《Journal of African Earth Sciences》：Geometry and Distribution of Proterozoic Mafic Dyke Swarms in the Reguibat Shield (West African Craton, Moroccan Sahara): A Remote Sensing and Geographical Information Systems (GIS) Approach
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正长岩脉的遥感解析与构造演化：基于摩洛哥阿 arcs地盾区6599条岩脉的几何统计与年代序列研究，揭示了Proterozoic多期次岩浆活动的区域应力场变化规律。
穆罕默德·本-达乌德（Mohamed Ben-Daoud）|哈桑·伊布（Hassan Ibouh）|纳斯拉丁·尤比（Nasrrddine Youbi）|穆莱·艾哈迈德·布梅迪（Moulay Ahmed Boumehdi）|穆萨·哈马特·巴（Moussa Hamath Ba）|奥马尔·吉卢（Omar Guillou）|马马杜·迪亚洛（Mamadou Diallo）|马利卡·法迪尔（Malika Fadil）|穆罕默德·阿兹米（Mohamed Azmi）
摩洛哥马拉喀什塞姆拉利亚科学学院（Faculty of Sciences-Semlalia）地球科学系，邮政信箱2390，40000
摘要
元古代基性岩脉是重建克拉通地区地质演化的重要标志。它们的几何形状和时空分布紧密反映了局部和区域性的构造应力场以及更广泛的地壳演化过程。在西非克拉通的雷吉巴特盾（Reguibat Shield）的太古代部分，存在大量定向各异、年龄不同且具有不同地球化学特征的辉长岩岩脉群。本研究结合了遥感技术（包括Landsat 8 OLI影像、Google Earth观测数据以及野外调查），对雷吉巴特隆起（Reguibat Rise）上的岩脉群的几何形状和空间分布进行了测绘与分析。共识别出6,599条基性岩脉，并通过频率分布和方向分析对其结构特征进行了统计处理。主要识别出四种岩脉走向：NE-SW走向为主，其次是NW-SE、E-W和N-S走向。这些岩脉在长度、厚度和空间密度上存在差异。岩脉长度的统计分析显示遵循幂律分布，而厚度则呈现负指数趋势。岩脉群的年代顺序表明其形成过程是从最古老的NW-SE走向岩脉开始，依次为E-W走向、NE-SW走向，最后是N-S走向岩脉。这些发现表明雷吉巴特隆起在地质时期经历了多次侵入性岩浆活动，反映了元古代岩浆活动期间区域应力场的阶段性变化。所识别的基性岩脉群可能与不同克拉通地区的同期岩浆活动有关，为重建大型火成岩省（Large Igneous Provinces, LIPs）和细化过去大陆构造提供了宝贵信息。
引言
前寒武纪岩脉群是大陆盾的重要组成部分，形成了广泛的基性岩浆侵入体网络，反映了地幔来源的岩浆作用和岩石圈伸展现象（Ernst等人，2013；Halls，1982；Hanski等人，2006）。它们在太古代和元古代克拉通中的广泛保存为了解早期地球的岩浆和构造演化提供了关键线索。这些岩脉群是大规模地质动力学过程的重要标志。通过对岩脉的高精度地质年代测定和古地磁研究，能够重建古代超级大陆（如努纳（Nuna）、罗迪尼亚（Rodinia）和冈瓦纳（Gondwana）的轮廓（Bleeker和Ernst，2006；Evans，2013；Gong等人，2021；Youbi等人，2013）。岩脉的几何形态还记录了古应力场信息，将岩浆作用与区域性和全球性构造机制联系起来（French和Heaman，2010；Hou等人，2010；Nu?ez Demarco等人，2020）。从经济角度来看，前寒武纪岩脉群常与大型火成岩省（LIPs）和矿床系统相关联，既是矿床形成的场所，也是矿质迁移的通道（Ernst和Buchan，2001；Li等人，2016；Pirajno，2015）。因此，研究这些岩脉群不仅有助于理解前寒武纪地质动力学，还对超级大陆重建、地壳-地幔相互作用和矿产勘探具有广泛意义。
西非克拉通（WAC）横跨非洲西北部，包括北部的雷吉巴特盾（Reguibat Shield）和南部的利奥-曼盾（Leo-Man Shield）（Ait Lahna等人，2020及参考文献）。这些盾的太古代基底年龄介于35亿至27亿年前，与古元古代区域（23.5亿至20亿年前）相邻，后者包含绿岩带和广泛的闪长岩-英云闪长岩-花岗闪长岩（TTG）岩体。这些区域之上覆盖着中元古代至新元古代及更年轻的沉积物。较小的基底侵入体，如西部的凯斯（Kayes）和凯杜古-肯尼巴（Kedougou-Kenieba）以及北部的安蒂-阿特拉斯带（Anti-Atlas Belt），主要由古元古代岩石构成（Abati等人，2010；Ennih和Liégeois，2008）。总体而言，WAC自约20亿年前以来相对稳定（Jessell等人，2016；Schofield等人，2006）。
西非克拉通的雷吉巴特盾太古代部分包含一个密集的基性岩脉群网络，这些岩脉在阿尔及利亚和毛里塔尼亚有详细的记录（A?fa和Merabet，2021；Ba等人，2020b, 2020a；Halls，2010a；Jessell等人，2015；O’Connor等人，2005；Pitfield等人，2004；Tait等人，2013；Wainwright等人，2019）。相比之下，摩洛哥撒哈拉沙漠的阿瓦萨尔-蒂克拉（Awsard-Tichla）地区的岩脉研究较少（Rjimati和Zemmouri，2002；Hall等人，2010；Jessel等人，2015；S?derlund等人，2013，未发表报告）。由于恶劣的环境条件和撒哈拉沙漠的偏远位置，对这些岩脉的分布、密度和年代了解甚少。
通过野外测绘、磁性结构分析和地球物理调查（Gudmundsson，2011，2006；Hrouda等人，2015；Kavanagh和Sparks，2011；Klausen，2006；Pan等人，2014）研究了岩脉的几何形状和空间分布。尽管这些方法有效，但往往耗时较长、技术要求高，并受到可进入性和安全问题的限制。近年来，遥感技术提供了宝贵的替代方案。多源数据集（包括卫星影像、航空照片和Google Earth）结合统计分析，在干旱、植被稀少的地区有效识别和描述了岩脉特征。例如，Google Earth影像被用于推断东达尔瓦尔克拉通（Eastern Dharwar Craton）的岩浆压力和岩浆房深度（Datta等人，2023）；Landsat ETM和SPOT数据被用于研究苏丹的红海丘陵（Babiker和Gudmundsson，2004）；Landsat ETM+影像被用于绘制埃塞俄比亚西部的岩脉长度和分布（Mège和Korme，2004）。这些方法使得在难以进入的地区系统地、大规模地研究地质结构成为可能。
本研究聚焦于摩洛哥撒哈拉沙漠的阿瓦萨尔-蒂克拉地区，该地区位于雷吉巴特隆起的西部太古代区域，这里的元古代基性岩脉保存完好且暴露明显。我们的目标是：（i）利用多源遥感数据绘制岩脉群地图；（ii）描述它们的几何形状、空间分布和密度；（iii）评估它们的年代关系。我们的方法结合了卫星影像的视觉解释与多分辨率遥感数据的统计分析，并通过野外验证进行补充。
区域地质框架
研究区域位于雷吉巴特盾的阿瓦萨尔-蒂克拉地区，涵盖摩洛哥南部、阿尔及利亚西部和毛里塔尼亚北部的部分地区（图1）。最新研究表明，该地区由两个不同年龄的域组成：西部较古老，可追溯至太古代；东部较年轻，可追溯至古元古代。这两个域在埃伯尼亚造山运动（Eburnean orogeny）期间相互叠加（Schofield等人，2006）。
方法论
在本研究中，我们整合了卫星影像（Landsat 8 OLI和Google Earth）数据和野外测量结果，应用了多代理过滤技术，并进行了统计处理以验证研究结果。我们的方法论框架在图中进行了详细说明（图3）。各方法的具体细节将在后续章节中讨论。
岩脉分布、走向和成分
通过解读卫星影像并结合现有地质知识，我们为阿瓦萨尔-蒂克拉地区制作了详细的岩脉地图。这种测绘方法揭示了一个密集且结构清晰的岩脉网络，有助于在区域尺度上描绘岩脉的几何形态和连续性。最终的综合岩脉地图（图6和7）基于从图像处理技术中提取的线性段生成，共包含6,599条岩脉。
岩脉群的年代关系分析
利用高分辨率Google Earth影像分析了研究区域内各岩脉群之间的年代关系。这种基于岩脉交叉关系的方法已在多项岩脉测绘研究中得到验证（Ba等人，2020a；Datta等人，2023；Ni等人，2019；Zaineldeen，2012）。
太古代基底（SHRIMP U–Pb锆石结晶年龄介于30.4 ± 0.01亿年至29.2 ± 0.10亿年之间）
结论
本研究的目的是绘制摩洛哥撒哈拉沙漠地区的岩脉群地图，并提取其几何特征、年代关系和空间分布。在阿瓦萨尔地区，大约有6,599条岩脉形成于元古代。这些岩脉呈现出以NE-SW走向为主的明显结构模式，以及不太明显的N-S走向模式。这项测绘研究表明，大量基性岩浆注入了这里的结晶太古代岩石中。
CRediT作者贡献声明
穆罕默德·本-达乌德（Mohamed BEN-DAOUD）： 负责撰写初稿、软件开发、方法论设计、数据整理和概念构建。马利卡·法迪尔（Malika Fadil）： 负责撰写、审稿与编辑、软件应用和方法论设计。穆罕默德·阿兹米（Mohamed Azmi）： 负责撰写、审稿与编辑、软件应用。奥马尔·吉卢（Omar Guillou）： 负责撰写、审稿与编辑、数据验证。马马杜·迪亚洛（Mamadou Diallo）： 负责撰写、审稿与编辑。穆莱·艾哈迈德·布梅迪（Moulay Ahmed Boumehdi）： 负责数据验证和监督。穆萨·哈马特（Moussa Hamath）： 负责软件应用和方法论设计。哈桑·伊布（Hassan Ibouh）： 负责软件应用和方法论设计、概念构建。
未引用文献
Chavez Jr, 1984; Bahat等人，2013; Schofield等人，2006.
利益冲突
作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
资助
本研究得到了“APRD”项目“AlkaCarboLipsWac”的支持，该项目旨在研究“西非克拉通（摩洛哥、毛里塔尼亚和马里）的元古代和显生代碱性火成岩及碳酸盐岩及其潜在的Nb、Ta、U、REE、Fe、磷酸盐等矿产资源”（负责人：纳斯拉丁·尤比教授（Cadi Ayyad大学科学学院-Semlalia DLGR实验室）。该项目还得到了OCP基金会（Chérifien des Phosphates）和UM6P（穆罕默德六世理工大学）的资助。
利益冲突声明
? 作者声明以下财务利益/个人关系可能被视为潜在的竞争利益：穆罕默德·本-达乌德（Mohamed BEN-DAOUD）表示获得了UM6P-OCP - CNRST-MESRSI的财务支持。如果还有其他作者，他们也声明没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
