纳米比亚西北部达马拉兰火成岩省二叠纪 - 三叠纪岩浆活动：翁杜拉科鲁姆碱性碳酸岩杂岩体

为明确达马拉兰火成岩省碱性 - 碳酸岩杂岩体成因及时空演化，研究人员对 Kalkfeld、Ondurakorume 等复合体开展 LA-ICP MS U-Pb 定年及岩石学分析。发现 Etaneno 为白垩纪（139.2±6.7 Ma），Kalkfeld 和 Ondurakorume 为二叠 - 三叠纪（272.1±1.5 Ma 等），揭示不同期次岩浆活动，为区域构造演化提供依据。

　　在地球演化的漫长历史中，岩浆活动如同地球内部的 “脉搏”，不断塑造着地表形态并记录着构造变迁。位于纳米比亚西北部的达马拉兰火成岩省（Damaraland Igneous Province）因其复杂的岩浆活动历史，一直是地质学界关注的焦点。其中，Kalkfeld、Ondurakorume、Osongombo 和 Etaneno 等碱性 - 碳酸岩杂岩体的成因及时空关系长期存在争议：它们是同一构造事件的产物，还是不同时期岩浆活动的结果？其形成与南大西洋裂谷作用及泛大陆解体又有怎样的联系？这些问题制约着对该区域乃至全球类似火成岩省演化模型的理解。

为解开这些谜团，德国研究人员针对达马拉兰火成岩省开展了系统研究。研究团队以 Ondurakorume 碱性碳酸岩杂岩体为核心，结合 Kalkfeld、Etaneno 等复合体，通过高精度同位素定年、岩石学及矿物化学分析，揭示了该区域多期次岩浆活动的奥秘。相关成果发表在《Geochemistry》，为全球碱性 - 碳酸岩杂岩体的研究提供了新视角。

研究主要采用了激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP MS）U-Pb 定年技术，对锆石、钛铁矿和磷灰石进行年代学分析，同时利用电子探针（EPMA）对辉石、磷灰石、云母等矿物的化学成分进行测定，结合显微结构观察，探讨岩浆演化及流体 - 岩石相互作用过程。研究样本涵盖碳酸岩、霞石正长岩、芬岩化岩石等，采集自纳米比亚西北部多个复合体及围岩接触带。

4.1 岩石学特征

• 正长岩与霞石正长岩：主要由碱性长石、霞石组成，含钛铁矿、磁铁矿等副矿物。霞石常蚀变为沸石和绢云母，正长石可见条纹结构。磷灰石具振荡环带，CL 图像显示紫蓝色核心和浅色边缘，暗示多阶段结晶。
• 碳酸岩：分为含白云石方解石碳酸岩、含磷灰石方解石碳酸岩等类型。方解石具多期 CL 颜色，白云石边缘蚀变为含铁基质。磷灰石含锶碳铈矿包裹体，部分具 hydrothermal 成因的橙色 CL 信号。
• 芬岩化岩石与硅质碳酸岩：芬岩化岩石发育绿色钠质辉石、钠闪石，近接触带可见方解石 - 磷灰石 - 钠长石组合；硅质碳酸岩含方解石、微斜长石和辉石，显示岩浆与围岩的硅质交代作用。

4.2 矿物化学特征

• 辉石：霞石正长岩中辉石以霓辉石为主（Di_40-5Hed_36-15Aeg_21-65），芬岩中辉石富霓石（Aeg_54-96），且 Ti 含量从近接触带向远端递增，暗示流体演化或多源流体参与。
• 磷灰石：以氟磷灰石为主，部分含羟基，Sr 含量变化大（0.03-0.37 apfu），与 hydrothermal 活动相关。霞石正长岩中磷灰石 Si 含量较高，反映岩浆 - 围岩相互作用。
• 云母与角闪石：多数为黑云母，芬岩中发现锂云母（tainiolite），具高 Si、Mg 和 F 含量，表明特殊流体条件。角闪石为镁钠闪石，含 Li 可能性大。

4.3 U-Pb 定年结果

• Etaneno：锆石和钛铁矿定年为 139.2±6.7 Ma（白垩纪），与达马拉兰火成岩省主体年龄一致，属南大西洋裂谷期产物。
• Kalkfeld 与 Ondurakorume：霞石正长岩钛铁矿年龄分别为 249.6±3.2 Ma 和 272.1±1.5 Ma，属二叠 - 三叠纪，早于白垩纪岩浆活动。碳酸岩磷灰石年龄稍年轻（248.1±4.8 Ma），可能反映冷却或流体改造。
• 围岩大理岩：磷灰石年龄 479.6±2.6 Ma 和 465.1±7.0 Ma，属奥陶纪，代表基底变质年龄，与碳酸岩侵入无关。

5 讨论

• 岩浆演化与相互作用：Ondurakorume 复合体中，碳酸岩熔体侵入已固结的正长岩，形成含碳铈矿包裹体的方解石，同时围岩硅质混入导致硅质碳酸岩形成。辉石和磷灰石的成分差异表明岩浆与围岩（如花岗岩）的化学交换。
• 芬岩化过程：芬岩矿物组合及辉石成分梯度显示，流体从近接触带的富钠、贫 Ti 向远端演化为富 Ti、含钠闪石，可能对应碳酸岩岩浆结晶释放的流体与碱性硅酸盐流体的混合作用。
• 多期岩浆活动：Etaneno 代表早白垩纪南大西洋裂谷相关的地幔柱活动，而 Kalkfeld 和 Ondurakorume 的二叠 - 三叠纪年龄与全球金伯利岩喷发高峰（约 240 Ma）吻合，指示泛大陆初始裂解阶段的伸展构造背景，二者利用同一 crustal weakness zones 但成因独立。

结论与意义

该研究通过多学科手段，揭示了达马拉兰火成岩省内不同复合体的多期次成因：Etaneno 为早白垩纪地幔柱活动产物，而 Kalkfeld 和 Ondurakorume 形成于二叠 - 三叠纪泛大陆裂解初期，二者时空分离但均受控于区域断裂系统。矿物化学及定年结果为碳酸岩 - 硅酸盐岩相互作用机制、芬岩化流体演化提供了直接证据，并重新厘定了纳米比亚西北部的构造 - 岩浆演化序列。这一成果不仅完善了达马拉兰火成岩省的成因模型，也为全球类似碱性 - 碳酸岩杂岩体的对比研究提供了关键参考，尤其在利用同位素定年区分多期岩浆事件、解析流体 - 岩石相互作用等方面具有重要方法论意义。