地质历史上两个或多个大陆的连接（或相邻）关系及连接（或相邻）持续时间，对于超大陆古地理重建、全球成矿带对比及古环境研究均有重要意义。与显生宙不同，前寒武纪大陆由于缺少古生物等重建标志，且后期改造强烈，大火成岩省（地质历史上相对较短时期内形成的、规模宏大且具有板内地球化学特征的基性岩浆活动）在其重建中具有举足轻重的作用。用大火成岩省开展古大陆重建的基本原理是大火成岩省的形成一般受地球深部动力学过程（如地幔柱等）的控制，其地质记录及环境响应可以跨区域分布在不同的大陆上。通过不同大陆基性岩浆事件序列对比，结合岩墙群几何学产状、裂谷盆地内特殊沉积标志层（如大规模黑色页岩沉积、火山灰夹层等）及其它地质事件综合分析，可以开展两个或多个前寒武纪陆块在古大陆中相对位置的重建。
张拴宏研究员团队与加拿大卡尔顿大学Richard E. Ernst教授和澳大利亚北领地地质调查局Tim J. Munson高级地质师合作合作，在系统总结华北与北澳大利亚克拉通18至8亿年大火成岩省（或大规模基性岩浆活动）及大规模黑色页岩时空分布的基础上，特别是通过对北澳大利亚麦克阿瑟盆地钻孔资料的综合分析，结合新的年代学及地球化学数据，发现华北与北澳大利亚克拉通18至13亿年期间大火成岩省及大规模黑色页岩沉积有明显的一致性，但在13亿年之后出现了明显的差别（附图）。其中17.9-17.7亿年、17.3亿年、16.8-16.7亿年和13.2亿年大火成岩省（或大规模基性岩浆活动）在两个克拉通可以精确匹配。在黑色页岩沉积时代方面，华北克拉通的崔庄组、串岭沟组与北澳大利亚Barney Creek组相近；华北克拉通的下马岭组与北澳大利亚克拉通的Velkerri和Kyalla组相似（附图）。古地磁重建结果显示，华北与北澳大利亚克拉通在17.8至13.2亿年期间具有相似的视极移曲线（附图），在13亿年之后出现明显差别，表明这两个克拉通在17.8至13.2亿年期间长期相连（或相邻），在13亿年之后发生裂解分离。
华北与北澳大利亚克拉通大火成岩省和大规模黑色页岩对比结合古地磁重建结果表明，现今距离遥远的华北与北澳大利亚克拉通在18-13亿年长达5亿年期间长期相连（或相邻）。这一研究成果不仅对认识华北及北澳大利亚克拉通在哥伦比亚（奴那）超大陆中的位置及演化具有重要科学意义，也提供了一个通过多学科方法确定前寒武纪克拉通亲缘性及连接关系的范例。论文发表在国家自然科学基金委员会主办的新英文刊物Fundamental Research上 (Shuan-Hong Zhang, Richard E. Ernst, Tim J. Munson, Junling Pei, Guohui Hu, Jian-Min Liu, Qi-Qi Zhang, Yu-Hang Cai, Yue Zhao. 2022. Comparisons of the Paleo-Mesoproterozoic large igneous provinces and black shales in the North China and North Australian cratons. Fundamental Research. 2(1): 84–100. DOI: 10.1016/j.fmre.2021.10.009)。
本项目研究工作受国家自然科学基金委员会杰出青年基金项目（41725011）和国际(地区)合作与交流项目（41920104004）资助。
华北与北澳克拉通大火成岩省和黑色页岩对比（左侧）及古地磁重建图（右侧）
