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西非克拉通卡多米安造山带埃迪卡拉纪地层格架重建:跨区域对比揭示冈瓦纳大陆北缘演化
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月06日 来源:Journal of African Earth Sciences 2.2
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本研究针对西非克拉通(WAC)北缘埃迪卡拉纪地层划分混乱、构造背景争议等问题,通过整合野外调查、锆石U-Pb定年(640-530 Ma)和同位素地球化学数据(εNd、Sr/Y),重新厘定了摩洛哥Anti-Atlas的Saghro群(640-600 Ma)与Ouarzazate超群(580-538 Ma)的界限,首次识别出M'Gouna组(580-570 Ma)、下Ouarzazate组(LOG, 569-567 Ma)和上Ouarzazate组(UOG, 567-540 Ma)三套地层及其间的角度不整合面,证实其与西班牙Ossa-Morena带同属卡多米安俯冲体系的后弧盆地演化序列,为重建冈瓦纳大陆北缘古地理提供了关键约束。
在地球演化的漫长历史中,埃迪卡拉纪(635-541 Ma)是一个充满谜团的时期——超级大陆罗迪尼亚开始裂解,冈瓦纳大陆正在聚合,而复杂的造山运动在古大陆边缘留下了错综复杂的地质记录。摩洛哥Anti-Atlas造山带作为西非克拉通(WAC)北缘的关键露头区,其埃迪卡拉纪地层就像一本被撕碎又重新装订的古书,长期以来存在两大学术争议:一是传统划分的Saghro群(630-600 Ma)与Ouarzazate超群(615-550 Ma)存在年龄重叠却呈现截然不同的变形特征;二是这套地层究竟代表泛非造山后的垮塌环境,还是卡多米安俯冲体系的活动大陆边缘?这些争议严重阻碍了对冈瓦纳大陆北缘构造演化的认知。
为破解这些难题,由Jamal El Kabouri领衔的国际研究团队在《Journal of African Earth Sciences》发表重要成果。研究人员选取Anti-Atlas东部Ougnat、Imiter等典型剖面,采用四重技术路线:(1)实测264个火山-沉积序列剖面;(2)系统采集锆石进行高精度U-Pb定年;(3)全岩Nd同位素(εNd)和Sr/Y比值分析;(4)对比西班牙Ossa-Morena带和摩洛哥Meseta地区已有数据。通过构建跨区域地层格架,揭示了西非克拉通北缘从后弧盆地到陆内演化的完整历程。
【The Anti-Atlas belt】
研究发现Anti-Atlas以Anti-Atlas主断裂(AAMF)为界,西部为稳定的2 Ga古元古代基底,东部则发育新元古代-寒武纪活动带。这一构造分异为理解地层差异演化提供了背景。
【Lithostratigraphy survey】
关键突破在于重新厘定Ouarzazate超群的三分结构:
【Ediacaran dynamic evolution】
综合对比揭示出震撼人心的时空规律:东部Anti-Atlas(ECAA)、Meseta和Ossa-Morena带共同记录了640-600 Ma的后弧盆地演化,而西部Anti-Atlas保持稳定;约600 Ma盆地闭合伴随adakitic(高Sr/Y)岩浆侵位;此后东部经历10 Myr岩浆静寂期和20 Myr沉积间断,最终在580 Ma转入陆内演化阶段。
【Conclusion】
这项研究建立了首个横跨西非克拉通北缘的埃迪卡拉纪地层对比方案,证实卡多米安造山带的影响范围远超传统认知。特别是发现LOG组在短短2 Myr内全区域同步沉积,暗示存在某种全球性构造-气候事件。该成果不仅解决了Anti-Atlas地层划分的百年争议,更首次将摩洛哥Meseta、西班牙Ossa-Morena和Anti-Atlas纳入统一的构造模型,为理解冈瓦纳大陆北缘从俯冲增生到碰撞转换的动力学过程提供了不可替代的岩石记录。正如研究者强调的,这套精确标定的地层格架,未来还可用于约束埃迪卡拉纪古地磁、海平面波动等重大科学问题的研究。
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