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综述:印度洋沿岸南极地区(纳皮尔杂岩及邻近区域)太古宙地壳演化研究综述
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月07日 来源:Polar Science 2
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这篇综述系统梳理了南极洲印度洋沿岸(毛德皇后地、恩德比地、肯普地等)太古宙地壳碎片的演化历程,重点解析了纳皮尔杂岩(Napier Complex)400×200 km2区域内>3850 Ma的古陆核记录与2550–2480 Ma超高温变质作用(UHT,>1000–1100°C),并探讨了周边元古宙变质地体(如吕佐夫-霍姆杂岩、雷纳杂岩)中太古宙残块的分布特征,为理解冈瓦纳超大陆拼合过程提供了关键地质窗口。
南极大陆保存了从始太古代(Eoarchean)到显生宙的完整地壳演化记录。印度洋沿岸的纳皮尔杂岩作为太古宙克拉通,不仅存在>3850 Ma的古老碎屑锆石(如索尼山、盖奇岭等5个点位),更以2550–2480 Ma区域性超高温变质事件闻名——蓝宝石石英共生体(sapphirine + quartz)、高铝斜方辉石等矿物组合证实其峰值温度达1000–1100°C,并经历等压冷却(IBC)过程。周边元古宙地体(如雷纳杂岩、劳尔群岛)则零星分布太古宙残块,部分可能源自纳皮尔杂岩的再造(如奥伊加登群岛)。
冈瓦纳超大陆在600–500 Ma拼合时,将非洲、印度和澳大利亚段的太古宙-古元古代地体缝合。纳皮尔杂岩作为核心太古宙单元,与毗邻的吕佐夫-霍姆杂岩(Lützow-Holm Complex)等共同构成南极洲最古老的地壳拼图。值得注意的是,劳尔群岛的玛瑟上地壳岩(Mather Supracrustals)等区域还记录了新元古代-寒武纪的叠加UHT变质事件。
苏联与澳大利亚科考队早期建立的1:50万地质图显示,该杂岩主要由太古宙TTG片麻岩(2540–2520 Ma)和镁铁质麻粒岩组成。近年锆石U-Pb定年揭示其存在多期地壳增生:始太古代(>3600 Ma)核部与新太古代(Neoarchean)岩浆活动共存。超高温变质矿物如osinmilite(大隅石)和变质易变辉石(pigeonite)的发现,暗示其曾经历极端地热梯度(>30°C/km),但热源机制仍存争议。
肯普地沿岸的奥伊加登群岛和爱德华八世湾区域可能为纳皮尔杂岩的再造部分;劳尔群岛玛瑟地体则包含太古宙长英质片麻岩与富Mg-Al副片麻岩互层,其530–500 Ma变质事件导致古老锆石普遍发育增生边。相比之下,韦斯特福尔德丘陵(Vestfold Hills)的主岩浆活动集中于2520–2480 Ma,与纳皮尔杂岩UHT事件近乎同期但构造归属不同。
尽管已确认纳皮尔杂岩始太古代物质分布范围达200×100 km,但其原始规模仍待厘清。未来需结合原位微区分析(如SHRIMP)与相平衡模拟,揭示UHT事件与地幔柱或碰撞造山作用的关联性。此外,元古宙地体中太古宙残块的物源追踪,将为重建冈瓦纳超大陆深部地壳架构提供新线索。
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