新元古代印度板块的运动学作用及其对印度西北部南德里地块（阿拉瓦利-德里活动带）构造演化的影响

《Journal of Asian Earth Sciences》：Neoproterozoic Indian plate kinematics and far-field stress control on the tectonic evolution of the South Delhi Terrane (Aravalli–Delhi Mobile Belt), NW India

　　

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  新元古代印度板块运动控制了南德里地块的变形。
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  罗迪尼亚聚合（约9.25–8.25亿年前）导致了缓慢的向西北方向移动和D₁–D₂方向的缩短。
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  约7.7亿年前，板块重组引发了后造山期的地壳拉伸。
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  后造山期的地壳拉伸使花岗岩暴露出来，并在约7.59亿年前形成了G₃类型的花岗岩。
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  远场应力与罗迪尼亚聚合和分裂过程相关，进而影响了板块内部的变形。

引言

新元古代（10亿–5.41亿年前）的特点是大地动力学重组，包括超级大陆罗迪尼亚的分裂和冈瓦纳的逐渐聚合。这些事件伴随着板块运动的显著变化，产生了远场应力，这些应力传递到了大陆内部。这些应力影响了板块内部的变形模式，导致了移动带、剪切带和造山系统的复杂网络的形成，同时也促进了移动带中的变质作用和岩浆活动（Cawood和Pisarevsky，2017；Evans，2013）。这种大规模大地动力学过程与局部构造响应之间的耦合塑造了全球前寒武纪地块的地质结构（见表1）。

在印度次大陆，这些全球性的构造活动体现在移动带的复杂结构和变质演化中，阿拉瓦利-德里移动带（ADMB）就是一个典型的例子。ADMB横跨印度西北部超过700公里，记录了从古元古代到新元古代的造山事件，显示出其作为超级大陆周期档案的重要性。值得注意的是，在ADMB内部，南德里地块（SDT）显示出多种变形机制、高级别变质作用和岩浆活动的迹象，这突显了其在新元古代构造中的作用。尽管之前的研究已将Ambaji地区的构造、变质和岩浆演化与俯冲、增生和碰撞等过程联系起来，但在新元古代到寒武纪期间，区域尺度地质过程与全球尺度板块运动模型之间的定量整合仍存在显著差距（例如，Merdith等人，2017）。这种时空整合的缺乏限制了我们全面理解大规模板块构造驱动力如何控制区域造山过程和地壳结构的能力。

Ambaji地区在科学和经济上也有重要意义。从科学角度来看，它是印度地块上少数几个地表露出中下地壳岩石（花岗岩）的地方，这些岩石保留了连续的新元古代变形记录、花岗岩相变质作用以及四个阶段的花岗岩侵入（G₀–G₃），这些过程夹层了罗迪尼亚到冈瓦纳的转变（Singh等人，2010；Tiwari和Biswal，2019）。从经济角度来看，Ambaji-Deri带含有受剪切带和石英脉控制的铅-锌-（铜-银）基性金属矿化（Sharma等人，2022；Seshu等人，2026），以及沿片理和脆性断裂形成的电气石、磁铁矿和硫化物石英脉（Biswal和Tiwari，2016）。航空磁测研究（Seshu等人，2026）表明，NE–SW和NW–SE方向的构造线交叉处反映了韧性剪切带和脆性重活化的分布，这些构造线控制了硫化物矿体的空间分布。因此，将这些构造元素与新元古代印度板块的绝对运动联系起来的运动学框架对于前寒武纪构造对比和阿拉瓦利-德里移动带的矿物勘探具有直接价值。

因此，需要一个在运动学上受限的高分辨率板块重建，将Ambaji地区的地质演化置于印度板块运动变化的框架中。我们计划利用GPlates（v2.5，2024；EarthByte Group）这一强大的开源板块构造重建软件，模拟印度板块从10亿到6亿年间的运动。通过重建这一时期的板块速度和轨迹，我们评估了大规模构造驱动力如何影响Ambaji地区的地质演化。我们的方法能够将区域地质特征整合到全球大地动力学框架中，并评估大规模板块重组与南德里地块观测到的构造-热事件之间的潜在联系。将GPlates应用于Ambaji地区，为理解前寒武纪移动带的板块运动学提供了新的视角。通过整合地质野外数据、结构解释和板块运动模拟，我们旨在完善Ambaji地区的构造叙述，并为印度板块动力学在新元古代对阿拉瓦利-德里移动带演化的影响提供新的限制。我们的发现对于重建冈瓦纳形成造山带的构造历史具有更广泛的意义，并有助于跨克拉通边界的构造事件对比工作。

章节摘录

区域地质背景

ADMB包含了SDT，是一个经过多种地块合并形成的元古代造山带，包括太古宙的Hindoli-Jahajpur、Mangalwar和Sandmata地块，以及古元古代的Aravalli地块、中元古代的North Delhi地块和新元古代的Sirohi地块（Biswal等人，2022；Kaur等人，2009；Singh等人，2021；Sivaraman和Odom，1982）。Ambaji地区位于SDT的西南端，属于元古代...（原文在此处省略）

方法论

在本研究中，我们使用GPlates（v2.5，2024；EarthByte Group）这一开源板块重建软件，研究了印度板块的大地动力学演化及其对Ambaji地区的影响。GPlates允许将地质和地球物理数据（包括地形、重力和磁异常）整合到板块重建框架和板块边界中，以重建构造块的位置及其相互作用

板块重建

利用GPlates进行板块构造重建，并结合QGIS的空间地理映射，描绘了10亿至6.5亿年间印度板块和Ambaji地区（南德里地块）的古地理演化。在Marwar克拉通与印度地块北部边缘碰撞之前，印度板块大约在8.9亿年前位于北纬60°、西经40°附近的高纬度位置（图3）。到8.6亿年前，这些地壳块之间的汇聚形成了...

南德里造山运动的运动学框架

Ambaji地区的构造演化记录了一系列复杂的构造和岩浆事件，这些事件与新元古代印度板块的运动行为一致。通过整合构造观察、岩浆特征以及从GPlates获得的定量板块运动数据（速度和方位角），可以解释印度板块运动的变化如何建立了区域应力场，随后这些应力场被局部化

结论

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  GPlates的重建结果（10亿–6亿年）表明，新元古代印度板块的运动对印度西北部Ambaji花岗岩复合体的构造-变质演化产生了远场应力控制。
• 在罗迪尼亚聚合期间（约9.25–8.25亿年前），缓慢的向西北方向板块运动（约32毫米/年）产生了NW–SE方向的压缩，导致了D₁–D₂方向的变形（花岗岩相变质、倒卧的F₁和直立的F₂褶皱以及韧性剪切带），并形成了同构造意义的G₁和G₂类型花岗岩。
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CRediT作者贡献声明

Setu Sharma：撰写——初稿、软件开发、方法论制定、数据分析、概念化。Sudheer Kumar Tiwari：撰写——修订与编辑、可视化、验证、监督、软件开发、资源获取、调查、资金筹措、概念化。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

作者衷心感谢ANRF（原名为SERB）对CRG（文件编号：CRG/2023/009069）项目的资助。我们感谢审稿人、主编Jian-Feng Gao和责任编辑Michel Faure提供的建设性和富有洞察力的评论，这些评论帮助我们澄清了关键点并提高了原稿的质量。

Setu Sharma|Sudheer Kumar Tiwari