合大陆解体，组成东冈瓦纳的印度、澳大利亚和东南极才各自分离。然而另一部分学者则持有完全相反的观点，其依据有三方面：第一，精度较高的古地磁资料表明，在罗迪尼亚形成时，印度位于北半球高纬度区，不属超大陆的成员；第二，没有证据表明东南极分散的古老地质体在1000 Ma时已聚合，它们应是泛非运动的产物；第三，1000 Ma的地质事件属于热事件，虽然有大量深成侵入体的形成，但没有同期遭受变质作用的地质学和年代学证据，因此该时期的事件不具造山作用的性质，在东冈瓦纳陆块群内不存在与格林威尔相当的造山作用。东冈瓦纳直至600～550 Ma泛非期才聚合而成。

图8-4 Rogers于2003年发表的罗迪尼亚复原图

3.西伯利亚的位置

近年来至少有7种有关劳伦与西伯利亚连接的重建模式，其中比较重要的两种模式，分别是西伯利亚南部与劳伦北部相连及西伯利亚北部与劳伦北部相连的模式。

沿西伯利亚边缘发育的里菲层序及年代和古地磁资料表明，在罗迪尼亚时期西伯利亚边缘被大洋所包围。根据最近获得的地质和古地磁资料，西伯利亚可能是古元古代超大陆裂解后形成的几个克拉通聚合的产物，这次聚合包括西伯利亚和劳伦大陆，并成为罗迪尼亚的核心。西伯利亚缺少大规模格林威尔期碰撞的地质记录，支持西伯利亚南部与劳伦北部相连的模式。西伯利亚南部幔源超铁镁质杂岩可能与地幔柱有关，后来引起罗迪尼亚的破裂。新元古代早期大量的岩墙和岩床在西伯利亚克拉通东部（约1000Ma）和南部（740～780Ma）十分发育，后者可能与劳伦北部Franklinian岩浆事件有关。在此阶段沿南缘（Sayan—Baikal）发育的被动大陆边缘指示了新洋盆的打开。西伯利利约在700Ma完全脱离了罗迪尼亚超大陆。

4.华南陆块

在IGCP-440项目执行过程中，数十位中国地质学家参与了中国古大陆与全球构造的研究，并取得丰硕成果。根据地层学和事件地质学的资料，特别是新获得的大量U-Pb法同位素年龄资料表明，扬子克拉通和塔里木克拉通的新元古代地质历史具有极大的相似性，突出表现在热-构造事件的特征、序列和年代格架、克拉通化终结时间、南华系—震旦系地层层序、冰成岩层位及时代等诸多方面。根据这些相似性，作者等已撰文（陆松年等，2003c）提出中—新元古代扬子克拉通与塔里木克拉通相连或相邻的可能性。关于中国主要克拉通与罗迪尼亚超大陆的关系在第九章还要进一步讨论，这里着重介绍李正祥等在华南的研究成果。

华南陆块上保存着许多了解罗迪尼亚汇聚与裂解的关键性证据。最近的研究工作表明，在华夏陆块西南端的海南岛上存在约1430 Ma的花岗岩及1300～1000 Ma期间的角闪岩相变质作用。在扬子克拉通北缘和南缘同样也存在约1000 Ma的花岗质岩体和具有相似年龄的可能来源于华夏古陆的碎屑岩。这表明，在四堡造山带西部华夏古陆与扬子克拉通的碰撞可能集中在1000 Ma左右。然而，沿着扬子克拉通东南边缘约970 Ma的埃达克质花岗岩的存在表明在这一时期俯冲作用仍然继续进行。在大陆的增生/碰撞过程中，在扬子克拉通北缘和东南缘900 Ma的弧火山作用可能使得更为年轻的火山岩生成。进一步的研究还表明，华南新元古代裂解历史与澳大利亚东部几乎一致，在罗迪尼亚超大陆中，华南置于劳伦南部与东澳大利亚之间是可能的。如果确是这样，那么则表明罗迪尼亚超大陆的主要块体直到1000 Ma以后，甚至是900 Ma才会聚到一起。这在地质上可以解释关于各种东澳大利亚-南极-劳伦连接假设的某些误差。当然，其他的一些重建模式，比如华南邻近印度和西澳大利亚也是可以接受的。当前古地磁数据对这些重建模式都是支持的。罗迪尼亚裂解时期，在罗迪尼亚中部和西部，有大量相同时代的非造山岩浆作用。这种岩浆作用持续了约100Ma，但主要集中在两个时期：第一期约在830～795 Ma；另一期约在780～745 Ma。在这两个时期都有地幔柱成因的镁铁质岩石产生（如在西劳伦、华南、澳大利亚和南非等地），前裂谷时期开始阶段的裂解可能与岩石圈伸展和减薄所造成的减压熔融作用无关。有理由推断，约在830Ma时期，罗迪尼亚超大陆之下存在一个超级地幔柱，并引发相应的深源岩浆作用；到820Ma左右，在罗迪尼亚超大陆内部出现裂解，并最终导致在斯图尔特（Sturtian）冰川作用期间罗迪尼亚超大陆的完全破裂。

图8-5 罗迪尼亚超大陆复原图

罗迪尼亚大陆又是什么它存在于哪个时期

地球的冰期覆盖了世界的大部分地区，这些地区的气候非常寒冷；海洋中有大量的冰，厚厚的冰凝结在地面上。同时，由于冰中储存了更多的水，所以海平面到处都较低。冰河时期可以持续100多万年。地球形成时有11个冰河期。最后一次冰河时代被称为大冰期，地球上大约三分之一的土地被240米厚的冰覆盖。

冰河时期，在欧洲、北亚、北美，很多地方都被冰雪覆盖，现在的冰帽和冰层都是当时留下的。冰的运动改变了土地。冰层把大块的岩石刮掉，刮掉的石屑堆积在冰层边缘，称为冰碛。当气候变暖时，冰雪融化，冰层范围缩小，冰碛停留在地面，被冰层融化流下的水带到其他地方。许多新的湖泊和新的水道是由曾经被冰覆盖的山脉和圆盘形成的。

冰河时期气温下降，改变了地球的植物相和生存环境，许多生物面临灭绝和被迫迁徙。只有适应环境的物种才能生存。前提是人类活动在此期间对地球没有严重影响！

关于大冰期的成因有各种各样的解释，但很多研究者认为可能与太阳系在银河系的运行周期有关。有人认为太阳运行到银心附近光度最小，使行星变冷，形成地球上的大冰期；有人认为银河系的物质分布是不均匀的，当太阳经过星际物质密度高的区域时，降低了太阳的辐射能量，在地球上形成了大冰期。

在地质历史上，地球经历了四个温度持续下降的时期，地理学家称之为“冰期”，还没有关于冰河时代的成因的理论，也有学者认为可能与地球自转时地轴周期性倾角的变化导致日照量减少有关。冰河时代的发生在自然科学中仍然是个谜。虽然科学家们已经相当确定地球绕太阳的轨道及其旋转轴的变化与冰河时期密切相关，但这些变化不会改变太阳的入射能量，而只会改变入射太阳光的分布，反而会引起地球气候的巨大变化，这让科学家们十分困惑。

罗迪尼亚古陆的组成部分

罗迪尼亚泛大陆的其余部分则叫做劳亚古陆，这是由加拿大地盾、格陵兰地盾、波罗的地盾（包括科拉半岛）和西伯利亚地台（俄罗斯地台）组成的。巨大的冈瓦纳古陆当时大约位于南极点到南纬30之间。到1.5亿年前的时候，冈瓦纳古陆又分裂瓦解，其中的印度板块甚至远渡重洋，碰撞在古欧亚大陆上，形成喜马拉雅山脉和青藏高原。全球六大板块1968年，法国地质学家勒皮顺把地球的岩石层划分为六个大板块，即太平洋板块、亚欧板块、美洲板块、印度洋板块、非洲板块和南极洲板块。其中，除了太平洋板块全部侵没在海洋底部外，其他五个板块上，既有大陆也有海洋。随着研究的深入，有人在这些大板块中又分出一些较小的板块，例如，把美洲板块分为北美洲板块和南美洲板块；从太平洋板块中分出东太平洋板块；从亚欧板块中分出以中国大陆为主体的东亚板块等等。所有这些板块，都漂浮在具有流动性的地幔软流层之上。

罗迪尼亚超大陆的介绍

罗迪尼亚超大陆（Rodinia）是一个13亿～10亿年通过格林威尔造山运动生成、800～600百万年裂解的新元古代超大陆，麦克梅纳明（McMenamin，1990年）提出，原意为俄文中的祖国。按哈夫曼（Hoffman，1991年）和戴尔齐尔（Dalziel，1992年）20世纪90年代早期的再造，它以劳伦大陆为中心，东冈瓦纳大陆位于一侧，西伯利亚、波罗的地盾、巴西地盾和西非克拉通位于另一侧。卡拉哈里和刚果克拉通则分散在当时的莫桑比克洋中。90年代中叶有人根据中国扬子、塔里木地台、澳大利亚以及加拿大西部元古宙裂谷系地层的对比，提出扬子地台当时位于劳伦大陆西侧澳大利亚与西伯利亚陆块之间。21世纪有人根据新的古地磁资料将澳大利亚大陆移至低纬度。

罗迪尼亚大陆的对古生物与生命影响

不像后来的超大陆，罗迪尼亚大陆是个荒地。因为当时臭氧层尚未形成，过于强烈的紫外线使陆地不适合生命生存。尽管如此，罗迪尼亚大陆对于海洋生物的影响相当明显。在成冰纪，全地球经历了大规模的冰河时期，平均温度至少相当于现在最冷气温。罗迪尼亚大陆可能被冰河或南极冰帽覆盖。低温可能使大陆分裂的效应增强。地壳底下的地热能到达一定峰值后大陆就会开始分裂。由于温度较高的岩石密度较小，将会被抬升至相对于周遭岩石较高的高度。这些较高的区域温度较低，使冰不融化，也许可以解释埃迪卡拉纪的许多冰川。路地分裂造成新的海洋，海底扩张开始，产生温度较高，密度较低的海洋地壳。因为密度较低的关系，这些温度较高的地壳不会沉入温度较低，密度较高的地壳，而是向上抬升造成海平面上升，形成许多浅海。因为海洋面积增加，蒸发量增加造成降雨量增加，加快**岩石的风化。 18O:16O 的同位素比例资料输入电脑模型，显示因为喷出岩的快速风化，增加降雨量使温室效应减弱，造成雪球地球。增加的火山活动使海洋的环境增加了许多生物的养分，在早期生命演化扮演重要角色。