太古宙高级变质地体中镁铁质麻粒岩多期变质-深熔-交代事件的时序解析：以南非林波波复合体中央带为例

本研究针对太古宙高级变质地体中镁铁质麻粒岩的多期改造难题，通过野外调查、岩石学分析、PERPLE_X相平衡模拟、锆石U-Th-Hf-REE及40 Ar/39 Ar角闪石年代学等多方法联合，揭示南非林波波复合体中央带Verbaard地区经历新太古代（2618±11 Ma）和古元古代（2057±25 Ma）两期变质-深熔事件，并识别出约1.95 Ga的晚期交代作用，为解析古老地体复杂演化史提供了关键矿物学与年代学标尺。

　　

在探索地球早期演化历史的过程中，太古宙高级变质地体犹如一部被反复誊写的古老典籍，其岩石记录中叠印着多期构造热事件的复杂密码。镁铁质麻粒岩作为这类地体的关键组成，因其对温压条件的高度敏感性，成为破译地壳演化时序的"地质温度计"。然而，如何准确区分叠加在岩石中的变质（metamorphism）、深熔（anatexis）和交代（metasomatism）等多重改造信号，一直是国际前寒武纪地质研究的难点。南非林波波复合体作为典型的太古宙-古元古代高等级变质带，其中央带的构造属性长期存在争议，核心矛盾在于对新太古代与古元古代事件的时空关系缺乏精确约束。

针对这一科学难题，由H.M. Rajesh领衔的国际研究团队选择林波波复合体中央带Verbaard地区的镁铁质麻粒岩为研究对象，通过多学科交叉方法重建其复杂的演化历史。研究发现这些与石英岩、变铁质岩和混合岩化变泥质岩互层的岩石，不仅记录了830-850°C/＞6.5 kbar的新太古代高压变质（M1），还保存了＜800°C/约5.5 kbar的古元古代叠加改造（M2）。尤为关键的是，团队创新性地将锆石微区分析与角闪石年代学结合，首次在该类岩石中识别出约1.95 Ga的流体交代事件，相关成果发表于《Precambrian Research》。

研究主要采用以下技术路线：野外地质填图确定岩石空间关系；电子探针（EPMA）分析矿物化学成分；PERPLE_X软件在MnNCKFMASHTO体系中进行相平衡模拟；LA-ICPMS（激光剥蚀电感耦合等离子体质谱）获取锆石U-Pb年龄、Lu-Hf同位素及REE数据；⁴⁰
Ar/³⁹
Ar阶段加热法测定角闪石冷却年龄。所有样品均采自Verbaard地区典型露头，避免后期强烈变形带的影响。

Limpopo Complex地质背景
林波波复合体作为津巴布韦与卡普瓦尔克拉通间的构造拼贴带，其中央带以广泛发育新太古代（约2.7-2.6 Ga）和古元古代（约2.0-1.9 Ga）变质事件为特征。研究区镁铁质麻粒岩与Beit Bridge变沉积岩系共生，不同于区域内其他镁铁质岩体，缺乏典型的岩墙状产状。

Field relations野外关系
Verbaard地区镁铁质麻粒岩呈层状-褶皱状整合产于最古老的变表壳岩序列中，被约2.63-2.62 Ga花岗质岩体侵入。与混合岩化变泥质岩的接触关系显示，深熔作用强度与石榴石粒径呈正相关，暗示热扰动对矿物生长的控制。

Petrography岩相学
14件样品分析揭示三类典型结构：1）含石榴石残晶的粒状变晶结构（M1组合：Grt+Opx+Cpx+Pl+Qz+Ilm）；2）角闪石后成合晶结构（M2组合：Opx+Cpx+Amp+Pl+Qz+Ilm+Mag）；3）晚期交代成因的筛状结构。石榴石仅在斜方辉石-斜长石反应边中呈残余相保存。

Mineral chemistry矿物化学
电子探针数据显示：斜方辉石X_Mg
=0.44-0.47（富铁易变辉石）；单斜辉石具显著成分环带（Al₂
O₃
核部1.5-2.1 wt%→边部0.8-1.2 wt%）；角闪石按Leake分类属镁角闪石-铁韭闪石系列。这种成分变异反映从M1到M2的温度递减过程。

Phase equilibria modelling相平衡模拟
PERPLE_X模拟显示：M1组合稳定于830-850°C/＞6.5 kbar（石榴石稳定域）；M2组合形成于＜800°C/约5.5 kbar（角闪石+磁铁矿出现）。压力-温度轨迹揭示先等压冷却后近等温降压的折返路径。

U-Pb, trace-REE and Lu-Hf zircon characteristics锆石分析
锆石阴极发光图像揭示两期增生结构：1）新太古代核部（2618±11 Ma）具陡峭HREE配分模式；2）古元古代边部（2057±25 Ma）显示HREE亏损（与石榴石平衡生长）。εHf(t)值均为放射性成因（-3.1至+1.8），排除地幔物质加入。

⁴⁰
Ar/³⁹
Ar geochronology年代学
变形带附近样品（MG_24）的角闪石给出1953±12 Ma坪年龄，与锆石中具穿透再结晶结构的域位年龄一致，证实晚期流体活动时限。

Concluding remarks结论
1）Verbaard镁铁质麻粒岩独特的两期变质记录（M1:2.62 Ga高压；M2:2.06 Ga中压）为林波波复合体中央带双阶段演化提供直接证据；2）锆石HREE亏损与石榴石稳定域的关联性，建立矿物相变与年代学信号的成因联系；3）约1.95 Ga的角闪石年龄限定区域性流体交代事件上限。该研究不仅完善了对太古宙地体多期改造过程的理解，更为解析全球类似克拉通边缘的拼贴历史提供了可对比的岩石学-年代学框架。