中太古代的阿尔戈多埃罗变质花岗岩：解开阿拉苏阿伊造山带基底构造之谜的新线索

该研究在Araçuaí造山带西部发现Algodoeiro片麻岩基岩透镜体，通过岩石学、地球化学和U-Pb锆石年代学分析，确认其属于中元古代（约2.87 Ga）钙碱-过铝质片麻岩，具有与Guanhães杂岩体片麻岩相似的特征，揭示SFCP构造叠置过程。

Geysianne Morais|Matheus Kuchenbecker|Danilo Barbuena|Lucas Almeida de Souza|Hugo Marques Ascendino Teixeira|Lucília Aparecida Ramos de Oliveira

米纳斯吉拉斯联邦大学地球科学研究所地质学研究生项目。地址：Av. Antônio Carlos, 6627, Campus Pampulha, Belo Horizonte, MG, 巴西

摘要

奥罗西里安时期的圣弗朗西斯科-刚果古大陆（SFCP）是新元古代至早古生代冈瓦纳超级大陆形成过程中涉及的地壳板块之一。在这次碰撞事件中，其边缘经历了重加工和破碎，最终以基底岩体的形式保存在巴西-泛非造山带中。尽管SFCP在理解地球最早大陆形成过程方面具有重要作用，但其构造演化及实际范围仍知之甚少。在新元古代的阿拉库阿伊造山带中，有几个基底岩体，其中的太古代和古元古代岩石对于重建SFCP的构造具有重要意义。本文报道了在阿拉库阿伊造山带西部埃斯皮尼亚苏山脉发现的一个小型基底岩体。通过综合野外观察、岩石学分析、全岩地球化学研究及锆石U-Pb测年，我们对该岩体进行了表征，并讨论了其区域地质意义。该岩体属于中太古代（约28.7亿年前）的变粒岩，被推覆在埃斯皮尼亚苏超群的变质沉积岩之上。阿尔戈多埃罗变粒岩主要由浅色、富铝、含镁的钙碱性变粒岩组成，具有中度至强烈的稀土元素分异特征，并伴有明显的负Eu异常。岩石学和地球化学特征（尤其是稀土元素比值及多元素组成）以及地质年代学数据表明，这些岩石与更东侧瓜尼亚斯基底岩体中的片麻岩具有亲缘关系。阿尔戈多埃罗变粒岩中的变形和变质作用发生在巴西-泛非造山运动的同期或后期。总体而言，这些证据表明阿尔戈多埃罗变粒岩是西冈瓦纳大陆形成过程中在阿拉库阿伊造山带内重新形成的SFCP碎片。

引言

重建地球上最早大陆的构造配置具有挑战性，因为保存完好的太古代地壳非常稀少，通常被较年轻的构造事件覆盖或埋藏在沉积层之下。在这种情况下，基底岩体作为古老地壳片段的暴露露头，成为研究这些地质过程的天然档案，为我们提供了直接了解早期大陆地壳性质、其在后续构造事件中的重新激活过程以及塑造古代超级大陆的破碎与碰撞机制的关键信息（例如，Brito-Neves等人，2021年；Kuchenbecker和Barbuena，2023年）。

在巴西东部，圣弗朗西斯科克拉通（SFC）是南美洲的主要地质构造单元之一。它与非洲的刚果克拉通共同构成了稳定的圣弗朗西斯科-刚果古大陆（SFCP）。SFCP是在西德里安期至奥罗西里安早期期间通过长期造山作用形成的（例如，Oliveira等人，2010年；Cruz等人，2016年；Heilbron等人，2017年；Teixeira等人，2017年；Barbosa等人，2020年）。后来，在新元古代至早古生代，SFCP成为冈瓦纳超级大陆合并过程中的关键地壳组成部分（图1A）。在这次碰撞过程中，SFCP的边缘经历了剧烈重加工和破碎，如今以基底岩体的形式保存在巴西-泛非造山带中（例如，Brito-Neves等人，2021年；Kuchenbecker和Barbuena，2023年；图1A）。

尽管SFCP在早期大陆地壳的形成中起着关键作用，但其构造演化及实际范围仍不甚明确。虽然提出了多种构造模型，但大多数模型认为巴西-巴伊亚造山运动反映了两个主要大陆块体——加维昂克拉通和刚果克拉通——以及其间存在的太古代微大陆和古元古代岛弧的汇聚（例如，Oliveira等人，2010年；Cruz等人，2016年、2024年；Alkmim和Teixeira，2017年；Barbosa和Barbosa，2017年；Heilbron等人，2017年；Bruno等人，2021年；Grochowski等人，2021年；Victoria等人，2025年）。然而，这些微大陆的精确识别及相关古克拉通的边界划分仍存在不确定性。新发现的阿拉库阿伊造山带内的基底岩体为重建SFCP提供了重要信息，因为它们可能代表了圣弗朗西斯科克拉通（北部和南部）与刚果克拉通之间的地壳连接（例如，Degler等人，2018年；Kuchenbecker和Barbuena，2023年）。

基于此，我们首次对阿拉库阿伊造山带内的阿尔戈多埃罗变粒岩进行了岩石学、地球化学和地质年代学研究（Teixeira和Souza，2024年），旨在将其与周边基底岩体进行对比，以更精确地重建SFCP的原始构造。

圣弗朗西斯科-刚果古大陆与早期地壳

SFCP是在里阿西亚恩-奥罗西里安时期的巴西-巴伊亚造山运动中形成的，由多个太古代微大陆和古元古代岛弧聚合而成（例如，Cruz等人，2016年、2024年；Bruno等人，2021年；Kuchenbecker和Barbuena，2023年）。尽管这是一次重要的古元古代碰撞事件，但它是否参与了更广泛的努纳/哥伦比亚大陆的合并仍存在争议，因为古地磁数据提供了不同的解释（例如，D’Agrella-Filho等人）

野外工作与岩石学研究

我们进行了野外工作，对阿尔戈多埃罗变粒岩的岩性进行了描述和采样。在LAMIN/CEGEO/UFVJM实验室制备了8个薄片（图2），并使用Leica DM2500P岩石显微镜进行分析，照片由连接在显微镜上的数码相机拍摄。矿物成分通过视觉观察确定，矿物缩写遵循Whitney和Evans（2010年）的建议。

全岩地球化学

地球化学分析在SGS GEOSOL实验室完成

野外与岩石学特征

该基底岩体最初由Teixeira和Souza（2024年）在半详细地质填图中发现，他们在阿尔戈多埃罗村附近的Soberbo溪流沿岸发现了高度变形的变粒岩（图2）。根据1:100,000比例的区域地质图，埃斯皮尼亚苏超群的岩石覆盖了整个区域（例如，Souza和Grossi-Sad，1997年）。该研究揭示了变粒岩体的分布范围及其特征

岩浆后作用：岩石学分析

虽然变质作用部分破坏了研究变粒岩的原始火成矿物特征（尤其是钾长石和斜长石之间的关系，常被白云母和石英替代），但保留的构造和成分特征表明其原岩可能属于单斜长石花岗岩、正长石花岗岩和石英正长岩。

显微结构特征表明岩石经历了脆性-韧性变形，并伴有低级别流体活动

结论

阿尔戈多埃罗变粒岩属于中太古代的浅色钙碱性变粒岩，具有富铝和含镁的特征。这些岩石表现出中度至强烈的稀土元素分异，伴有负Eu异常。其岩石学和地球化学特征与瓜尼亚斯复合体中的片麻岩非常相似，尤其是佩德拉梅尼纳地区的片麻岩。这些相似性结合结晶年龄和地理位置进一步证实了它们之间的联系

作者贡献声明

Lucília Aparecida Ramos de Oliveira：撰写、审稿与编辑。Hugo Marques Ascendino Teixeira：研究、数据管理。Lucas Almeida de Souza：研究、数据管理。Danilo Barbuena：撰写、审稿与编辑、可视化、验证、监督、资源获取、正式分析。Matheus Kuchenbecker：撰写、审稿与编辑、可视化、验证、监督、资源获取、项目管理、资金获取、正式分析。Geysianne Morais：

未引用参考文献

Boynton, 1984; D'Agrella-Filho等人，2020; Medeiros等人，2024; Pedrosa-Soares等人，2020; Santos等人，2015; Silveira Braga等人，2021; Thompson, 1982.

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本研究得到了米纳斯吉拉斯研究基金会（FAPEMIG；资助编号APQ-01991-24）和国家科学技术发展委员会（CNPq；资助编号406757/2025-9）的财政支持。第一作者感谢教育部高等教育人员培训协调委员会（CAPES）提供的博士学位奖学金。MK是CNPq的研究学者（资助编号307864/2025-1）。作者还感谢UFVJM大学的LMMA实验室提供的扫描电子显微镜/能谱仪分析支持。