文：沧海冒险家

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编辑：沧海冒险家

在新元古代晚期，构成南美洲和非洲当今构造的主要克拉通，与几个较小的地壳块的相互作用导致了冈瓦纳西南部的合并。这一过程涉及多个造山事件，被称为巴西造山运动，一直延伸到寒武纪。

接下来这篇文章，小海就给大家讲一下，我们如何能从大西洋沿岸变质泥岩的构造，去观察到一些变质沉积物中显微的结构。

构造介绍

从全球的角度来看，新元古代晚期到寒武纪冈瓦纳大陆的组装，是新元古代早期罗迪尼亚分裂后聚合的结果。

然而许多南美南部和非洲地壳地块，参与罗迪尼亚岛的过程受到了挑战，因此这些地区的新元古代早期地质记录，不一定会记录罗迪尼亚岛的分裂。

巴西利亚诺带南部的埃斯特角地体，记录了托尼安构造岩浆作用过程，这些过程也被解释为俯冲或大陆裂谷作用的结果。

此外，这个位于大西洋开辟前的非洲加里普带附近的南美地体，是重建这些造山带之间时空关系的基础。

地体基底的岩浆和变质时代的沿海地体相似，这两个地体先前已相互关联，然而岩浆作用的构造背景已被广泛讨论。

这种变质沉积地层被设想为浊流岩层序，可能与非洲带的奥兰治蒙德群相关，但它所在盆地的性质相关联，其同位素特征、来源和沉积年龄仍在讨论中。

地质框架

在南大西洋两岸，一系列造山系统记录了新元古代晚期，在巴西利亚诺造山旋回期间冈瓦纳大陆的合并。

在其南部是与南美拉普拉塔河克拉通，与非洲卡拉哈里和刚果克拉通，以及几个较小的大陆碎片相互作用的结果。

这种构造标志着地体之间的边界，具有一系列地质特征差异，特别是在基底年龄方面，以及埃迪卡拉纪岩浆作用的地球化学和同位素特征差异。

与南美洲和非洲大西洋边缘的大多数造山带一样，多姆-费利西亚诺带的演化传统上被解释为洋壳俯冲和随后的碰撞。

参与这个大型造山过程的几个小大陆碎片被保存为基底内层，记录了与冈瓦纳西南部合并有关的几个变形和变质过程，被解释为新元古代刚果克拉通的边缘片。

与这些较旧的地下室碎片相比，在多姆-费利西亚诺袋内发现了两个 托尼安-克里吉安地块。它们是圣加布里埃尔和埃斯特角城地区，分别位于该带的西部和东部。

这两个地块包含部分重叠的岩浆年龄，但具有对比鲜明的同位素特征，其中第一个主要是年轻的，而第二个明显涉及地壳来源的改造。

圣加布里埃尔包括两个主要的岩浆组合，被解释为两个不同的岩浆弧，以及被动边缘组合和残留蛇绿岩复合体。

埃迪卡拉纪花岗岩岩浆作用

较小的埃迪卡拉火山沉积物和盆地，其中最重要的是Aguirre山地层，以圣卡洛斯地层为代表的晚期造山火山沉积物遗迹。

Cerro Olivo Complex是一种高级变质杂岩，由正衍生和副衍生单元组成，该复合体显示出多相演化，正片麻岩的主要岩浆年龄范围为 800 至 760 Ma，继承的锆石颗粒产生古至中元古代年龄。

麻粒岩相变质作用和随后的混合作用影响了基底，660 至 640 Ma，该事件与轻微的镁铁质变形后岩浆作用同时存在，年龄从 659 到 635 Ma。

不过该杂岩的地层学尚存争议，正、副片麻岩关系复杂，基于有限的结构实地观察，大多数模型提出基性岩和副衍生岩是复合体中最古老的岩石，基于当地保存的沉积结构，Basei 提出了 Rocha 组沉积的河流到潮汐平原的过渡环境。

根据公认的最年轻的碎屑锆石簇，首次估计沉积时间的限制在 > 600 Ma，而最近的贡献提出最大沉积年龄为 569 ± 10 Ma。

长英质火山侵入岩浆作用构成埃迪卡拉纪埃斯特角地体历史的重要组成部分，记录了长期演化并与 Dom Feliciano 带的大规模剪切带频繁联系。

这些沉积在大约之间在以 Laguna de Rocha 剪切带为界的限制性盆地中，该地层被解释为在伸展或转张环境中沉积，后来被与 Laguna de Rocha 剪切带的挤压活动同时期的单相折叠反转。

罗查组岩性特征

地层的露头稀少且不连续，但在乌拉圭大西洋沿岸观察到的暴露最好，变质泥岩是该单元的主要岩性，变砂岩和变质砂岩仅在沿海地区出现。

从岩相学上看，它们是分选较差、非常细到细粒的岩石，基质含量高达 30%，它们由石英 (70–85%)、长石 (10–20%) 和岩屑 (< 5%) 的亚角形至亚圆形碎屑组成。

石英碎屑为单晶或多晶，显示出不同的内部微观结构，例如波状消光、亚晶以及通过鼓胀和亚晶旋转进行动态再结晶的证据，长石碎屑是钠长石化斜长石和钾长石。

一些晶粒也部分或完全被绢云母所取代，岩屑主要是白云母-石英-片岩碎片，碎屑黑云母全部或部分转化为绿泥石，以及碎屑和新形成的白云母也被识别出来。

变泥质岩显示出以细粒石英、次要长石和数量不定的细粒白云母为主的成分。最后一个特征，连同晶粒尺寸的变化，决定了变泥质岩中的初级层理。

变质等级和显微结构

层序变质程度低，在 Laguna de Rocha 剪切带附近，变质沉积物中的矿物组合以绿泥石为主，而石英的延展性特征是凸起和亚晶粒旋转。

在同一剪切带另一侧的邻近 Sierra de Aguirre 组也进行了类似的观察，可与描述的黑云母作为变质矿物的存在并未得到证实，在变砂岩的情况下， S 2解理显示出不同的特征，与粒度和基质的数量直接相关。

粗粒、贫基质砂岩解理发育不规则、不连续，细粒变砂岩、变泥质岩解理平行发育。构成解理的主要矿物为细粒至中粒白云母，伴有少量绿泥石。

与压力溶解过程相关的石英脉，在 Rocha 地层中很常见，它们通常呈波状并平行于解理，石英的动态再结晶以膨胀为主。

一些石英碎屑被拉伸，长轴平行于解理，变砂岩内存在方解石块在地层的北部很常见，这些方解石颗粒显示出不太常见的弯曲孪晶。

在变质沉积物中观察到的所有显微结构表明，变形在低于 400 °C 的温度下是活跃的，这与观察到的下部绿片岩相一致。

在以前的研究中没有发现等效的年龄，这意味着较年轻的沉积物在某种程度上也参与了这个复合体，尽管据报道大多数正片麻岩和副片麻岩之间存在结构关系。

此外，产生新元古代到晚古元古代 U-Pb 年龄的碎屑锆石的同位素特征，显示主要为正的 εHf 值和中古元古代TDM模型年龄，与 Nico 盖层演替的已知数据形成对比。

那里的成分总是有很好的代表性，产生新元古代到古元古代 U-Pb 年龄的锆石的 εHf 值主要为负值。

因此，与之前的提议相比，Nico Pérez Terrane 地下室可能不是 Cerro Olivo Complex 分析的副片麻岩的重要源区。

正、副片麻岩与构造意义的关系

尽管 Cerro Olivo Complex 具有地壳特征，但没有明确的基底可识别，但一些特征表明变质沉积岩是这种 Tonian 岩浆作用的重要来源。

此外，在正片麻岩和副片麻岩之间观察到的 Lu-Hf 值的趋势，也表明原始岩浆对变质沉积岩的同化过程。

正片麻岩和副片麻岩的 Lu-Hf 结果不同，副片麻岩中新元古代至古元古代锆石的 εHf 值大多为正值，而正片麻岩的新元古代锆石均为负值。

由于 Dom Feliciano 带中元古代单元的已知特征混合了地壳和地幔信号，但倾向于地壳信号，这表明这些锆石具有远源。

在非洲一侧的 Kaoko 带的沿海地体中，也可以发现非常相似的 Tonian 岩浆年龄，不仅基于年龄谱，而且还基于两者的地球化学，已经设想了两个地壳块之间的这种相关性，并得到进一步支持通过 ca 的高 T/低 P 麻粒岩相变质作用。

而两个区块的副衍生岩石的碎屑锆石光谱也显示出惊人的相似性，加强了两个区块之间已经设想的相关性。

在后退的增生造山运动中，一个可能的替代方案是调和弧和裂谷设置明显矛盾的特征，即伸展弧。

正片麻岩的地球化学特征主要是弧状，结果还表明与沉积物同化有关的污染的一个重要组成部分，这可能是由于这些较古老的地壳来源与 Tonian 幼年输入的混合。

这种上板块延伸的俯冲情景不仅可以解释 Cerro Olivo Complex 的特殊特征，还可以解释部分同时代但不同的 São Gabriel Terrane的存在的原因。

其特征是 Tonian 岩浆作用占主导地位弧形环境中的幼年幔源贡献，以埃斯特角和沿海地体为代表的刚果克拉通边界的早期俯冲，可能导致弧和弧后区域的局部地壳伸展，记录在以 Dom Feliciano 的基底内层为代表的较小地壳碎片中腰带。

俯冲导致 São Gabriel 幼鱼群向大陆边缘增生，这种增生被认为发生在 770 和 760 Ma 之间，当时两个地块中的岩浆活动在年龄上重叠。

之后在高达 720 Ma 的新活动边缘发生了进一步的岩浆作用，在 ca 的两个地体中都发现了具有后碰撞特征的岩浆作用。

但长英质片麻岩中的岩浆年龄可以在 Punta del Este Terrane 中找到, 直到主变质峰的年龄, 即约 665 Ma，这可能代表相同的岩浆作用。

来源和年龄限制

大多数新元古代锆石颗粒的 εHf 值为正值，介于 + 1 和 + 14 之间，表明它们的来源很年轻。

这一事实排除了 Cerro Olivo Complex，特别是具有负 εHf 值特征的正片麻岩，作为 Rocha 地层的来源。

另一方面，没有记录 Dom Feliciano 带大量广泛分布的埃迪卡拉纪花岗岩岩浆作用典型年龄的颗粒，这表明它没有作为该盆地的源头参与，尽管它们可能是同时代的。

总而言之，所有列出的特征都指向 Dom Feliciano 带及其基底的异地来源，另一方面，Kalahari Craton 的同位素特征和年龄与此处报告的新结果非常吻合，表明 Rocha 地层具有 Kalahari 亲和力。

特别是Rocha 组的同位素特征与 Gariep 带 Marmora 地体的 Oranjemund 组的同位素特征一致，加强了两个单元之间已经提出的联系。

因此，Rocha 地层被设想为 Gariep 带 Marmora 地块的一部分，该地块在埃迪卡拉纪与 Dom Feliciano 带增生。

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