在地球绵长的前史中，

板块运动扮演着重要的人物（图1），

刻画了咱们了解的国际。

白云苍狗，山河变幻，

正是板块运动带来的绚丽现象。

板块运动是指岩石圈分裂成许多巨大块体-板块，它们驮在软流圈上做大规划水平运动，致使相邻板块彼此作用，板块边际便成为地质活动激烈地带，构成青藏高原的隆升，出现环太平洋火山地震带等现象。

图1 板块运动示意图（改自维基百科）

地质前史时期，地球上并非像今日这样出现七大洲四大洋的地舆格式（图2），跟着板块运动的产生，会有新的块体的产生，也会有老的块体的消亡，不同块体地址的方位及其形状也在产生着改变。

图2 如今国际板块简图（源自网络）

下图展现了3.7亿年以来地球古地舆格式的演化。伴跟着大西洋的翻开;古特提斯洋、特提斯洋以及新特提斯洋的闭合;南、北美洲逐步与非洲分隔;不断有新的块体从南部的冈瓦纳大陆裂解并向北拼接到亚洲南部等事情，构成了如今的地舆格架（图3）。

图3 3.7亿年以来古地舆格式演化（Scotese et al., 2019）

而咱们探究地球上各地块运动前史的进程，被称为古地舆重建。地块是古地舆重建的根本目标，就像地舆学中的省份相同。但不同于地舆省份区分的“山川形便”准则，地块的区分首要是根据一些显着不同的地质特征来区分，包含两地块间的地壳物质组成、岩石结构组合以及地球物理和地球化学性质等。而之所以有这样的不同，首要仍是由于各块体的结构前史不同，就比方两个人之间的差异，一方面是先天的差异，年纪、性别等，另一方面是后天环境带来的差异，饮食状况、生活环境等。

我国结构单元由华南、华北及塔里木三个首要陆块及其他地体和周围的造山系构成(图4)。其间，华南陆块触及长江中下游区域，包含广西、贵州、四川、江苏、江西、重庆、湖南及湖北这几个省份（直辖市）；华北陆块触及黄河流域区域，包含内蒙古、河南、河北、山东、陕西、山西、北京及辽宁几个省份（直辖市）；塔里木陆块坐落我国西北部，包含新疆维吾尔自治区。

图4 我国结构单元区分简图（熊盛青等，2018）

用来进行古地舆重建的办法有许多，其间古地磁学是直观且半定量古地舆重建的办法，其可以凭借岩石中所记载的地质前史时期的地球磁场，来核算各地块在地球上的方位，因而该办法所取得的成果通常会取得咱们广泛认可。

01

古地磁学怎样进行古地舆重建呢？

古地磁研讨根据一个根本假定，即地球磁场是一个轴心偶极子场（图5），就像是把一个巨大的长条形磁铁放在地球中心，而且与地球的旋转轴有一个较小的夹角，因而也就有了地舆南、北极和地磁南、北极。岩石在构成的进程中，会记载其时其地址地的地磁场信息（磁倾角，磁偏角；在试验室测得），再结合所采样品现在的经纬度，即可核算出地磁北极的经纬度（称其为古地磁极）以及采样点的古纬度（样品构成时期的相关于古地磁极的纬度）。

一方面，咱们可以用古地磁极随时刻的改变来得到咱们想要的信息：同一时期，古地磁极方位是确认的，只要一个古地磁极。也就是说，咱们对所取得同一时期不同地址的样品进行试验后，所测得的古地磁极方位应该是重合的，比方，现在咱们在不同当地测得的磁极方位应该都在现代地磁北极的方位。可是，咱们会看到两个不同地块同一时期的古地磁极往往是不重合的，这是由于不同地块还产生了相对运动，假使咱们将两板块之间的相对运动恢复回去，那么所得到的两个古地磁极就可以从头重合。同一地址不同时期的岩石样品所得到的古地磁极，按时刻次序的连线，得到的轨道在古地磁学中被称为视极移曲线（图6）。通过比照两个板块的视极移曲线，咱们可以推演两板块间的相对运动特征，当两个块体的视极移曲线产生重合，就标明这两个块体合并在了一同，同理，当两个块体的视极移曲线产生别离，则标明两陆块的裂解。

另一方面，咱们也可以通过采样点古纬度以及磁偏角（样品剩磁在水平面上投影与北方向的夹角）随时刻的改变，来得到块体的运动特征（图7），古纬度是向北仍是向南，旋转方向是顺时针仍是逆时针，磁偏角旋转了多少度。咱们也可以用纬度的改变量除以所用时刻，来得到块体的运动速率（图8）。

图5 地磁轴心偶极子场示意图（修改自网络）

02

我国首要块体在古生代的方位是怎样改变的？

近半个世纪以来，通过中外学者艰苦卓绝的尽力，在我国大陆上积累了很多的古地磁数据，为我国大陆各首要块体的来源、结构演化和磕碰拼合进程等供给了准确直观的限制。古地磁学者通过一些判别数据牢靠与否的规范，对华南、华北及塔里木地块古生代（5.41亿年-2.52亿年）古地磁数据进行了剖析和挑选，选取牢靠的数据来对我国大陆的构成和演化展开研讨。

华北块体在寒武纪（地质代号Є）和早奥陶世（地质代号O1）（5.41亿年-4.82亿年）期间，从北纬7°移动到赤道邻近产生了细微的逆时针旋转。自早奥陶世（地质代号O1）到二叠纪（地质代号P）（4.82亿年-2.52亿年），块体全体坚持向北的运动方向不变，但运动速度逐步下降，且该块体在此期间产生了大幅度的顺时针旋转，根本上产生了180°的旋转。

华南块体在寒武纪（地质代号Є） （5.41亿年-4.85亿年）从赤道区域向南快速移动到南纬12.3°，且产生了顺时针40°左右的旋转。从奥陶纪（地质代号O）到早志留世（地质代号S1）（4.85-4.30亿年），该块体北移至北纬4.7°的方位，期间未产生显着旋转。晚志留世（地质代号S3）到晚石炭世（地质代号C2）（4.30亿年-3.15亿年），块体缓慢南移至南纬5°，顺时针旋转18°。晚石炭世（地质代号D3）至晚二叠世（地质代号P3 ）（3.15亿年-2.52亿年），块体再一次北移至北纬7°左右，而且产生了55°的顺时针旋转。

塔里木块体在整个古生代期间（5.5亿年-2.5亿年），均坚持向北运动的方向，未产生南向运动，且运动速度先添加后下降，在早奥陶世（地质代号O1）到达最大。从旋转上来看，块体前期从寒武纪（地质代号Є）到早奥陶世（地质代号O1）（5.41亿年-4.75亿年），产生25°的逆时针旋转，而早奥陶世（地质代号O1）到二叠纪（地质代号P）期间（4.75亿年-2.50亿年）产生了105°左右的顺时针旋转。

图6 古生代我国三大陆块及全球首要立块运动轨道（杨风丽等，2022）

图7 古生代我国三大古陆块运动特征示意图（杨风丽等，2022）

图8 古生代我国三大陆块运动速率（杨风丽等，2022）

总的来看，古生代（5.41亿年-2.52亿年）三大陆块首要在全球±30°之间南北中低纬度之间运动，三代陆块在此期间至少产生了三次不同的顺时针旋转以及三次以上运动速度间的改变。

受限于篇幅，以上仅对我国首要陆块在古生代（5.41亿年-2.52亿年）期间的方位改变做了大略描绘，若想了解全球块体的运动前史或我国陆块在古生代后的运动前史，可查阅“从古地磁研讨看我国大陆构成与演化进程（黄宝春等，2008）”，“我国首要地块显生宙古地磁视极移曲线与地块运动（朱日祥等，1998）”，“我国首要块体晚古生代—中生代古地磁研讨与运动学特征讨论（冯岩等，2012）”“Phanerozoic polar wander, palaeogeography and dynamics（Torsvik et al., 2012）”，“A full-plate global reconstruction of the Neoproterozoic（Merdith et al., 2017）”，“The Supercontinent Cycle（Mitchell et al., 2021）”等。

03

拼贴前史

古生代我国大陆各首要块体根本坐落赤道邻近的低纬度区域，早古生代(5.41亿年-4.19亿年)华南、华北及塔里木地块与东冈瓦纳大陆关系密切，早古生代晚期相继脱离。晚古生代(4.19亿年-2.52亿年)，各块体快速北移，塔里木地块同哈萨克斯坦块体在晚石炭-早二叠世(3.23亿年-2.73亿年)拼合，华北块体与蒙古块体在二叠纪P (2.99亿年-2.52亿年)磕碰拼合。中生代(2.52亿年-0.66亿年)前期我国大陆各首要块体逐步磕碰拼合，华北和塔里木块体在中三叠世-晚三叠世(2.47亿年-2.47亿年)产生初始磕碰，华南块体和华北块体在晚二叠世-早三叠世(2.59 亿年-2.47亿年)产生初始磕碰，到中生代晚期，块体间彼此旋转、调整相对方位。中-晚侏罗世J2-J3 (1.47亿年-1.45亿年)之后几个块体运动特征逐步共同，根本成为一个全体。（冯岩等，2012）

受限与定年精度缺乏，咱们得到的各陆块方位并不能准确到某一详细的时刻点（某一年，或许某0.01亿年），而是某较长时刻段内（0.1亿年）的方位；此外，古地磁数据的取得关于试验样品的要求较高，通过关于样品与所得数据的详尽挑选后，可以真实用来古地舆重建的数据并不多。因而，以上对我国三大首要陆块在古生代（5.41亿年-2.52亿年）方位的改变相对大略，咱们依然需求进步测年精度，结合其他好的办法，取得更多的准确古地磁成果，来使得咱们关于块体的运移前史了解的更为详尽透彻。

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图9 我国首要块体在全球结构演化中的方位改变（杨风丽等，2022）

怎样样，各位，你家在哪里呢？

首要参考文献

Butler R F, Butler R F. Paleomagnetism: magnetic domains to geologic terranes[M]. Boston: Blackwell Scientific Publications, 1992.

Merdith A S, Collins A S, Williams S E, et al. A full-plate global reconstruction of the Neoproterozoic[J]. Gondwana Research, 2017, 50: 84-134.

Mitchell R N, Zhang N, Salminen J, et al. The supercontinent cycle[J]. Nature Reviews Earth & Environment, 2021, 2(5): 358-374.

Scotese C R. An atlas of Phanerozoic paleogeographic maps: the seas come in and the seas go out[J]. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 2021, 49: 679-728.

Torsvik T H, Van der Voo R, Preeden U, et al. Phanerozoic polar wander, palaeogeography and dynamics[J]. Earth-Science Reviews, 2012, 114(3-4): 325-368.

方大钧, 沈忠悦, 谈晓东. 塔里木盆地显生宙古地磁与板块运动学[J]. 2006.

冯岩. 我国首要块体晚古生代—中生代古地磁研讨与运动学特征讨论[D]，我国地质大学(北京)，2012.

黄宝春, 周姚秀, 朱日祥. 从古地磁研讨看我国大陆构成与演化进程[J]. 地学前缘, 2008, 15(3): 348-359.

熊盛青，杨海，丁燕云等.我国航磁大地结构单元区分[J].我国地质,2018,45(04):658-680.

杨风丽, 徐铭辰, 庄圆, 等. 古生代我国中西部三大陆块古地舆方位重建与演化[J]. 地学前缘, 2022, 29(6): 265.

朱日祥，杨振宇，马醒华，吴汉宁，孟自芳，方大钧，黄宝春.我国首要地块显生宙古地磁视极移曲线与地块运动[J].我国科学(D辑:地球科学)，1998(S1):1-16.

美编：韩雅彤

校正：江淑敏 刘淇郡（成都理工大学）