晚古生代大冰期期间全球火山-构造活动活跃，被认为对冰川与古气候演化过程具有重要影响。其中，由冈瓦纳大陆与劳亚大陆在古低纬度区域陆-陆碰撞形成的海西造山带隆升，加剧了大陆风化作用，是驱动气候变冷的重要机制。同时，越来越多的研究表明，板块俯冲相关的弧火山带可通过改变大陆硅酸盐风化潜力和火山排气速率，进而影响古气候变化。因此，重建晚古生代时期的全球构造古地理格局是研究古气候变化的重要前提。
晚古生代，华南板块孤立分布于古特提斯洋东侧的低纬度带，与泛大洋相接。这一独特的古地理位置使其成为研究古特提斯洋东侧构造演化的理想区域。然而，晚古生代时期华南板块主体为浅水碳酸盐岩台地沉积，西南缘发育多个碳酸盐岩深水盆地，碎屑沉积体系仅局限于古陆边缘。基于上述沉积特征，早期研究认为华南处于稳定的被动大陆边缘构造环境；同时，华南板块鲜有晚古生代的岩浆岩和变质岩记录，也与相对稳定的构造背景相吻合。近年来，泥盆系—三叠系地层中已报道大量晚古生代碎屑锆石数据，指示该时期存在岩浆活动。尽管前人已开展较多物源分析工作，但研究主要集中于华南的东南区域，且提出的构造背景模式尚存争议。
构造背景是控制古地理演化的首要因素，研究华南晚古生代古地理演化过程可以进一步明确其构造属性。碎屑锆石由于其稳定的物理-化学特性，被广泛应用于古地理重建研究。前人针对华南的碎屑锆石研究已积累较多数据，但研究样品中的碎屑物质主要来源于邻近古陆，尚未揭示华南板块东南区域的华夏古陆与西北区域的扬子古陆在古地理演化上的差异。而位于扬子古陆与华夏古陆交界区域的湖南新邵马栏边剖面，同时邻近两个主要古陆，其物源演化序列有望记录古地理的演化过程，为解决上述科学问题提供了理想的研究载体。
近日，中国科学院南京地质古生物研究所晚古生代团队助理研究员高彪联合团队成员博士仲钰天和研究生管逸凡，与研究员郄文昆、陈吉涛，对华南地区湖南新邵马栏边剖面泥盆纪末至早石炭世（360–350 Ma）浅水碳酸盐岩沉积建造中的砂岩夹层开展了碎屑重矿物组合、锆石U-Pb测年和锆石微量元素分析，明确了物源组成及其时间序列上的演化趋势；同时，结合前人碎屑锆石数据，研究进一步揭示了华南板块东南区域华夏古陆与西北区域扬子古陆在晚古生代的差异性古地理演化过程。相关成果近期发表于国际地学期刊《亚洲地质》（Journal of Asian Earth Sciences）。
研究表明，马栏边剖面碎屑锆石指示物源区组成整体相似，包括扬子板块东缘、华夏板块的广西造山带及江南造山带的岩石。但其砂岩夹层的物源演化序列揭示，广西造山带年龄特征组分的贡献明显下降。数据综合分析结果表明，晚古生代扬子古陆周缘碎屑沉积物信号稳定，指示其处于稳定的被动大陆边缘构造环境；相反，华夏古陆周缘的碎屑沉积物源呈现清晰的时间演化特征，同样表现为广西造山带物源贡献占比降低，反映华夏古陆经历了逐渐伸展夷平的古地理演化过程，这与本研究团队前期提出的古太平洋板块对华南东南缘俯冲引起的岩石圈拆沉的表层响应过程相吻合。综上，华南晚古生代时期扬子古陆与华夏古陆的演化存在显著差异，这一过程是受西北缘稳定的被动大陆边缘与东南缘活动古太平洋板块俯冲两种构造环境驱动的。
本研究得到国家自然科学基金青年科学基金项目资助。
论文相关信息：Biao Gao* (高彪), Yutian Zhong (仲钰天), Yifan Guan (管逸凡), Wenkun Qie (郄文昆), Jitao Chen* (陈吉涛). Provenance analysis of latest Devonian to early Carboniferous siliciclastic deposits in central South China: Implications for paleogeographic change and tectonic setting of the South China Craton. Journal of Asian Earth Sciences, 310 (2026), e2025GL117395. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2026.107202.
石炭纪初期全球与华南古地理图与马栏边剖面研究层段的岩性柱状图
华南马栏边剖面砂岩夹层样品中来着扬子区域与华夏区域的碎屑锆石占比变化及其概率
上图为华夏古陆周缘碎屑锆石谱峰演化，中图为扬子古陆周缘碎屑锆石谱峰演化，下图为基于碎屑锆石年龄概率累积曲线的构造环境判别图
泥盆纪末至早石炭纪时期马栏边剖面区域的物源演化示意图和区域构造环境示意图
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