莫桑比克北部与南极洲毛德皇后地新元古代-寒武纪花岗岩类:冈瓦纳大陆拼合过程的关键地质证据

【字体: 时间:2025年09月01日 来源:Polar Science 2

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  这篇综述通过对比莫桑比克Nampula地体(NT)与南极洲中部毛德皇后地(CDML)花岗岩的野外关系、岩石学、地球化学(87Sr/86Sr同位素)和年代学数据,揭示了530 Ma年龄界限两侧两类花岗岩的成因差异:NT区以<530 Ma的过铝质二云母花岗岩为主,CDML区则发育>530 Ma的准铝质超固相线紫苏花岗岩。研究提出这些差异反映巨型推覆构造(nappe)上下盘不同脱水熔融机制(角闪石vs云母),为东非造山带(EAO)与Kuunga造山带(KO)的构造叠加模型提供了关键岩石学约束。

  

Highlight

莫桑比克与南极洲花岗岩类矿物学差异显著:莫桑比克样品以含水矿物(黑云母、角闪石、少量白云母和红柱石)及双相长石为特征,属亚固相线(subsolvus)花岗岩;而南极洲毛德皇后地(CDML)样品多为含斜方辉石和单斜辉石的紫苏花岗岩(charnockitic)和正长岩(syenitic),具典型超固相线(hypersolvus)特征并发育条纹长石(perthite)。

化学数据对比

莫桑比克Murrupula岩套花岗岩具有更高的Al2O3/TiO2比值(均值21 vs CDML的9)和显著Eu负异常(Eu/Eu* 0.3-0.5),而CDML样品显示平坦的稀土配分模式(Eu/Eu* 0.8-1.1)。Sr-Nd同位素显示NT样品εNd540值(-12至-18)明显低于CDML(-5至-9),暗示前者源于更古老地壳物质的部分熔融。

成因温度压力条件

CDML紫苏花岗岩结晶条件为4.8±0.3 kbar、930-855°C(Markl & Henjes-Kunst, 2004),晚期水化作用在780-800°C形成角闪石/云母;而NT花岗岩中红柱石+白云母组合指示低压环境(<3 kbar)。这种差异支持CDML样品形成于巨型推覆构造上盘角闪石减压熔融,NT样品则来自下盘云母脱水熔融。

构造意义

年龄-矿物学-地球化学的三重差异为冈瓦纳拼合模型提供关键证据:>530 Ma的CDML紫苏花岗岩代表东非造山带(EAO)碰撞初期地壳加厚阶段的产物,而<530 Ma的NT过铝质花岗岩则对应Kuunga造山带(KO)阶段巨型推覆构造就位后的热弛豫过程。地球物理数据揭示该推覆体向南极洲延伸超500公里,暗示东南极可能广泛覆盖异地体(allochthonous)地壳。

Conclusion

矿物学差异本质反映构造位置的分异:CDML与莫桑比克Cabo Delgado/Namuno地体(CDNMT)的准铝质紫苏花岗岩形成于巨型推覆构造上盘角闪石主导的脱水熔融,而NT过铝质二云母花岗岩则源于下盘富云母源岩的部分熔融。这种"上下盘双模式"为理解EAO-KO叠加造山过程提供了岩石成因学标尺。

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