赞比亚东北部班韦乌卢地块泛非期以来构造演化的裂变径迹约束

本文利用锆石和磷灰石裂变径迹方法探讨了班韦乌卢地块泛非期以来的主要构造演化时间。为研究班韦乌卢地块的构造活动,本文从班韦乌卢地块中部卡帕图地区的沉积盖层姆波罗科索群的姆巴拉组、萨马组和卡布韦卢马组中采集多件新鲜的岩石样品,并获得5件锆石和2件磷灰石样品裂变径迹分析结果。5件锆石裂变径迹年龄介于575±35~380±22 Ma之间,其峰值年龄组为600~572 Ma和420~390 Ma。2件磷灰石裂变径迹年龄介于59±6~27±4 Ma之间,其峰值年龄组为99~80 Ma和19~11 Ma。它们的峰值年龄组分别对应的主要时代为新元古代的埃迪卡拉纪、早泥盆世、晚白垩世和中新世。对比区域上已有的年龄数据可知,南部非洲地区新元古代的埃迪卡拉纪、早泥盆世和晚白垩世的构造活动是一个区域性的构造事件,仅中新世(19~11 Ma)的构造活动在区域上的表现尚不明确。综合前人成果资料,自泛非构造运动以来,班韦乌卢地块至少经历600~572 Ma、488~441 Ma、420~390 Ma、375~293 Ma、99~80 Ma及19~11 Ma六个构造事件。班韦乌卢地块泛非期以来的构造演化研究程度很低,此次研究成果可为今后在该地区的深入研究提供重要参考。

赞比亚北部卡帕图地区古元古代花岗岩成因:岩石地球化学、锆石年代学及Hf同位素约束

赞比亚北部地区广泛发育古元古代花岗岩,是研究班韦乌卢地块构造岩浆作用特征的天然实验室。本文对赞比亚北部卡帕图地区大面积出露的花岗岩体开展较系统的岩相学、岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究。结果显示,卡帕图地区主体花岗岩形成于2012±11~1970±20Ma,晚期浅肉红色似斑状正长花岗岩侵位年龄为1959±16Ma,均为古元古代岩浆活动,大量太古宙捕获锆石信息显示班韦乌卢地块可能存在太古宙地壳组分残留。地球化学数据表明,卡帕图花岗岩具有高硅(SiO_(2)=67.93%~72.80%)、高铝(13.85%~14.91%)、富钾(Na_(2)O/K_(2)O=0.29~0.89)、低镁(0.38%~1.93%)、低磷(0.10%~0.23%)的特点,铝饱和指数A/CNK在1.04~1.19之间,CIPW刚玉标准分子指数大于1%(1.01%~2.51%);稀土元素分配模式整体右倾,其中主体花岗岩稀土含量较高(ΣREE=191.79×10^(-6)~294.25×10^(-6)),Eu负异常(δEu=0.26~0.53),晚期浅肉红色似斑状正长花岗岩稀土含量相对较低(ΣREE=48.58×10^(-6)~54.00×10^(-6)),Eu弱正异常(δEu=1.04~1.37);微量元素中,卡帕图花岗岩富集Rb、K等大离子亲石元素,亏损Ba、Sr和高场强元素Nb、Ta等,并具有较低的Cr(3.56×10^(-6)~65.6×10^(-6))、Co(1.99×10^(-6)~12.5×10^(-6))和Ni(2.16×10^(-6)~33.7×10^(-6))含量;以上特征表明研究区古元古代花岗岩属于S型花岗岩。Hf同位素结果表明,卡帕图花岗岩的εHf(t)值和二阶段模式年龄tDM2值分别介于-15.9~+4.7和2289~3596Ma,远大于其锆石的结晶年龄,指示岩浆源区成分的强不均一性,岩浆源区系太古宙-古元古代陆壳部分熔融产物,存在不同程度的地幔物质混入。此外,主体岩石较高的CaO/Na_(2)O和低的Rb/Sr比值,表明主体花岗岩原岩是由地壳砂质岩部分熔融而来;晚期浅肉红色似斑状花岗岩低的CaO/Na_(2)O和高的Rb/Sr比值,指示泥质岩源区熔融。综合区域和全球构造演化历史,本次研究认为卡帕图花岗岩形成于坦桑克拉通与班韦乌卢地块同碰撞的构造环境,该期岩浆活动可能是Columbia超大陆的碰撞造山事件在班韦乌卢地块的地质响应。