埃塞俄比亚南部Bensa-Girja地区新元古代岩石的结构与变质演化：对东非造山带构造演化的启示

本研究针对埃塞俄比亚Adola碰撞带Bensa-Girja地区新元古代岩石的构造-变质历史不清问题，通过野外构造解析、显微结构分析和变质矿物温压计，揭示了两期变形事件（D1和D2）与变质作用（M1达角闪岩相，M2退变为绿片岩相）的耦合关系，提出该区与肯尼亚-厄立特里亚Loldaikan-Kipsingian事件（<570–530 Ma）的构造关联，为东非造山带（EAO）的板块俯冲方向争议提供了新证据。

　　

在探索地球早期板块构造演化的拼图中，东非造山带（East African Orogen, EAO）作为新元古代超级大陆冈瓦纳聚合的关键缝合带，始终是地质学家们关注的焦点。然而，位于埃塞俄比亚南部的Adola碰撞带中，Bensa-Girja地区的构造-变质演化历史长期笼罩在迷雾中——这片由花岗片麻岩、镁铁质-超镁铁质岩和增生楔变质沉积岩组成的复杂岩系，究竟记录了多少次构造事件？它们与周边肯尼亚、厄立特里亚已报道的构造事件有何关联？这些问题的答案，对于理解整个东非造山带是否具有统一的俯冲极性至关重要。

来自亚的斯亚贝巴大学和Hawassa大学的研究团队，首次对该地区开展了系统的构造-变质解析。通过地质填图、显微构造观察和电子探针矿物化学分析，他们发现这片岩石竟如同地质"千层糕"：早期D₁变形阶段（D_1A→D_1B）先形成近水平N-S向同斜褶皱（F_1A）和逆冲剪切带，随后发育直立褶皱（F_1B），伴随角闪岩相变质（M₁：489–729^oC/4.3–8.7 kbar）；后期D₂阶段则叠加了NNW向走滑剪切带和绿片岩相退变质（M₂）。这些发现被发表在《Journal of African Earth Sciences》上，不仅填补了该区构造演化研究的空白，更揭示出与肯尼亚Loldaikan-Kipsingian事件（530–570 Ma）相似的构造样式，暗示东非造山带可能存在大规模侧向构造迁移。

研究团队采用三项关键技术：1）沿走向横穿剖面开展厘米级构造测量，建立三维构造几何学模型；2）偏光显微镜下石英C轴组构分析和动态重结晶颗粒统计，定量化变形条件；3）电子探针（EPMA）测定石榴石-黑云母矿物对，计算变质温压条件。其中镁铁质岩中的绿帘石-角闪石组合成为确认俯冲变质的关键证据。

【区域背景】
研究区属于阿拉伯-努比亚地盾（ANS）南延部分，基底花岗片麻岩与上覆蛇绿岩推覆体构成"双层"结构。特别值得注意的是，Kenticha等四大岩片中保存的变质沉积岩，被解释为古莫桑比克洋俯冲的增生楔产物。

【岩石地层】
从下至上识别出4套单元：1）基底片麻岩-副片麻岩（含石榴石矽线石片岩）；2）变质碎屑岩（石英岩-云母片岩互层）；3）蛇纹石化超镁铁岩（含铬铁矿层）；4）构造后花岗岩。其中石英脉体在D₁阶段发生强烈布丁化，暗示近东西向伸展。

【变形历史】
D_1A期形成的矿物拉伸线理（L_1A）呈WNW倾伏，结合旋转碎斑系指示顶向ESE的运动方向，支持该区存在向西俯冲；而D₂期左行走滑剪切带则可能响应冈瓦纳最终拼合时的陆内调整。显微照片中石英的亚颗粒旋转重结晶，明确记录了中-高温变形环境。

【变质演化】
电子探针数据显示，石榴石变斑晶从核部到边部呈现Mg↑Mn↓的扩散环带，揭示出峰期变质后存在近等温降压过程。这一发现与东非造山带普遍报道的顺时针P-T轨迹高度吻合。

这项研究的意义在于：首次建立Bensa-Girja地区构造-变质事件序列，提出D₁阶段与厄立特里亚报道的NW向俯冲可对比，而D₂走滑变形则可能是冈瓦纳聚合期陆块旋转的响应。该成果为理解东非造山带从俯冲碰撞（～650 Ma）到后碰撞调整（～530 Ma）的全过程提供了关键锚点，同时也为区域矿产勘探（如Kenticha钽矿）的构造控矿模型提供了新约束。正如通讯作者Mulugeta Alene指出："这些N-S向剪切带就像地质罗盘，指引我们追溯古莫桑比克洋闭合时的板块运动方向。"未来研究需要结合锆石U-Pb年代学，进一步精确约束各期事件的绝对年龄。