埃斯特尔·菲洛梅娜·恩加·埃松巴·茨翁吉（Estelle Philomene Nga Essomba Tsoungui）| 赫米娜·姆沃多（Hermine Mvodo）| 古斯·吉布里尔·库安卡普·诺诺（Gus Djibril Kouankap Nono）| 罗宾逊·查楚恩（Robinson Tchatchueng）| 布里斯·坎古亚·沃吉亚（Brice Kamguia Woguia）| 帕特里克·阿永塔·肯内（Patrick Ayonta Kenne）| 伊莎贝尔·D·沃尔夫（Isabelle D. Wolf）| 让-保罗·恩岑蒂（Jean Paul Nzenti）
喀麦隆马鲁阿大学国家高级矿业与石油工业学院采矿工程与矿物加工系，邮政信箱46号，马鲁阿
摘要 宋-霍特（Song-Hot）地区位于喀麦隆刚果克拉通的西北部。通过岩石学、地球化学和地质年代学研究，揭示了尼奥恩（Nyong）复合体内部地壳演化机制的关键特征。研究区域主要包括石榴石-辉石片麻岩和黑云母-绿帘石片麻岩。这些片麻岩的二氧化硅（SiO2 ）含量介于中等到长英质范围（60.2–73.3 wt%），氧化镁（MgO）浓度较低（0.3–1.98 wt%），相应的镁指数（Mg#）也较低。石榴石-辉石片麻岩具有闪长岩至花岗闪长岩的成分，而黑云母-绿帘石片麻岩则为花岗岩性质。宋-霍特地区的变质长英岩来源于过铝质、钙碱性岩浆。石榴石-辉石片麻岩的微量元素特征显示锶（Sr）和铌（Nb）含量减少，同时锆（Zr）和钍（Th）含量增加；相比之下，黑云母-绿帘石片麻岩则表现出锆、钍和铌的减少以及锶的增加。这些地球化学特征表明，在其形成过程中地壳和/或地幔发挥了作用。锆石的微量元素特征结合全岩地球化学分析表明，石榴石-辉石片麻岩是通过分结晶作用和部分熔融作用由交代变质的玄武岩源岩形成的。黑云母-绿帘石片麻岩则是由古老地壳的部分熔融作用形成的，这一过程受到俯冲相关流体的影响。激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）/铀-铅（U-Pb）分析结果显示其结晶年龄为26.95 ± 10百万年。大多数锆石的边缘和核心年龄相似，表明这些颗粒在后续的变质事件中未发生显著的重结晶。这一年龄特征表明尼奥恩复合体中保留了新元古代地壳物质。宋-霍特地区的地质动力学演化过程，以26亿年的结晶年龄为标志，与阿元古代的尼奥恩（Nyong）和恩特姆（Ntem）复合体相似。
引言 喀麦隆刚果克拉通的西北边缘由恩特姆（Ntem）和尼奥恩（Nyong）复合体组成。恩特姆复合体主要由古元古代地壳构成，而尼奥恩复合体则主要由古元古代岩石构成，同时也包含一些古元古代残留物质，这些残留物质是刚果克拉通的重塑部分。该复合体主要由托纳尔岩-特龙德杰米特岩-花岗闪长岩（TTG）、查诺基岩（charnockites）以及绿岩带（绿帘石岩、蛇纹岩、角闪岩、辉石岩、铁矿层）组成，其中还穿插着碱性正长岩（Lerouge等人，2006年；Ganno等人，2015年、2017年；Chombong等人，2017年；Nga Essomba等人，2020年）。尼奥恩复合体构成了刚果克拉通的西北边界。在喀麦隆，古元古代地壳主要体现在尼奥恩和恩特姆复合体中。恩特姆复合体同时保存了古元古代和古元古代的岩石类型，而尼奥恩复合体主要为古元古代岩石，但也包含一些古元古代残留物质，这些残留物质是刚果克拉通的重塑部分。最近的研究表明，尼奥恩复合体可能是刚果克拉通与巴西圣弗朗西斯科克拉通之间的缝合带（Loose和Schenk，2018年；Bouyo等人，2019年；Nga Essomba等人，2020年），因此它是两个克拉通之间最重要的古元古代大陆碰撞带之一（Toteu等人，1994年；Lerouge等人，2006年；Loose和Schenk，2018年；Nga Essomba等人，2020年）。从这个角度来看，它是研究古元古代汇聚板块边缘地壳演化过程的理想区域。过去二十年里，该地区的研究主要集中在铁矿床的成因上（Ganno等人，2017年；Soh Tamehe等人，2018年、2019年、2022年），而关于长英质岩石成因的研究相对较少（Toteu等人，1994年；Lerouge等人，2006年；Kouankap Nono等人，2022年）。地质年代学数据显示，尼奥恩复合体的主要岩浆和构造-变质作用发生在古元古代造山运动期间，并继承了古元古代岩石（Toteu等人，1994年；Lerouge等人，2006年；Owona等人，2022年）。这些事件与刚果克拉通西北边缘在与圣弗朗西斯科克拉顿碰撞过程中的年轻地壳增生及随后地壳重塑有关，这一过程与埃伯纳尼亚/跨亚马逊造山运动相关（Owona等人，2020a）。然而，该地区的地壳演化过程至今仍受到较少关注。
对世界各地侵入体重塑部分的详细岩石学、地球化学和同位素研究受到了广泛关注，因此提出了多种岩浆成因模型。一些研究者（Zeng等人，2011年；Hou等人，2012年；Wu等人，2015年）认为这些岩石是由俯冲大陆地壳在同步抬升过程中部分熔融后形成的，随后地壳变薄。相反，Wang等人（2016年）提出，地幔来源的超碱性岩浆的下插以及随后的地幔-地壳混合是地壳重塑的当前机制。此外，Hao等人（2019年）提出，在俯冲大陆下地幔岩浆与地壳岩浆之间的混合也可以解释碰撞带（如喜马拉雅-南藏造山带）中的大陆地壳重塑现象。最近在尼奥恩复合体的研究（Mvodo等人，2022年）表明，交代变质的幔源岩的部分熔融有助于变质火山岩的形成。这一过程也可能促进了该地区的地壳生长。因此，碰撞带中地壳生长的驱动机制仍存在争议。
宋-霍特地区位于尼奥恩复合体（图1）中，处于刚果克拉通的西北边缘。该地区主要由变质超基性岩、变质岩和变质长英岩组成。出露的变质长英岩与变质火山岩相关联，但目前对这些岩石的科学研究较少。它们与基性岩体的关联可以为尼奥恩复合体的地质动力学演化提供重要见解。在本研究中，我们整合了来自尼奥恩复合体宋-霍特地区的变质长英岩的岩石学观察、全岩地球化学分析以及激光剥蚀电感耦合等离子体质谱铀-铅（LA-ICP-MS U-Pb）锆石分析结果，以确定其来源和岩浆成因，从而更好地理解刚果克拉通西北边缘的前寒武纪地壳生长和地质动力学演化过程。
区域地质 区域地质 宋-霍特地区属于位于刚果克拉通西北边缘的太古代-古元古代基底复合体绿岩带（图1a、b；Maurizot等人，1986年；Nédélec等人，1993年）。该复合体由尼奥恩和恩特姆复合体组成（Maurizot等人，1986年；Toteu等人，1994年；Lerouge等人，2006年；Owona等人，2020a；Soh Tamehe等人，2021年），东侧与贾（Dja）和约卡杜马（Yokadouma）古元古代岩石相邻（Toteu等人，2022年），北侧与雅温得（Yaoundé）接壤。岩石学与全岩地球化学 收集了10个具有代表性的新鲜片麻岩样本进行岩石学分析。在加拿大温哥华的Geotech实验室制备并抛光了薄片，并使用传统技术对其进行了详细描述。这些样本的纹理和矿物学特征在喀麦隆雅温得第一大学通过光学显微镜进行了研究，矿物成分通过拍摄的照片确定。经过岩石学特征分析后，发现……
石榴石-辉石片麻岩 石榴石-辉石片麻岩出露在宋-霍特（Song-Hot）和邦贝二世（Bombe II）地区的尼奥恩河沿岸（图2a）。这些岩石呈深灰色，具有细至中粒结构。显微观察显示其具有异粒粒状花岗质结构，主要由石榴石、石英、斜长石、钾长石、辉石、角闪石（图2c）、不透明矿物和锆石组成。石榴石是最丰富的矿物，以自形至半自形斑晶形式存在，其中含有少量石英包裹体。年龄与形成时代 宋-霍特地区锆石的激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（CL）图像显示同心振荡分带现象和较高的钍/铀比值（0.69–2.17，即>0.1），这是岩浆锆石的特征（Corfu等人，2003年）。这些锆石中重稀土元素（HREEs）富集、正铯异常和负铕异常进一步支持其岩浆起源。这些锆石的年龄为26.95 ± 10百万年。在大多数情况下，这些锆石的边缘和核心年龄相似（表2），表明这些颗粒在后续的变质事件中未发生显著重结晶。这一年龄表明尼奥恩复合体中保留了新元古代地壳物质。宋-霍特地区的地质动力学演化过程，以26亿年的结晶年龄为标志，与阿元古代的尼奥恩和恩特姆复合体相似。构造意义 石榴石-辉石片麻岩的特点是锶（Sr）和锆（Zr）含量减少，以及高场强元素（HFSE，即铌（Nb）、磷（P）和钛（Ti）的负异常（图4c）。其高度分馏的稀土元素（REE）模式（图4b、d）表明其起源于地幔，不同于尼奥恩复合体中的克里比（Kribi）石榴石-黑云母片麻岩或巴西东北部博博雷马省（Borborema）的阿尔托莫索托（Alto Moxotó）正片麻岩、恩特姆复合体中的桑格梅利马（Sangmelima）辉长岩（Montefalco de Lira Santos等人，2017年；Mvodo等人，2022年；Akame等人）等与地幔柱相关的岩石。尼奥恩复合体的地质动力学意义与地壳演化 全岩主元素和微量元素地球化学综合分析表明，宋-霍特地区的石榴石-辉石片麻岩是由地幔来源的交代变质岩浆分结晶作用形成的，而黑云母-绿帘石片麻岩则是由俯冲过程中流体释放导致的古老地壳部分熔融作用形成的。这些证据强烈表明，地幔释放的流体在尼奥恩复合体的地壳演化中起到了关键作用。先前的研究（例如Lerouge等人）也支持了这一观点。结论 从岩石学、地球化学、地质年代学和锆石化学数据中获得的主要结果如下：宋-霍特地区的变质长英岩包括石榴石-辉石片麻岩和黑云母-绿帘石片麻岩。这两种岩石类型都具有块状结构和异粒粒状花岗质特征。 全岩地球化学数据显示，石榴石-辉石片麻岩具有闪长岩和花岗闪长岩的成分。 CRediT作者贡献声明 帕特里克·阿永塔·肯内（Patrick Ayonta Kenne）： 撰写初稿、验证、方法论制定、数据管理、概念构建。布里斯·坎古亚·沃吉亚（Brice Kamguia Woguia）： 撰写初稿、验证、软件应用、方法论制定、数据管理、概念构建。罗宾逊·查楚恩（Robinson Tchatchueng）： 撰写初稿、验证、软件应用、方法论制定、概念构建。古斯·吉布里尔·库安卡普·诺诺（Gus Djibril Kouankap Nono）： 监督工作、方法论制定、数据管理、概念构建。赫米娜·姆沃多（Hermine Mvodo）： 撰写初稿、软件应用、方法论制定、概念构建。未引用参考文献 Ako等人，2017a；Chen等人，2019；Ferry和Watson，2007；Gill，1981；Hoffman和Ranalli，1988；Ji和Zeng，2023；Liu等人，2010；MacGeehan和MacLean，1980；Mottl，1983；Ndema Mbongue等人，2014；Nzepang Tankwa等人，2021；Park等人，2010；Plank，2005；Plank，1993；Rudnick和Gao，2014；Tchameni等人，1995；Thompson等人，1984；Villalobos-Orchard等人，2020；Yellappa等人，2014；Zhang等人，2004；Zheng和Hermann，2014；Zheng等人，2011。利益冲突声明 ☒ 作者声明他们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。打赏
