构造变形期次

莫桑比克北部元古代楠普拉杂岩后期构造变形的分层响应及其高级变质作用K. Ueda, J. Jacobs, R.J. Thomas, J. Kosler, F. Jourdan, R. Matola摘要：长期存在的埃迪卡拉超大陆以各种方式沿“泛非”非洲南极东部造山带裂解的时候岩石圈会增厚。

在莫桑比克东北部，对于卢里奥带南部的后期构造延伸和火成论观点已经依据岩石圈分层理论建立了模型，虽然对其结构分析的假说还没有进行严格的测试。

本研究在综合了新的地质年代学资料的基础上提出了莫桑比克东北部楠普拉杂岩中元古代基底和寒武纪盖层序列在构造后期形成的各种结构。

后期的挤压和伸展构造在确定的结构域内不同程度的叠加了主要的泛非碰撞结构。

长期存在于楠普拉杂岩边界北部的卢里奥带高应变区在进埃迪卡拉纪入休眠期，在后期恢复和裂解，伴随着平行边界的缩短。

楠普拉杂岩和卢里奥带最新构造单元的U-Pb模式年龄是一致的，在518±2 和514±5 Ma之间，这与楠普拉杂岩发生混合作用和形成花岗岩是同时代的。

榍石U-Pb（471±9Ma）和黑云母40Ar/39Ar (431±3Ma)数据表明楠普拉杂岩后续缓慢冷却速率与岩石圈圈层以下上涌的软流圈加热基底的速率是一致的。

因此，我们认为新的数据表明了观测到的强烈的后期多期次变形已经在岩石圈加倍减弱的地方优先发生，这是地幔根拆沉作用和长期存在的温度升高机制的结果。

关键词：莫桑比克Mecubúri 卢里奥带分层伸展褶皱1.引言在“泛非”造山带形成期间，即620到500 Ma，组成岗瓦纳的小板块沿着一系列造山带聚集在一起。

在许多岗瓦纳重建工作中，莫桑比克东北部处于一个关键的、中央的位置，在两个主要的“泛非”造山带的汇合处（图1：Meert,2003;Collins，Pisarevsky, 2005;Cawood，Buchan, 2007; Bingen et al., 200）。

它们分别是目前沿南北向延伸的东非-南极造山带(Stern,1994;Jacobs et al., 1998,2003)和沿东西向延伸的处于南非(Zambesi Belt–Lufili an Arc;e.g.John et al.,2004;Johnson et al.,2005)和南极东部的Kuunga造山带的分支(Lützow-Holm,Prydz Bayorogen; e.g. Boger et al.,2001; Meert, 2003)。

莫桑比克北部的地壳由早元古代、中元古代和新元古代被划分成若干复杂基底的原岩变质形成的片麻岩组成，由构造不连续限定。

研究区域呈带状，大约700Km，与北东东向延伸的卢里奥带相邻，卢里奥带是莫桑比克北部（图1）主但它也是最神秘、最关键的结构。

卢里奥带从组成中元古代和新元古代片麻岩复杂地体的北部岩块上分离出了楠普拉杂岩这个大的断块到南部。

这个古老的变质基底之上是卢里奥带北部叠加的花岗岩熔岩流--CaboDelgado Nappe杂岩（CDNC）的逆冲断块。

关于推覆方向和推覆体的几何（a）研究区域在非洲的位置（b）研究区域（绿色）在新元古代学特征及Lúrio 晚期到寒武纪位于再造岗瓦纳古陆的核部。

带的作用有许多争论。

忽略在理解卢里奥带的形成、运动学、详细形成时间、甚至其精确位置中遇到的难题，至其西部和东部都建立了原始的模型。

早期对于莫桑比克东北部的研究确认了许多基底片麻岩形成于大约1 Ga的中元古代晚期，形成了对“莫桑比克”造山作用和后来遭受新元古代“泛非”叠加的认识。

泛非叠加的程度和性质被保留了下来但是很难研究。

现在已经很清楚，莫桑比克北部在埃迪卡拉期间经历了复杂的构造再作用和变质作用。

包括莫桑比克杂岩经历的多相再作用，这与东非-南极造山带的碰撞和塌陷有关，大约发生于600Ma到470Ma间。

然而，只有Viola et al. (2008)对于和泛非演化中不同的相相关的结构作了详细分析，Viola et al. (2008)集中于卢里奥带北部的构造演化。

在这篇文章中，我们呈现了对楠普拉杂岩构造的分析和对最新的“泛非”事件时代的确定。

我们透视近期关于寒武纪Mecubúri群的描述，对楠普拉杂岩北部和卢里奥带的关键区域提出了新的构造域的观测和结构的考察，寒武纪Mecubúri群提供了一个有价值的时间，是卢里奥带附近的后期构造事件的指示层。

约束构造结果的时间是由来源于重要区域的锆石和榍石U-Pb年龄及黑云母的40Ar/39Ar年龄提供的数据。

关于泛非造山带长期循环的不同期次的时代和性质我们提出了一个修改过的模型。

这项研究是在由世界银行和北欧发展基金提供资金在莫桑比克东北部建立的一个区调项目的基础上进行的，由国际财团和莫桑比克的Direc cão Nacional de Geologia合作实施。

2.区域地质在早先的研究中，大量的关于多期次结构的变形幕已经在文献中有所记录，例如，褶皱期次（F1、F2、F3，有时还需进一步的划分，如F3a、F3b），共生相（S1、S2、S3、L1…..）和变质事件（M1、M2……）。

随着知识的增长，不同的标记系统的使用会使人困惑（表1）。

然而，莫桑比克东北部的岩石经历了多期次变形在中元古代晚期（1050Ma）、埃迪卡拉纪（550Ma）、寒武纪（500Ma）这三个主要幕中，各自大体上可以划分为D1、D2和D3。

在这个区域D2和D3事件一起组成了与长期存在的泛非和岗瓦纳拼接相关的造山运动，而D1是由Grenvillian-Irumide-Namaquan 造山运动形成的。

在这项工作中，我们保留总的D1-3标志法，集中于泛非后期（D3）楠普拉杂岩的结构，包括它的北部边界，卢里奥带。

接下来的索引标记D3a–c并不代表分开的事件，而是为了描述一个连续的大幅渐进应变的不同表现形式。

2.1.莫桑比克东北部高压应变带除过卢里奥带之外，在莫桑比克东北部已经确认了一些主要的剪切带和具有宏观线性趋势的区段。

在该区域的西南部，有两个剪切带，Namama带和Liciro 线性构造，还有一个冗长的区段，这儿是指Gurúè-Cuamba Corridor，具有岩石、矿物颗粒强烈定向排列的结构，颗粒来源于研究很浅的剪切带汇合处。

另一个具有很强的线性构造的区段，Chilwa-Mavago Corridor，沿着东经36º从Tanzanian 边缘向Lake Chilwa近南北向延伸，可能会转向与卢里奥带西部平行。

它先前被解释成大量的泛非横冲断层，而且可能是卢里奥带西部的界限。

Namama带被认为是记录左旋张扭作用的一个D3结构。

2.2. 卢里奥带卢里奥带可以由许多显著的、与空间有关的特征示踪：（1）它是楠普拉杂岩南部与Marrupa和Unango杂岩北部的岩性分界带。

（2）它被不同的Ocua杂岩的露头限定，Ocua杂岩是一套在区域构造上由镁铁质和长英质组成的麻粒岩相的岩石与角闪岩相岩石互层组成的不均匀的岩石组合。

在西部，少量变形的由网状剪切带划分的变火成岩和特殊的超基性岩可能与Ocua杂岩中镁铁质的麻粒岩相相一致。

（3）它代表一个高应变的、组分衰减的区段。

在这个带上分布有北西西向倾斜的强烈面理化的岩石组合，典型的如糜棱岩，在与卢里奥带相邻的杂岩岩体中，在远离卢里奥带的过程中，糜棱岩化程度逐渐减弱。

从东到西应力同样减小。

线状构造从倾竖到进水平都有，并且在北西西向倾斜的页理面中从北东向向南西向倾伏。

在卢里奥带东部可以看到一些走滑构造，但是在西部以倾竖构造为主。

（4）在许多强烈变形的东部和西部区段，卢里奥带以强烈的、线状的异常为特征，这种异常越向西越明显，一直延续到西经37º。

这些特征综合在一起，可以看出在空间上限定卢里奥带的时候有许多值得考虑的问题。

例如，在卢里奥带长度的基础上限定它的宽度的时候就有难题，尤其是在西部和中部。

其中有一个关于卢里奥带的解释是在这个带中普遍赋存Ocua 麻粒岩相的构造透镜体。

然而，这个特征比目前根据航磁异常划分的界限向南多出了25Km，因此，上述（2）和（4）就矛盾了。

在东经37º和41º之间，卢里奥带近南西西向延伸，除过在东经40º呈东西向延伸。

在东经37º，Gurúè-Cuamba Corridor东面，该组构以不明显的形式沿北西向延伸，但是Nampula–Unango杂岩的边界在离Malawi边缘很近的Milange 地区，在大部分由一系列超基性岩透镜体作为标志的出露极不好的剪切带上仍然是南西向的。

虽然卢里奥带的边缘是渐变的、不集中的，但是在许多地方它都是20-30Km。

在Viola et al. (2008)的构造模型中，一系列区域范围内北东东-南西西向延伸的褶皱被认为向卢里奥带核部增强。

主要的区域面状构造是经过了共轴直立的开阔褶皱的再作用的轴面紧闭的等斜褶皱，都代表了同时代的D2消减的后期阶段。

在(Viola et al., 2008)中，消减以张性背景下沿着共轭剪切带夹附和纯剪切540Ma 的捕掳体结束。

2.3.楠普拉杂岩卢里奥带南部，楠普拉杂岩中元古代的混合岩化片麻岩的原岩的年龄已经被证实在1150Ma-1030Ma间。

这个年龄比它们在南部的对应部分----Unango角闪岩和Marrupa杂岩，被一致认为约1060-940Ma，略老一些。

楠普拉杂岩中的片麻岩有角闪岩相矿物与残余的麻粒岩相透镜域的组合。

关于大部分的楠普拉杂岩，主要的区域保存边际的组构是一个宽的南西-东北向的走向，即卢里奥带里平行的片麻岩的S2面里，轴面紧闭F2褶皱。

它通常包括中元古代残留下来的老的S1组构，被认为是在550Ma岗瓦纳拼接发生造山运动的过程中陆壳碰撞和岩块拼合时形成的。

卢里奥带北部的杂岩在550Ma被远距离搬运的Cabo Delgado推覆体中的中元古代的麻粒岩组合逆冲。

卢里奥带南部的同期地层由两个小的麻粒岩相的飞来峰限定，这两个飞来峰被认为是先前的推覆体构造被剥蚀后残留下来的。

它们目前被认为与Cabo Delgado推覆体有关。

在南极东部Schirrmacher Oasia有相似岩石的麻粒岩之间的相互关系已经被提出。

大量晚期的花岗岩侵入体有100Km宽，属于寒武纪的Murrupula 和Malema 序列（后者包括低铁的、铝质的、亚碱性的紫苏花岗岩系），侵入由楠普拉杂岩Gurúè-Cuamba Corridor（图1.c）和卢里奥带限定的区域。

这里的花岗岩包括大约10-15%目前出露的楠普拉杂岩的露头；它可能处于高深度（图1.c）。