华北克拉通古地理约束下中国最古老风成沉积(～1.70 Ga)的发现及其对哥伦比亚超大陆裂解的启示

本研究首次报道了中国最古老(～1.70 Ga)的早中元古代风成沉积——全吉群石英梁组海岸风成砂丘，通过碎屑锆石U-Pb定年(1744±5.6 Ma)与火山层年龄(1640-1646 Ma)限定沉积时代，结合古风向重建揭示华北克拉通在哥伦比亚超大陆裂解初期位于中纬度(～30°N)西风带，为前寒武纪古大陆重建提供了风成沉积学新证据。

　　

在地球漫长的地质历史中，风成沉积就像一本被风沙书写的日记，记录着远古大气环流和大陆位置的秘密。然而在中国，这类"风沙日记"的记载长期停留在侏罗纪-白垩纪时期，更古老的前寒武纪记录始终空白。更棘手的是，华北克拉通在哥伦比亚超大陆裂解时期的古位置重建存在巨大争议——不同学者获得的古地磁数据差异显著，这既与岩石剩磁载体识别困难有关，也受后期构造叠加改造影响。当传统古地磁方法遭遇瓶颈时，风成沉积的古风向能否成为破解古大陆位置的新密码？

中国地质科学院地质研究所的研究团队将目光投向了柴达木盆地北缘的欧龙布鲁克地块。这里保存完好的全吉群沉积序列，被认为是华北克拉通与哥伦比亚超大陆拼合后初始裂解的产物。通过系统的沉积学分析，团队在石英梁组中识别出大规模高角度板状/楔状交错层理、逆粒序等典型风成构造，配合扫描电镜发现的撞击坑、溶蚀坑等微观特征，首次确认中国最古老(约17亿年前)的海岸风成砂丘沉积。

研究采用多技术联合作战：LA-ICP-MS(激光剥蚀电感耦合等离子体质谱)对碎屑锆石进行U-Pb定年获得1744±5.6 Ma最小峰值年龄；结合上覆红藻山组火山层年龄(1640-1646 Ma)限定沉积时代为1750-1640 Ma；通过测量123组交错层理前积层产状，重建古风向为南东向；沉积相分析划分出干湿交替界面控制的4种风成亚相。这些技术手段如同地质侦探的"工具箱"，层层揭开远古风沙掩埋的真相。

【地质背景】部分揭示欧龙布鲁克地块作为塔里木克拉通东南缘微陆块，其全吉群记录了哥伦比亚超大陆边缘的初始裂解事件。【野外工作】详细描述了80米厚风成砂岩段的宏观特征：下部灰白色石英砂岩发育10米高交错层系，上部紫红色砂岩中可见"砂钟"构造。【碎屑锆石年代学】显示锆石以次圆状为主，90%颗粒年龄集中于1.8-2.0 Ga，最小峰值年龄1744±5.6 Ma。【沉积环境】论证该风成体系受控于西风带行星风系，古纬度约30°N，与巴西圣弗朗西斯科克拉通中Espinha?o超群(1.6-1.5 Ga)风成沉积的古风向遥相呼应。

结论部分如同拼图完成时的点睛之笔：(1)石英梁组风成沉积的确立填补了中国前寒武纪风成记录空白；(2)古风向数据约束华北克拉通在哥伦比亚超大陆裂解初期位于北半球中纬度西风带；(3)冰川沉积与碎屑锆石谱系揭示欧龙布鲁克地块与华北克拉通的亲缘性。这项发表在《Journal of Asian Earth Sciences》的研究，不仅将中国风成沉积记录前推了约15亿年，更开创性地将古风向分析引入前寒武纪古大陆重建，为破解"哥伦比亚超大陆拼图"提供了独立于古地磁的新证据链。当17亿年前的季风拂过华北古陆，留下的不仅是层层砂纹，更是一部用风沙密码写就的大陆漂移史诗。