《Journal of African Earth Sciences》：Geochemical Signatures and Magmatic Processes of Bindiba Granitoids: Neoproterozoic Crustal Evolution of the Central domain of the Pan-African Fold Belt
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研究喀麦隆Bindiba地区花岗岩的岩石学和地球化学特征，揭示其形成与俯冲-碰撞构造环境的关系，探讨分异过程与金矿化的关联，为泛非造山带演化提供新证据。
Jacques W. Wassouo|Abakar Mahamat|Amadou D. Kepnamou|Fodoué Yaya|Yvan D. Ntomb|Eugène P.B. Mandeng|Nguihdama Dagwai|Ngounouno Isamaila
马拉瓦大学，邮政信箱46号，喀麦隆马拉瓦
摘要
本研究调查了位于中非褶皱带喀麦隆段Bindiba地区的花岗岩类的岩石学和地球化学特征，以阐明该造山系统演化的地质动力学过程。这些花岗岩具有颗粒状至斑状的结构，这是浅层地壳中形成的深成岩的典型特征。通过岩石学分析和地球化学测试（ICP-AES）确定了其主要元素和微量元素的组成。主要矿物包括角闪石、黑云母、斜长石、正长石、云母、石英、磷灰石和锆石，次生矿物包括绿帘石、绿泥石和不透明矿物。从地球化学角度来看，这些花岗岩属于镁质至微铁质类型，具有闪长岩至钙碱性特征、高钾倾向和富铝特性。这些花岗岩被归类为I型，表明其主要起源于地壳，沉积物贡献较少。通过陨石标准化稀土元素（REE）模式分析发现，其中欧镥（Eu）存在明显的负异常，这表明在岩浆分异过程中发生了斜长石的分异作用。在某些样品中观察到钡（Ba）、镱（Yb）、钐（Sm）、镧（La）、铈（Ce）、钍（Th）、铌（Nb-Ta）、锶（Sr）、锆（Zr）和钛（Ti）等元素的异常。研究表明，分结晶作用是主要的岩浆分异机制。构造判别图和地球化学特征表明，这些花岗岩形成于与碰撞造山作用相关的俯冲环境中，与火山弧花岗岩（VAG）和碰撞造山花岗岩（Syn-COLG）的特征一致。这些发现为理解中非褶皱带的岩浆演化和构造背景提供了宝贵的地球化学证据，有助于更全面地认识新元古代中非地壳的动力学过程。
引言
喀麦隆位于刚果克拉通的北部边缘（图1），该克拉通是一个稳定的太古代岩石圈块体，代表了非洲大陆地壳最古老的核心之一（De Waele等人，2008年）。该克拉通的北部边界与中非褶皱带（CPFB）相邻，后者是新元古代形成的造山带，与冈瓦纳超大陆的聚合过程有关。这一带具有复杂的构造-岩浆特征，主要由前寒武纪花岗岩体、变质火山-沉积盆地和主要的走滑剪切带组成（Toteu等人，2004年）。
尽管在喀麦隆范围内对泛非花岗岩类的岩石学研究取得了显著进展（Toteu等人，2004年、2006年；Penaye等人，2006年；Ganwa等人，2016年；Tchakounté等人，2017年），但Bindiba花岗岩的成因机制仍不明确。缺乏系统的地球化学数据来定义其在区域构造框架内的岩浆演化和分异过程。此外，这些花岗岩对该地区最近发现的金矿化作用（Ngatcha等人，2023年）的潜在贡献也尚未得到研究。Bindiba花岗岩是重要的地质动力学标志物，记录了从活跃的大陆弧岩浆作用向碰撞造山作用的转变过程，这一过程发生在新元古代海洋盆地的逐渐闭合以及刚果克拉通与圣弗朗西斯科-刚果-贝努埃克拉通的碰撞期间（Nédélec和Bouchez，2011年；Toteu等人，2020年）。尽管有大量相关研究（Penaye等人，1993年；Toteu等人，2001年；Ngako等人，2003年），但该地区地壳演化、岩浆分异和地质动力学的许多方面仍不清楚，尤其是负责中央域构造形成的地球化学和构造-变质过程。现有文献虽然丰富，但往往局限于局部地质背景，未能提供泛非尺度的综合视角。
在此背景下，本研究旨在描述位于CPFB中央域的Bindiba花岗岩的地球化学特征和岩浆过程。这一研究不足的区域为探讨地壳拆沉、岩浆分异和泛非变形之间的相互作用提供了天然实验室。Bindiba地区尤为重要，因为它有助于填补理解中非新元古代地壳演化的知识空白，并与其他西部冈瓦纳造山带进行区域对比。
为了确保时间序列的一致性并提供可靠的时间框架，本研究整合了来自更广泛Lom-Bindiba地区的已发表U-Pb锆石地质年代数据。区域花岗岩的形成年龄范围约为6.6亿至5.4亿年（Soba，1989年；Nzenti等人，1988年、2006年；Ganwa等人，2008年、2016年；Tchakounté等人，2017年；Kwékam等人，2020年），其中Ngoura-Colomines花岗岩的具体年龄为6.3亿±500万至6.15亿±800万年（Wambo等人，2024年）以及邻近侵入体的年龄为7.27亿±800万年和6.71亿±600万年（Ngatcha等人，2022年）。这些数据记录了从活跃俯冲作用（6.3亿-6.1亿年）到碰撞后环境的逐步转变（6.1亿-5.8亿年）（Toteu等人，2004年、2006年；Penaye等人，2006年；Bouyo Houketchang等人，2015年），为Bindiba花岗岩在区域地质动力学演化中的位置提供了时间背景，并有助于建立岩浆成因模型。
本研究描述了Bindiba花岗岩的岩石学、矿物学和结构特征，以确定其岩石类型并分析其地球化学特征（主要元素、微量元素和稀土元素），从而限制其岩浆来源和分异过程。这些数据揭示了这些花岗岩在中非褶皱带中央域新元古代构造-岩浆演化过程中的地质动力学环境。主要目标是探讨Bindiba花岗岩的岩石学、地球化学和结构特征如何反映新元古代的岩浆分异、地壳吸积和构造-岩浆相互作用。通过识别这些机制，本研究旨在限定岩浆来源、侵入条件以及花岗岩在克拉通增厚和含金流体循环中的作用。
本研究首次系统地描述了Bindiba花岗岩的岩石学和地球化学特征，填补了中非褶皱带研究中的关键空白。地球化学特征表明其形成于区域地质动力学框架内，并记录了从俯冲相关岩浆作用向碰撞后岩浆作用的转变。此外，岩浆分异与热液蚀变之间的联系对该地区的金矿勘探具有直接意义。
最终，本研究通过将Bindiba花岗岩定位为新元古代冈瓦纳聚合过程中的关键标志物，有助于完善区域地质动力学模型。这些侵入体位于刚果克拉通的北部边缘，记录了从海洋俯冲到大陆碰撞的造山演化过程（Mbassa等人，2025年；Biakan à Nyotok等人，2024年），标志着泛非地壳增生和超大陆聚合的关键阶段。其钙碱性地球化学特征和分结晶-地壳吸积过程与其他同期泛非造山带（如Damaride带、莫桑比克带和阿拉伯-努比亚盾）的特征一致。
地质背景
Bindiba地区属于一个NE-SW走向的火山-沉积盆地，与同期的Lom盆地相关。该盆地形成于新元古代的伸展构造环境中，其特征是转换断层的形成和原有剪切带的重新激活（Toteu等人，2001年；Ngako等人，2003年）。因此，Bindiba地区包含了一系列受到多阶段区域变质作用影响的变质沉积岩和变质火山岩序列。
材料与方法
共收集了来自Bindiba地区不同花岗岩露头的8个岩石样本，重点选取了具有典型地质特征的岩石类型，包括黑云母-角闪石花岗岩、黑云母-白云母花岗岩、正长岩、花岗闪长岩和闪长岩。采样地点的选择标准包括具有代表性地质特征、易于获取以及岩石材料新鲜未改变，这些都是确保研究可靠性和准确性的关键因素。
岩石学
对野外采集的代表性岩石薄片的显微观察提供了关于其矿物组成、结构和岩浆演化的详细信息。
地球化学特征
Bindiba地区的花岗岩包括黑云母-白云母花岗岩（RJW 02）、角闪石-黑云母花岗岩（RJW 01）、闪长岩（RJW 13, RJW 14）、花岗闪长岩（RJW 15, RJW 16）和正长岩（RJW 12, RJW 20）。这些岩石的化学成分存在显著差异（表1）。花岗岩富含二氧化硅（SiO2）和氧化铝（Al2O3），其含量范围分别为55.89-71.27 wt.%、12.01-16.70 wt.%、1.74-6.92 wt.%、1.96-15.1 wt.%、2.03-4.89 wt.%和……（原文此处数据缺失）。讨论
地球化学数据使用GCDkit软件（Janou?ek等人，2006年）进行处理。岩石分类遵循Peccerillo和Taylor（1976年）提出的TAS图。氧化铝饱和指数（A/CNK）的计算方法基于Frost（2001年）的研究。多元素数据均标准化为Sun和McDonough（1989年）提出的原始地幔值。
结论
本研究全面描述了Bindiba地区花岗岩的岩石学和地球化学特征，这些花岗岩是喀麦隆泛非岩浆事件的关键组成部分。详细的岩石学分析显示了多种岩石类型，包括闪长岩、花岗闪长岩、角闪石-黑云母花岗岩和正长岩，均表现出颗粒状和斑状结构。
CRediT作者贡献声明
Jacques WASSOUO WADJOU：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、方法论研究、资金获取、数据分析、数据管理、概念构建。Abakar Mahamat：方法论研究、数据分析、数据管理。Amadou Diguim Kepnamou：方法论研究、数据分析、数据管理。Fodoué Yaya：软件应用、方法论研究、数据分析、数据管理。Yvan Demonstel Ntomb：方法论研究、数据分析、数据管理。Eugène未引用的参考文献
Abdelsalam等人，2020年；Fossi等人，2022年；Harker，1909年；Le Maitre等人，1989年；Ngako等人，2003年；Ngako等人，2006年；Nomo，2017年；Peccerillo和Taylor，1976年；Toteu等人，1987年；Toteu，1990年；Ngako，1999年；含金侵入体。致谢
作者衷心感谢匿名审稿人的详细、建设性和富有洞察力的评论，这些评论显著提高了本手稿的科学质量和清晰度。同时，我们也感谢编辑Dr. Read Brown Mthanganyika Mapeo在整个修订过程中提供的宝贵指导。
