罗迪尼亚超大陆向冈瓦纳大陆的演化示意图

(据互联网资料)

罗迪尼亚超大陆向冈瓦纳大陆的重组图

Maruyama et al., 2013,正投影)

A下伏地幔柱作用形成的隆起导致罗迪尼亚超大陆裂解;B冈瓦纳大陆汇聚过程中陆陆碰撞形成的造山带)

潘诺超大陆再到冈瓦纳大陆 

 潘诺超级大陆(冈瓦纳+劳伦大陆)的古板块及其裂解的古板块再造图

(据互联网资料)

罗迪尼亚的分裂导致一个较小大陆聚合冈瓦纳大陆的形成,它包括现今的非洲、南美洲、南极洲、澳大利亚以及许多较小的大陆碎片Santosh et al, 2009

 Rodinia

的裂解造成较小规模的大陆的重新聚合-冈瓦纳,后者由现在的非洲、南美、南极、澳洲及许多更小的大陆碎块组成 

Li, 2008

A–E通过内向型外向型introversion, extroversion或内向型与外向型结合的方式,超大陆的解体与重组阶段。F大洋岩石圈 Sm/Nd 同位素演化的示意图,来自内部和外部大洋。内部大洋(TI)的亏损地幔年龄比超大陆解体时间(TR)要年轻,而外部海洋(TE)的年龄则更古老。相对于罗迪尼亚超大陆的解体,莫桑比克洋是外部海洋;相对于泛大陆的解体,Iapetus古洋和Rheic洋是内部大洋Santosh2010

超大陆聚合和裂解在空间上位置是跃迁的,不会在短期内的同一个位置发生裂解和聚合;外翻模式的超大陆聚合体现为早期两个板块的大幅度自旋碰撞、但保留残余洋盆,如劳俄大陆的形成;晚期第三个独立板块长距离漂移后,滞后碰撞加盟,如西伯利亚海西期碰撞,形成劳亚大陆;早期残余洋盆位置上发生强烈的地体增生碰撞

 从地幔动力学推测的主要超大陆历史

Santosh2010

上图为从元古宙古哥伦比亚大陆(可能是第二个完整的超大陆,约1.8–1.9亿年前)到罗迪尼亚大陆(约10亿年前),以及冈瓦纳大陆(5.4亿年前)和泛大陆(2.5亿年前)的超大陆演化历程。下图显示超下沉事件(super-downwellingevents)的时间,这一过程被认为对大陆快速汇聚至关重要,并基于超大陆古地理构造中的Y型三联点的存在进行评估。因此,超级下沉(super-downwellings)大体上对应于超大陆的聚合时期。根据构造格局、超级下沉与地幔动力学,唯一在短时间内拼合起来的超大陆是假设的古元古代超大陆哥伦比亚。三项参数对于罗迪尼亚也契合得很好。然而冈瓦纳与泛大陆之间存在较大的时间间隔,因此 Senshu 等(2009)将其合并,并提出新元古代的罗迪尼亚之后,真正的超大陆拼合在地幔动力学上大约发生在3.4亿年前。根据这一模型,超大陆的寿命随时间延长,这与俯冲TTG物质的热生成速率下降相关联。

根据P波全地幔层析成像提出的地质时期核幔边界上的假定板片墓地

Santosh2010

还展示了回溯至1.8亿年前的计算板片墓地(slab graveyards),并与现在大陆的分布叠加。绿色区域表示过去1.8亿年间的板片墓地,黄色区域显示罗迪尼亚板片墓地,深蓝色区域显示冈瓦纳板片墓地。带箭头的区域显示劳亚大陆的板片墓地。板片墓地的定义是基于超大陆或巨大陆的古位置。太平洋超级地幔柱(superplume)发生在罗迪尼亚板状墓地的中心。非洲超级地幔柱也显示在冈瓦纳板状墓地内

后罗迪尼亚时期主要克拉通的漂移。箭头显示西伯利亚(与Nena一起)和Ur向亚马孙克拉通周围相互接近的总体漂移方向

超级大陆如何重组?

Yakubchuk2010

主要克拉通地体和新元古代岩浆弧代号: Am—Alpine-Mediterranean; AU—Australia; CSF—Congo-Sao Francisco; EA—East Antarctica; ESh—East Sahara; GS—Great Steppe; Sd—Saudi; WSh—West Sahara; VE—Variscan Europe.

大板块长距离迁移、小陆块短距离裂解(漂洋过海)、与此对应,古洋盆复杂闭合过程,岛弧带复杂褶皱变形(马蹄形)

西冈瓦纳大陆拼合演化史图

(据互联网资料)

全球现今的五种不同类型的克拉通和造山带的分布。注意第12345组克拉通呈现逆时针分布模式,这与540百万年前冈瓦纳大陆的构造恢复地图上的分布相似,但与750百万年前罗迪尼亚超大陆大陆恢复图上的分布完全不同Veevers2004

超大陆周期性的麻将式运动以大规模旋转性的开合为特征,类似旋转门运动 

 540

百万年前古地理图上泛非期和格林威尔期造山带的分布

Veevers2004

注意泛非期造山带在古地理重建图中央部分的同心分布。洋内初生岛弧的分布用红色线条示意表示,特别是在北非至沙特阿拉伯地区 

 

大约在7.5亿年前,Rodinia 构造格局中格林维尔造山带的分布

Veevers2004

注意格林维尔造山带(蓝色)的普遍存在,连接和拼合了八个以上的克拉通

示意图展示7.5亿年前Rodinia的解体,以及根据由内向外翻inside-out)理论,陆块的离散与拼合形成冈瓦纳大陆

Veevers2004) 

图中还显示各组克拉通的分布,第一组到第五组。由初生岛弧主导的G4组大陆被Hoffman1991)提出的内向外翻构造过程所夹持。注意在5.4亿年前冈瓦纳大陆的分布模式与现在图中所示的分布相似。绿色四边形代表塔里木陆块及其北缘(黄色)(编者改绘)

冈瓦纳超大陆构造恢复图

(Meert et al., 2008)