王洋、范建军、周建波等—《中国科学：地球科学》：被动大陆边缘裂解是晚古生代构造-环境事件的关键驱动因素

大陆裂解是威尔逊旋回的重要组成部分，是陆洋转换、洋盆开启的关键步骤。大陆裂解可以发生于板块内部（如红海-东非裂谷系），也可以发生于大陆边缘（如日本海）。针对大陆内部裂解，前人已开展大量研究，建立了丰富的大陆裂解模型，但大陆边缘裂解的研究相对较为薄弱。普遍认为，大陆边缘裂解发生于活动大陆边缘，是大洋岩石圈俯冲后撤、弧后拉张形成的，但近年来，特提斯洋古地理重建表明，在二叠-三叠纪，在缺失南向俯冲背景下，冈瓦纳大陆北缘的被动大陆边缘、或漂浮的南羌塘地体之上也发生了广泛的、多期次裂解事件。这些裂解事件通常发生于浅海大陆架-半深海大陆坡之上，甚至在洋陆过渡带上，裂解前的表层环境均以浅海-半深海的海相为主，明显不用于广泛研究的大陆内部裂解和活动大陆边缘裂解。被动大陆边缘为何会发生大规模裂解、不同阶段的裂解由何种机制驱动，以及这一过程如何影响全球气候与海洋环境，目前尚不清晰。

针对上述问题，吉林大学造山带盆山耦合与大规模成矿团队聚焦冈瓦纳大陆北缘二叠纪被动大陆边缘裂解事件，以青藏高原南羌塘地体新发现的二叠纪岩浆岩为切入点，综合冈瓦纳大陆北缘岩浆-沉积记录及全球古环境指标，取得以下主要进展：

（1）解析了冈瓦纳大陆北缘二叠纪多期次裂解过程和潜在的驱动机制。关于冈瓦纳大陆北缘二叠纪裂解事件，前人已获得大量早二叠世岩浆-沉积记录，并将其驱动机制归因于俯冲板片拖曳或地幔柱作用。本次研究在南羌塘地体日土、冈塘错和难爬日地区识别出~282Ma花岗斑岩、~266Ma辉长岩和~263Ma英安岩，证实二叠纪裂解作用至少存在早二叠世和中二叠世两期次。基于特提斯域岩浆-沉积资料的综合研究（图1），提出早二叠世裂解主要受古特提斯洋俯冲拖曳控制，俯冲拖曳导致后方岩石圈伸展减薄，并诱发地幔柱上涌；中二叠世裂解受控于裂解后被动大陆边缘持续热沉降，该过程引发巨量沉积地层形成，其沉积负载引起了岩石圈挠曲和先存薄弱带再活化，触发新一期岩浆活动（图2）。

图1  冈瓦纳大陆北缘二叠纪岩浆岩分布及地球化学特征

图2  冈瓦纳大陆北缘二叠纪被动大陆边缘裂解的构造演化模式

（2）揭示了被动大陆边缘裂解与晚古生代冰期之间的耦合关系。结合二叠纪全球温度、大气CO₂、冰川发育频率及海水Sr、Li同位素变化，提出被动大陆边缘裂解及其相关的火山-热液活动是推动晚古生代冰期结束的重要地质因素（图3）。早二叠世裂解形成的深大断裂为海水循环、热液活动和深部CO₂释放提供了通道。裂解过程（地幔柱）中大量岩浆活动和热液脱气，增加了深部温室气体向地球外部圈层的输入，促使全球温度升高，加速了冈瓦纳大陆冰川的消融。

（3）提出了被动大陆边缘裂解助推硅质生物繁盛的新认识。二叠纪是硅质岩沉积的高峰期，被称为二叠纪硅质沉积事件，但何种机制驱动了该事件的发生？本文综合全球海水δ³⁰Si、δ⁷Li和⁸⁷Sr/⁸⁶Sr记录、放射虫多样性及全球硅质岩沉积资料，提出冰川消融增强的海洋上升流、间冰期大陆风化输入以及裂解相关火山-热液活动提供的热液硅和营养盐，共同促进了二叠纪硅质生物繁盛与硅质岩沉积。其中，中二叠世沿冈瓦纳大陆北缘广泛发育的裂解型岩浆活动和硅质热液直接注入海洋水体，为硅质岩沉积事件提供了重要的硅质来源（图3）。

图3  大陆裂解、火山活动与二叠纪气候、海水地球化学及生物响应的关系

吉林大学地球科学学院王洋（博士生）为论文第一作者，范建军教授和周建波教授为共同通讯作者。该成果得到深地国家科技重大专项（2024ZD1001104）、国家自然科学基金（42572261）等项目资助。

论文链接：王洋，范建军，周建波，柏佳伟，孙思霖，张丽强. 2026. 被动大陆边缘裂解：晚古生代构造-环境事件的关键驱动因素. 中国科学：地球科学. https://doi.org/10.1360/N072025-0761

英文版：Wang Y, Fan J, Zhou J, Bai J, Sun S, Zhang L. 2026. Passive continental margin rifting: A key driver of Late Paleozoic tectonic-environmental events. Science China Earth Sciences. https://doi.org/10.1007/s11430-025-2048-7