喀麦隆火山线Bongongo地区钙华沉积的岩石学与U/Th年代学：古气候、热液活动与构造作用的耦合关系

本研究通过沉积学、岩石学和U/Th年代学方法，揭示了喀麦隆火山线Bongongo地区钙华沉积的形成机制与年代序列。研究发现钙华纹理受温度变化、脱气作用及流体物理化学波动控制，并识别出三个沉积阶段（50 ka、19 ka和5.77-2 ka b2k），证实了热液系统与伸展构造活动对钙华沉淀的影响，为理解火山带古水文与构造演化提供了关键证据。

　　

在喀麦隆火山线（Cameroon Volcanic Line, CVL）的南段，Bongongo地区的钙华沉积记录着地球深部与表层环境的复杂互动。这些由热液活动形成的碳酸盐岩，如同地质"录音带"，保存了古气候波动、构造活动与流体化学演化的关键信息。然而，长期以来，人们对这类沉积的形成机制、年代框架及其与区域火山-构造事件的关系缺乏系统认知。为此，Bisse Salomon Bertrant团队在《Solid Earth Sciences》发表研究，通过多学科交叉方法揭开了这段地质密码。

研究团队综合运用野外沉积相分析、岩石薄片显微观察和铀系（²³⁰Th/²³⁴U）定年技术，对钙华穹隆的80厘米剖面进行分层采样。特别值得注意的是，他们采用MC-ICP-MS（多接收电感耦合等离子体质谱）对五个层位（BSB1-BSB5）进行高精度年代测定，并引入²³²Th校正碎屑影响，确保数据可靠性。

岩石学特征揭示形成机制

显微观察显示钙华具有独特的穗状方解石晶体结构，包含疑似微生物丝状体（图5a）。晶体间孔隙部分被微晶方解石充填，这种纹理组合反映周期性流体压力变化。柱状晶体生长纹层与微晶纹层交替出现（图5d），暗示着热液上涌与CO₂脱气速率波动共同控制沉淀过程。

年代框架重建古环境演变

铀系定年揭示三个沉积阶段：上更新世（约50 ka b2k）形成块状钙华，对应强降雨期；50-19 ka b2k期间出现纹层状沉积，反映降水周期性；全新世初期（5.77-2 ka b2k）主通道堵塞导致新沉积位于穹隆基部。被子植物叶片化石（图2a-b）证实当时为湿润森林气候。

热液-构造耦合系统

钙华沿CVL的NNE-SSW向正断层分布，与低震级地震活动区重合。研究提出断层活化创造流体通道，而矿物沉淀又封闭通道的动态平衡模型。盐泉的存在佐证了深部流体上涌，其CO₂可能源自近期火山活动。

讨论与意义

这项研究首次建立了CVL钙华沉积的精确年代序列，揭示其与区域构造活动的时空耦合关系。50 ka以来的三期沉积事件对应不同气候-构造组合模式：早期大规模沉积需要充沛降雨与稳定断层导通，而后期纹层反映间歇性流体活动。特别值得注意的是，穹隆基部年轻沉积（2 ka）与主火山活动期吻合，为理解火山-热液系统演化提供了直接证据。该成果不仅完善了热带地区古气候重建指标，也为地热资源勘探和火山灾害评估提供了新思路。