《Journal of African Earth Sciences》：Geochemistry and Rutile mineral chemistry of metamorphic Rocks from the Yaoundé Domain (Central Africa Fold Belt): Constraints on provenance and Pan-African Orogeny
编辑推荐：
喀麦隆中非褶皱带Bivouba–Fifinda过渡带研究整合岩石学、地球化学及锐钛矿地球化学，揭示了620-600 Ma期间中-高压变质条件与弧岩浆作用，证实了碰撞导致的地壳增厚及多源 terrane结晶过程，突出了锐钛矿在追踪 provenance 和热力学演化中的关键作用。
利昂内尔·尼凯斯·雅尼克·马玛·恩加（Lionel Nicaise Yannick Mama Nga）| 路易丝·玛丽·恩戈·比杰克·邦杰（Louise Marie Ngo Bidjeck Bondjè）| 唐纳德·赫尔曼·福西（Donald Hermann Fossi）| 罗丝·永格-福阿图（Rose Yongue-Fouateu）
雅温得第一大学地球科学系，邮政信箱812，喀麦隆雅温得
摘要：
比武巴-菲芬达（Bivouba–Fifinda）地区位于尼奥恩复合体（Nyong Complex）和雅温得群（Yaoundé Group）的交界处，为研究中非褶皱带（Central African Fold Belt）的泛非构造-变质演化提供了关键线索。本研究结合了岩石学、全岩地球化学和碎屑金红石化学分析，以表征岩石组合、原岩类型及变质条件。变质岩（黑云母-角闪石片麻岩、蓝晶石-石榴石片麻岩、辉石-角闪石片麻岩、石榴石角闪岩及石榴石云母片岩）主要呈现角闪石-低级花岗岩相特征（含有氧钛矿的矿物组合），并叠加了逆向绿片岩相变（含绿泥石）。全岩分析表明，变质岩单元具有E-MORB（富镁安山岩）至弧玄武岩的成分特征，而变质沉积物主要来源于活动边缘或大陆弧，仅有少量来自被动边缘的成分。碎屑金红石化学分析显示其具有较高的TiO2含量、Nb–Ta–Zr富集现象，金红石中的Zr结晶温度约为483–653°C（在0.8–1.2GPa压力下测定；Tomkins等人，2007年），这反映了其来源地具有多种地质特征。这些结果表明，比武巴-菲芬达地区记录了大陆弧岩浆作用、地壳循环以及刚果克拉通（Congo Craton）北部边缘的碰撞增生过程，进一步凸显了金红石在追踪物质来源、变质演化及Nb–Ta–Sn–Zr金属成矿潜力方面的价值。
引言
雅温得群（Yaoundé Group）位于北赤道泛非带（North-Equatorial Pan-African Belt）的南部，记录了泛非造山运动期间刚果克拉通与新元古代地壳块体碰撞所引发的构造-变质作用（Nzenti等人，1988年；Toteu等人，2006年；Owona等人，2011年）。6.2亿年前沉积的沉积物（Penaye等人，1993年；Li等人，2017年）在约6.2亿至6亿年前经历了峰值变质作用，其岩石类型从绿片岩转变为花岗岩相，反映了地壳的生长和循环过程（Toteu等人，2004年）。雅温得群的南部由两种主要岩石类型组成：（i）变质沉积岩（片麻岩、云母片岩、石英岩），起源于泥质-半泥质岩和灰岩原岩（Ngo Bidjeck等人，2020年；Belinga等人，2021年；Metang等人，2022c年；Mbola Ndzana等人，2023年）；（ii）含石榴石的变质岩单元（辉长岩、富石榴石的辉长岩、变闪长岩、角闪岩片麻岩及黑云母丰富的岩石），与盆地形成至闭合过程中的多次岩浆活动相关（Nzenti等人，1988年；Nkoumbou等人，2006年，2014年；Owona等人，2011年；Li等人，2017年）。地球化学研究表明，这些变质岩的来源多样，包括岩浆源和地壳源，其中地壳源部分受到大陆地壳的污染（Nyobe等人，2021年；Metang等人，2022c年）。
为了更精确地确定原岩来源和变质演化过程，副矿物（尤其是金红石）发挥了重要作用。金红石可作为可靠的来源指示剂和温度测量工具（具有U-Pb地质年代学潜力），同时能够忠实保留源岩的元素和同位素特征（Zack等人，2002年；Tomkins等人，2007年；Meinhold等人，2010年；Triebold等人，2012年；G?rtner & Sagawe，2025年）。在喀麦隆的泛非弧构造中，金红石有助于了解沉积和变质条件（Stendal等人，2006年；Tonjé等人，2014年；Nyobe等人，2021年；Bineli等人，2020年）。
以往关于雅温得地区金红石的研究主要集中在区域性的碎屑颗粒或孤立的基岩样本上，尚未结合全岩地球化学数据进行综合分析（Ngo Bidjeck等人，2020年；Belinga等人，2021年）。本研究填补了这一空白，首次提供了尼奥恩-雅温得边界比武巴-菲芬达走廊地区的岩石学、全岩分析和金红石化学的完整数据集。该地区位于克拉通边缘的过渡带，将冲积金红石与已绘制的变质岩单元联系起来，明确了沉积物迁移路径、源岩地体的连通性以及Nb–Ta–Sn–Zr金属成矿潜力，这些都是之前未被充分探讨的前陆-弧构造动态方面。
地质背景
喀麦隆的前寒武纪基底主要由两个岩石构造区域组成：北赤道泛非带（North-Equatorial Pan-African Belt，Nzenti等人，1988年），也称为中非褶皱带（Central African Fold Belt，Penaye等人，1989年；Toteu等人，2001年，2004年），以及刚果克拉通（Congo Craton，图1）。喀麦隆的中非褶皱带包含三个主要岩石构造域（图1）：南部域、中部或亚当瓦-亚德域（Central or Adamawa-Yadé Domain，AYD）和北部喀麦隆域（Northern Cameroon Domain，Ngnotué等人，
野外测绘与采样
本研究对比武巴-菲芬达走廊地区的变质岩和碎屑金红石进行了分析，共采集了66个样本：26个新鲜岩石样本（石榴石角闪岩、黑云母-角闪石/蓝晶石-石榴石/辉石-角闪石片麻岩、石榴石云母片岩），覆盖了所有主要岩石相；以及来自10个采样的40个冲积金红石样本（比武巴2个样本，帕马1个样本，恩西马伦1个样本，阿方戈克3个样本，菲芬达2个样本，多林达1个样本，图2；补充表S1）。岩石样本的选择基于其岩石学特征
岩石学特征
蓝晶石-石榴石片麻岩在阿方戈克和比武巴地区呈穹丘状或块状出露（图3a）。这些中粒度的灰色岩石由石英、长石、石榴石、蓝晶石和铁镁质矿物组成。薄片观察显示，其结构从粒状-鳞片状斑晶结构到不均匀粒状结构不等（图3b），其中石英含量为30–35%，斜长石15–20%，绿角闪石10–15%，黑云母5–10%，石榴石5%，还有少量的绿泥石和不透明矿物。矿物组合金红石形态与重矿物组合
对冲积金红石颗粒（>1毫米）的形态学分类发现两种主要类型（图5）。第一种类型颗粒较粗，属于近源产物，占颗粒总数的65%（n = 26），尺寸范围为2.5至5.42毫米（平均3.8毫米），主要为角状-片状形态（80%），伴有少量柱状形态（20%），具有清晰的解理面和擦痕（图3a），角状圆化程度较低（Power指数0.1–0.3）
全岩地球化学
表1和表2展示了来自比武巴-菲芬达地区的16个代表性样本的全岩地球化学成分，包括主要元素、微量元素和稀土元素组成。
岩石学特征与成因意义
比武巴-菲芬达地区的变质岩组合展现了显著的岩石和矿物多样性，包括片麻岩、角闪岩和云母片岩（图3）。这种组合反映了在泛非造山运动期间，火成岩和沉积岩前体在高压、中高温度条件下共同发生变质作用的结果（Nzenti等人，1988年；Mvondo等人，2007年；Owona等人，2011年；Metang等人，2022a）。石榴石云母片岩具有鳞片状-斑晶状结构
结论
比武巴-菲芬达地区位于尼奥恩克拉通块体和雅温得群之间，有助于我们更好地理解喀麦隆南部的泛非构造-变质演化过程。
- 1.
比武巴-菲芬达走廊出露了多样的变质岩组合，包括片麻岩、角闪岩和石榴石云母片岩，这些岩石记录了泛非造山运动期间雅温得群所处的中高压、中高温环境。
2.全岩地球化学分析进一步证实了变质岩的成因
CRediT作者贡献声明
利昂内尔·尼凯斯·雅尼克·马玛·恩加（Lionel Nicaise Yannick Mama Nga）：负责撰写、审稿与编辑、初稿撰写、数据验证、方法论设计、研究实施、资金筹集及数据分析。路易丝·玛丽·恩戈·比杰克·邦杰（Louise Marie Ngo Bidjeck Bondjè）：负责撰写、审稿与编辑、项目监督、方法论设计、数据管理及概念框架构建。唐纳德·赫尔曼·福西（Donald Hermann Fossi）：负责撰写、审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、软件应用、方法论设计、数据管理及概念框架构建。
未引用参考文献
Abdallah和Mohamed，2019年；Armstrong-Altrin等人，2004年；Attal和Lavé，2009年；Barth等人，2000年；Bhatia，1983年；Bhatia和Crook，1986年；Bineli Betsi等人，2020年；Bonev和Stampfil，2015年；Cabanis和Lécolle，1989年；Dede Paula Garcia等人，2021年；Floyd和Winchester，1975年；Kelemen等人，2014年；Kotková等人，2010年；Kouankap Nono等人，2023年；Kr?ner和Stern，2014年；Mange和Maurer，1992年；Maurizot等人，1986年；McDonough和Sun，1995年；Ngo Bidjeck Bondje等人，2020年；Nyobe等人，2018年；资金来源
本研究未获得任何公共机构或商业/非营利组织的资助。利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究结果的财务利益或个人关联关系。致谢
本文是第一作者在雅温得第一大学地球科学系完成的博士论文的一部分。本研究未获得任何公共机构、商业或非营利组织的资助。感谢Zakaria Hamimi和匿名审稿人的宝贵意见，以及Patrick Ayonta对提高论文质量的贡献。
