综述：哥伦比亚的NW-亚马逊克拉通：古中元古代地质综述

《Journal of South American Earth Sciences》：The NW-Amazonian Craton in Colombia: A Paleo-Mesoproterozoic review

地质演化与年代学数据整合研究揭示哥伦比亚西北部亚马逊克拉通地壳生长的多阶段特征，通过U-Pb锆石定年等新数据完善里奥Negro-Juruena年代学省边界。重点解决岩石分类不一致、岩浆弧存在争议等问题，建立区域构造演化模型。

　　亚马逊克拉通（Amazonian Craton, AMC）是世界上最大的前寒武纪大陆地壳块之一，其地质演化过程一直是地质学界关注的重点。AMC横跨南美洲西北部，覆盖了巴西、委内瑞拉、圭亚那、苏里南、法属圭亚那、玻利维亚和哥伦比亚的部分地区。在哥伦比亚，前寒武纪岩石主要分布在维查达、瓜伊尼亚、瓦普埃斯、亚马孙、普图马约、卡赫塔、瓜维亚雷和梅塔等省份。然而，这些地壳单元大多被显生宙的沉积序列所掩埋，尤其是在向北和向南的区域，沉积层逐渐增厚，给地质调查和区域对比带来了极大的挑战。因此，许多适合进行详细地质研究的露头集中在瓜维亚雷、瓜伊尼亚和瓦普埃斯地区。

AMC可以划分为两个主要的构造域：北部的圭亚那盾和南部的中央巴西盾，二者之间被亚马逊-索利莫ES盆地分隔。圭亚那盾涵盖了哥伦比亚东部及其邻近国家的前寒武纪地壳，但在许多区域，由于热带雨林的密集覆盖和广泛的沉积层，露头被严重遮蔽，导致地质边界难以明确，区域对比也存在持续的不确定性。这种挑战，结合地壳生长过程中复杂的构造演化，包括多期的伸展和汇聚构造事件，使得亚马逊克拉通呈现出一个由多个地层省组成的复杂格局。

在亚马逊克拉通的西北端，近年来出现了多种构造划分模型，这些模型试图厘清该区域的地质演化历史。其中，Tassinari和Macambira（1999）提出的经典地层框架将该克拉通划分为几个独立的地层省，主要依据火成和变质事件的Rb-Sr数据。在该模型中，哥伦比亚东部主要归属于里奥内格罗-朱雷纳地层省，而其东部和南部的区域则属于文塔里-塔帕约斯地层省。相比之下，Santos等人（2000, 2006）和Kroonenberg等人（2016）提出的更新模型则通过整合岩石学、构造学和地球化学数据，对火成和构造热事件的边界和时间进行了更为精细的界定。这些更新模型不仅识别了额外的地壳生长阶段，还强调了地层省之间的重叠区域，反映了该克拉通复杂的演化历史。在这些模型中，哥伦比亚的地壳通常被归入里奥内格罗地层省（或里奥内格罗带），但其与文塔里-塔帕约斯地层省的确切边界仍然存在争议。

放射性数据表明，该地层省的哥伦比亚部分保存了一段长期的太古宙至中元古宙的火成和变质历史，结晶年龄大致从18.5亿年至13亿年（Ga）。此外，该地区还包含一些中元古宙格伦维利安期的地壳残余，这些残余被解释为文塔里-塔帕约斯地层省的一部分，或者是普图马约造山运动的证据。同时，该区域还存在较新的埃迪卡拉纪至寒武纪的侵入体。尽管已有数十年的研究，但在该区域的地质演化方面仍然存在许多知识空白，包括：（1）由于不一致或过时的命名体系，地壳单元之间的岩石地层关系尚不明确；（2）对构造背景的理解仍然有限，特别是关于太古宙火成弧的存在仍存在争议；（3）地质年代数据的整合仍然不足，这些数据分散且分布不均；（4）地层省的边界定义模糊，这在很大程度上是由于广泛的沉积层和森林覆盖所导致的。

为了解决这些问题，本研究综合并批判性地评估了哥伦比亚东部地壳的岩石学、地质年代学和构造学特征，特别关注太古宙和中元古宙的地质演化过程。我们采用激光烧蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）技术对关键露头进行了新的铀-铅锆石年代测定，并将这些结果与广泛的文献资料结合，利用先进的数字空间分析工具进行整合。这种方法不仅对之前分散的数据集进行了统一解释，还重点测试了哥伦比亚段的亚马逊克拉通的基础模型。研究特别关注尚未解决的争议，包括岩石地层命名的不一致、火成弧存在的可能性，以及在后续构造热事件中中温矿物的重置过程。本研究的目标是澄清该区域前寒武纪演化的关键方面，并为未来的地质调查和区域构造模型提供重要的约束条件。

在对地质研究的回顾中，可以发现尽管自20世纪20年代以来已有大量研究，但关于亚马逊克拉通在哥伦比亚、委内瑞拉和巴西地区的基础地质知识主要是在20世纪70年代通过全国性的地质调查项目建立的。在巴西，这项工作由RADAMBRASIL项目（1976）主导；在哥伦比亚，由PRORADAM项目（1979）负责；而在委内瑞拉，由CODESUR项目推进。这些项目以雷达和红外照片为基础，进行了系统的地质测绘，随后开展了实地考察，以获取更详细的地质信息。这些早期的调查工作为后续的研究奠定了基础，但也暴露出一些不足之处，如地层命名体系的不一致、地质年代数据的分散性以及构造背景的不确定性。

本研究通过新的铀-铅锆石年代测定，对关键露头的锆石晶体进行了分析。这些样品包括CHB-06和CHB-11（含正长石、石英和斜长石的片麻岩）、CHB-20（石英-电气石片麻岩）以及ITV-01（钾长石花岗岩）。样品的制备遵循标准程序，包括破碎、筛分、淘洗和手工挑选单个锆石晶体。锆石样品在扫描电子显微镜（SEM）下进行分析，采用背散射电子（BSE）模式以观察晶体结构和矿物组成。这些新的年代测定结果与广泛的文献资料相结合，利用先进的数字空间分析工具，对数据进行了整合，以形成一个更加全面和准确的区域地质图景。

在岩石地层框架的构建中，本研究借鉴了巴西国家地质调查局（CPRM）在地质测绘中采用的现代方法。我们根据露头关系、岩石学特征和地球化学数据，将地壳划分为不同的岩石地层单元。这些单元不仅具有明确的岩石学特征，还与相应的地质年代数据相联系，从而形成一个系统的岩石地层框架。这种框架有助于厘清不同地质单元之间的关系，为区域构造演化研究提供更加可靠的依据。

在讨论部分，本研究提出的综合构造模型主要依赖于铀-铅锆石年代数据，这些数据定义了太古宙至中元古宙火成和变质事件的时间。中温地质年代数据（如Rb-Sr、K-Ar和40Ar/39Ar）则被用于说明相对冷却历史和后期的构造热事件影响。关闭温度的考虑指导了这些数据的解释，从而确保了对地质事件时间的准确判断。通过将这些数据在分析和解释上保持独立，我们提供了更加精确和可靠的结果，以支持对区域构造演化的深入理解。

本研究的结论表明，尽管不同学者提出了多种解释，但关于亚马逊克拉通的地质演化已经建立了一个基本框架。这一框架可以总结为：在现今里奥内格罗地层省或里奥内格罗带的东部边界附近，至少有一个火成弧的碰撞和增生事件，导致了18.5亿年至17.2亿年间高程度的变质作用和碰撞期的岩浆活动。这些事件不仅塑造了该区域的地壳结构，也为后续的构造演化奠定了基础。通过本研究，我们希望为该区域的地质调查提供更加清晰的指导，并为未来的区域构造模型提供重要的依据。