《Journal of African Earth Sciences》：Age and provenance of the Klipheuwel Group in South Africa: Vestiges of a Cambro-Ordovician rift in southwest Gondwana
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摘要南非西开普省的克里普休韦勒群以多个西北向沉积岩体保存下来，这些粗碎屑裂谷型沉积岩记录了泛非碰撞构造（5.45–5.2亿年前）向盆地形成及西冈瓦纳地块南部开普超群广泛沉积（约小于4.85亿年前）开始的转变。迄今，克里普休韦勒群基于其地层位置被认为是寒武纪的，对其区域意义的理
摘要
南非西开普省的克里普休韦勒群以多个西北向沉积岩体保存下来，这些粗碎屑裂谷型沉积岩记录了泛非碰撞构造（5.45–5.2亿年前）向盆地形成及西冈瓦纳地块南部开普超群广泛沉积（约小于4.85亿年前）开始的转变。迄今，克里普休韦勒群基于其地层位置被认为是寒武纪的，对其区域意义的理解十分有限。本研究调查了克里普休韦勒群北部和南部沉积中心的七个样品，旨在确定其作为群的连贯性，并确定其物源以及在西南冈瓦纳形成这些粗碎屑裂谷型沉积物的可能构造驱动力。碎屑锆石年龄测定揭示了最大沉积年龄为492.3±4.5百万年，由此推断克里普休韦勒群的沉积年龄为晚寒武纪，可能为早奥陶纪。克里普休韦勒群北部沉积岩体的碎屑锆石年龄呈双峰分布（1200–1030 Ma和640–540 Ma），表明南美洲的巴西诺造山带和北部的纳马夸变质杂岩为可能的物源区。南部克里普休韦勒盆地中厚得多的（>2000米）受断层控制的岩系显示出明显的单峰碎屑锆石年龄分布（560–520 Ma），表明碎屑来源于下伏的开普花岗岩套。裂谷型沉积作用与影响南非西部大部分基岩的热事件有关，包括A型花岗岩和基性岩墙的花岗岩侵入。510–485百万年之间的全岩和云母Ar-Ar年龄指示地壳减薄，同时与伸展构造期间的基性下垫作用有关。南非、南美洲和南极洲年龄相当的沉积及火山沉积裂谷型岩系表明冈瓦纳外围边缘存在区域尺度的伸展和地壳减薄。与单个盆地裂解相关的伸展应力指向沿西南冈瓦纳外围收敛边缘形成的南太拉尼亚俯冲带上的板片回滚导致了地壳拉伸和减薄。因此，克里普休韦勒群的小型裂谷型盆地代表了泛非碰撞构造事件后10–20百万年内西南冈瓦纳合并所引发的伸展构造过程的地表表现。
引言
西南冈瓦纳沿泛非/巴西诺造山带在埃迪卡拉纪至寒武纪早期至中期（约6.2–5.3亿年前）的拼合之后，很快便开始了早至中奥陶纪的大陆边缘广泛沉积，如南非的开普超群（例如，Tankard等，1982；Broquet，1992；Thamm和Johnson，2006；Cawood等，2021）。从碰撞构造通过隆起和准平原化到盆地形成的快速转变，由南非西开普省的克里普休韦勒群岩石所记录。克里普休韦勒群是一套粗粒的、厚达2000米的花岗质碎屑岩序列。这些岩石或为断层边界，或与下伏的萨尔达尼亚带泛非基底（约5.5–5.2亿年前）呈不整合接触，并又被开普超群岩石（<4.85亿年前）不整合覆盖（图1；Rust，1973；De Villiers，1980；SACS，1980；Gresse等，2006；Thamm和Johnson，2006；Frimmel等，2013；Kisters和Belcher，2018；Raath等，2024）。因此，这套岩石序列是一个重要的时间标志，它们代表了从碰撞构造向广泛盖层序列形成过渡的构造过程的沉积响应（Barnett等，1997；Tankard等，2009）。在南美洲和南极洲也保存着类似的晚寒武纪至早奥陶纪碎屑或火山沉积岩系，它们覆盖在泛非/巴西诺造山带或更老的基底岩石之上，如上遗产群和纳韦尔尼耶乌组（Storey等，1996；Curtis和Lomas，1999；Curtis等，1999；Rapela等，2003；Gonzales等，2018）。这些小型盆地的位置对应于西南冈瓦纳古太平洋边缘附近并沿该边缘分布的区域。
古太平洋边缘的碎屑沉积伴随着深部地壳层的高温变质作用，与约5.2–4.8亿年间浅部S型和A型花岗岩岩浆作用同时发生（Paulsen等，2023；García-Arias等，2024）。这一热事件（约5.2–4.8亿年前）被不一致地解释为冈瓦纳南部边缘南太拉尼亚俯冲带上方板片回滚导致的地壳伸展和减薄（Cawood等，2007，2009；Oriolo等，2021；García-Arias等，2024）、板片脱离（Rapela等，2018）、岩石圈底脱（Mpodozis和Kay，1992；Frimmel，2000）或南部收敛边缘俯冲期间或之后地幔柱的到达（Frimmel，2000；Murphy等，2024）。
南非西部容纳克里普休韦勒群的小型粗碎屑盆地的形成代表了西南冈瓦纳边缘在晚寒武纪和早奥陶纪的区域构造变质演化及构造设置的地表表现。先前报道的克里普休韦勒群最年轻碎屑锆石年龄指示最大沉积年龄为约551±3百万年（Frimmel等，2013）。然而，由于该序列不整合覆盖于约5.3亿年前的开普花岗岩套之上（Kisters和Belcher，2018），其岩石可能更年轻。本研究提供了克里普休韦勒群的U-Pb碎屑锆石年龄和碎屑物分析，旨在限定其沉积时代和物源。这使得可以与南美洲和南极洲年龄相当的盆地进行对比和比较，这些盆地在同一时期记录了更广泛的西南冈瓦纳背景下的构造和地表过程。进而，这可能有助于我们理解导致从泛非碰撞构造向晚寒武纪至早奥陶纪广泛盖层序列形成过渡的过程。
章节摘要
萨尔达尼亚带
西南冈瓦纳的泛非萨尔达尼亚带记录了埃迪卡拉纪晚期至寒武纪早期亚当斯海洋的闭合，并标志着西南冈瓦纳拼合的开始。该带代表了西冈瓦纳造山带的最南延部分，该造山带大约在5.5亿和5.2亿年前沿卡拉哈里克拉通西南边缘发育，是对卡拉哈里和里奥普拉塔大陆板块之间长期斜向汇聚的响应（Kisters，
样品描述和分析方法
本研究采用了三种分析方法调查克里普休韦勒群的物源和年龄。对克里普休韦勒群北部和南部沉积岩体的露头进行了采样，以获取具有空间代表性的数据。
碎屑物统计分析
克里普休韦勒群北部（雷德林胡伊斯和艾恩德库伊尔地区）的碎屑物主要由脉石英（55%）组成，其次是石英岩（10%）、页岩（7%）、砂岩（20%）和泥岩（8%）（图1，2A和表1）。此处碎屑物在砂岩相中主要为次圆状，在砾岩相中为次棱角状，总体显示中等球形度。对于砂相，碎屑物粒径平均范围为2厘米至4厘米，有限数的异常值除外，而砾岩
克里普休韦勒群的沉积作用和物源
克里普休韦勒群的沉积记录了萨尔达尼亚带泛非岩石（斯瓦尔兰杂岩、马尔姆斯伯里群和开普花岗岩套）的剥蚀和侵蚀，同时也接收了来自更远物源区的碎屑物。值得注意的是，碎屑锆石年代学、碎屑物统计和古水流分析表明克里普休韦勒群北部和南部出露区之间存在明显的物源差异（图7）。以脉石英碎屑物为主（>55%，图2A）
结论
克里普休韦勒群的碎屑锆石年龄表明加权平均最大沉积年龄为492.3±4.5百万年。东向古水流方向和克里普休韦勒群北部沉积中心碎屑锆石的双峰年龄分布（1200–1030 Ma和650–540 Ma）表明物源来自北部和西北部的中–新元古代陆块（纳马夸兰和南美洲陆块）（图2，图4，图7）。相比之下，单峰锆石年龄分布（560–520 Ma）和西北
作者贡献声明
Ruan Raath：撰写——原稿，可视化，方法论，调查研究，形式分析，数据管理，概念构思。Clarisa Vorster：撰写——原稿，可视化，资源获取，方法论，调查研究，形式分析。Cameron Penn-Clarke：撰写——审阅与编辑，验证，监督，软件，资源获取，方法论，经费获取。Alexander Kisters：撰写——审阅与编辑，可视化，验证，监督，项目管理，经费
未引用参考文献
Caputo和Crowell，1985；Dickinson和Suczek，1979；Dickinson，1985；González等，2018；Harrell，1984；Ingersoll等，1984；Pettijohn，1975；Pettijohn等，1987；Powers，1953；Reid等，1991；SACS和de Grys，1980；Udden，1914；Visser，1989；Wentworth，1922；Zimmermann等，2011。
利益冲突声明
? 作者声明不存在任何已知的竞争性经济利益或个人关系，这些利益或关系可能影响本文所报告的工作。
致谢
作者感谢斯泰伦博斯大学研究生奖学金计划（PSP）提供的研究经费。感谢期刊编辑和审稿人花费时间、提出意见和建议。感谢比勒陀利亚大学石人实验室的Jaco Delport先生和约翰内斯堡大学地质系的Rebeun Ngobeli先生提供样品制备方面的帮助。感谢Henriette Ueckermann女士和Anna Molekwa女士提供协助
Ruan F. Raath | Clarisa Vorster | Cameron R. Penn-Clarke | Alexander F.M. Kisters
TECT地质咨询公司，Unit 3 Metrohm House, Gardner Williams Ave, Somerset West, 南非
