近日，我校全球大地构造中心主任Timothy Kusky教授带领的课题组在国际重要学术期刊自然通讯《Nature Communications》发表论文“Alpine-style nappes thrust over ancient North China continental margin demonstrate large Archean horizontal plate motions （阿尔卑斯式推覆体逆冲至古老华北陆缘证实太古宙大型水平板块运动）”。 论文第一作者为地球科学学院博士生钟亚婷，共同通讯作者为地质过程与矿产资源国家重点实验室、地球科学学院和教育部长江三峡库区地质灾害研究中心的Timothy Kusky和王璐教授。

地球早期地质记录中因缺乏大规模板块汇聚、俯冲和碰撞的明确证据，导致前寒武纪（>5.42亿年）是否存在类似现代的板块构造充满热议，是国际固体地球科学热点前沿和难题之一。蛇绿岩、构造（蛇绿）混杂岩、双变质带、俯冲起始岩浆和相关水平推覆构造等是水平板块构造的产物和直接判别标志。Timothy Kusky教授带领的研究小组，在过去20年里，在华北克拉通中部造山带东缘识别出一系列25亿年蛇绿岩、构造（蛇绿）混杂岩、双变质带，从而确定一条近南北纵向延伸1600余公里的弧陆碰撞增生型造山带。本研究在其基础上，在这一构造带内新近发现和报道至少在25亿年前就形成的阿尔卑斯式近水平褶皱/逆冲推覆体；论证了在27-25亿年前这段时间，板块横向构造位移使至少3560 km宽的洋壳发生俯冲消减，直到~25亿年前发生弧陆碰撞实现板块边界的拼合，为地球早期（太古宙）存在水平板块构造提供直接证据。

我国华北邢台地区出露的这套太古宙-阿尔卑斯型近水平褶皱/逆冲推覆体中保留了苦橄岩-玻安岩和岛弧拉斑玄武岩（2698 ± 30百万年），不仅前者逆冲于后者之上，而且两者依次作为外来岩体（Allochthon）就位于太古宙被动大陆边缘的沉积序列上（见图1）。苦橄岩-玻安岩和岛弧拉斑玄武岩的年龄为俯冲起始提供年龄下限；推覆体在2520百万年前就位于被动大陆边缘，标志板块的汇聚-碰撞和俯冲结束。这一结果表明早期地球俯冲带和洋壳的生命周期可达1.78亿年，若以2厘米/年的板块运动保守速率估算，将有至少3560公里的洋壳横向往俯冲带输送并俯冲消亡，这一认识为太古宙存在板块构造提供了最直接和正面的证据。

图1. 太古宙-阿尔卑斯型近水平褶皱/逆冲推覆体大比例尺实测剖面图（1：666）

本研究共同作者包括加拿大温莎大学 Ali Polat 教授、我校地球科学学院王军鹏副教授、邓浩副教授、我校地质过程与矿产资源国家重点实验室直博生彭雅莹，地球科学学院硕士生王传海和本科毕业生刘轩宇及栾志康。该研究得到国家自然科学基金、科技部专项基金等项目联合资助。

论文信息：

Yating Zhong, Timothy Kusky*, Lu Wang*, Ali Polat, Xuanyu Liu, Yaying Peng, Zhikang Luan, Chuanhai Wang, Junpeng Wang, Hao Deng. Alpine-style nappes thrust over ancient North China continental margin demonstrate large Archean horizontal plate motions, Nature Communications, DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-021-26474-7

论文链接: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0012821X21005057