南大西洋边缘地质演化揭秘：巴西-乌拉圭陆缘记录下的西冈瓦纳大陆裂解与地幔热异常持续作用

本研究聚焦南大西洋边缘的岩浆演化过程，通过分析巴西佩洛塔斯盆地和乌拉圭蓬塔德尔埃斯特盆地钻井岩芯样本，结合地球化学、同位素（Nd-Sr）和U-Pb年代学技术，揭示了西冈瓦纳裂解过程中Paraná-Etendeka大火成岩省（LIP）与海ward倾斜反射层（SDR）的成因联系。研究发现大陆地壳同化作用显著影响岩浆源区EMI/EMII特征，证实Rio Grande Rise与Walvis Ridge具有共同地幔源区，为南大西洋持久热异常模型提供关键证据。

　　

南大西洋的形成是地球演化史上最壮观的地质事件之一，这场始于1.45亿年前的超级大陆裂解过程，不仅重塑了全球板块格局，更在巴西-纳米比亚沿岸留下了Paraná-Etendeka大火成岩省（LIP）这样的地质奇观。然而长期以来，科学家们对裂解后期形成的海ward倾斜反射层（SDR）和Rio Grande Rise等海底高原的成因争议不断——它们究竟是地幔柱活动的延续，还是大陆岩石圈混染的产物？这个谜题直接关系到我们对南大西洋地幔动力学的认知。

中国石油天然气集团公司（CNPC）支持的科研团队通过对6口海上钻井岩芯的多学科分析，首次系统揭示了西冈瓦纳裂解的完整岩浆序列。研究选取佩洛塔斯盆地和蓬塔德尔埃斯特盆地5口穿透漂移层的勘探井（包括Gaviotin-1、Lobo-1等），以及Rio Grande Rise的U516井样本，运用X射线衍射（XRD）、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）进行U-Pb定年，结合全岩地球化学和Nd-Sr同位素分析，构建了从大陆裂谷到洋盆形成的连续记录。

Pre-rift section: The offshore extension of Paraná Basin
Gaviotin-1井3629米处发现的沉积岩通过碎屑锆石谱系被确认为Paraná盆地Itararé组海相沉积，其二叠纪-石炭纪年龄群（300-270Ma）证实了Paraná盆地向海延伸的存在。这一发现为重建冈瓦纳大陆边缘古地理提供了关键锚点。

Results
火山岩地球化学显示均一的E-MORB（富集型洋中脊玄武岩）到OIB（洋岛玄武岩）过渡特征，但锆石捕虏晶（xenocrysts）的发现揭示了Dom Feliciano带古老地壳物质（>600Ma）的混染。特别值得注意的是，Lobo-1井玄武岩的¹⁴³
Nd/¹⁴⁴
Nd（0.51245-0.51268）和⁸⁷
Sr/⁸⁶
Sr（0.7045-0.7058）比值与Paraná-Etendeka LIP高度吻合，暗示其可能代表最早期的SDR序列。

Discussion
研究提出突破性认识：Rio Grande Rise与Walvis Ridge共享的EMI型同位素特征（εNd_t
=-2至+3）并非单纯源自地幔柱，而是裂解过程中大陆岩石圈（SCLM）熔融与地壳混染共同作用的结果。这一发现修正了传统地幔柱模型，强调南大西洋边缘岩浆作用受控于"三层蛋糕"式源区：深部地幔热异常、大陆岩石圈和过渡型地壳。

该成果发表于《Tectonophysics》的重要意义在于：首次建立西冈瓦纳裂解全过程的地球化学档案，为理解大陆裂解-洋盆扩张转换机制提供范例。其中发现的持久热异常信号（>30Myr）对预测深部资源分布具有指导价值，而建立的海陆关联模型为全球其他被动大陆边缘研究提供了可借鉴的方法学框架。