综述：横跨基伍裂谷的中元古代卡拉格韦-安科莱带：综述及来自刚果民主共和国东部的新数据

《Precambrian Research》：The Mesoproterozoic Karagwe-Ankole Belt across the Kivu Rift: A synthesis and new data from the eastern Democratic Republic of the Congo

基伍-马尼ema地区基加利-安哥莱带（KAB）地层连续性及同位素年龄研究揭示：KAB东西两岸地层可对比，支持裂谷两侧构造统一性，否定基伍带（KVB）独立分支。通过整合新获得的40Ar/39Ar和U-Pb定年数据（共18个），完善了该区1.37Ga岩浆事件时空框架，为探讨泛非活化机制提供关键约束。

　　

D. Delvaux|C.B. Kalikone|G.Ilombe Mawe|T.N. Mushamalirwa|R. Wazi|E.N. Safari|A. Murhambo|G. Ganza|L. Nahimana|M. Corsini|F. Jourdan|M. Villeneuve|C. Fran?ois|A.M. Borst

比利时皇家中非博物馆地球科学部，3080 Tervuren

摘要

中非大湖地区的Karagwe-Ankole带（KAB）主要由中元古代的变质沉积地层单元、变质岩复合体和岩浆侵入体组成，同时也包含古元古代和新元古代的岩石。这些中元古代的地层在卢旺达相对较为知名，在布隆迪也有少量分布，但布隆迪的地质图比例尺为1/100,000。而在刚果民主共和国东部的Kivu和Maniema地区，这些地层仅局部存在，且缺乏详细的地质图。

基于在Kivu和布隆迪的最新研究，以及卢旺达修订后的地质图，本文重新探讨了Kivu地区的地质演化过程，提出了Kivu湖东西两侧之间的新的岩石地层对比。湖泊以东（卢旺达和布隆迪境内），中元古代的地层属于Akanyaru超群；湖泊以西（刚果民主共和国的北Kivu和南Kivu地区），则属于Kivu超群。新元古代的Itombwe超群在Kivu地区有明确分布，表明其分布范围并不局限于Itombwe“向斜”区域，而是覆盖了更广阔的区域。

本文还根据最新发表的⁴⁰Ar/³⁹Ar和U-Pb年龄数据，修订了该地区的地质年代框架。总体而言，我们提出了从Rodinia大陆聚合到泛非重组期间Karagwe-Ankole盆地的地层、岩浆活动、变质作用和构造演化的更新时间线。

引言

中非的中元古代Kibaran造山带（图1）从刚果民主共和国（DRC）西南部的Katanga铜矿带延伸至乌干达东北部（Cahen等人，1984年）。该造山带在地理上分为两部分：严格意义上的Kibara带（KIB），位于Haut-Lomami省、Tanganyika省和Maniema省之间；以及Karagwe-Ankole带（KAB），分布于卢旺达、布隆迪、乌干达西南部和坦桑尼亚西北部，并延伸至刚果民主共和国东部的Kivu-Maniema地区（Tack等人，2010年）。这两部分由走向NW的Ruzizi带分隔，后者是乌班德带在坦桑尼亚的延续部分，横跨坦噶尼喀湖裂谷。Kivu裂谷以东的KAB地区（Akanyaru和Kagera超群）的中元古代地层较为清晰（Fernandez-Alonso等人，2012年），而Kivu-Maniema地区的西部KAB地层记录较少。

在Villeneuve等人（2019年）的研究基础上，结合卢旺达地质图的更新信息，本文重新评估了Kivu地区的地质演化，提出了Kivu湖东西两侧之间的新岩石地层对比。湖泊以东（卢旺达和布隆迪境内），中元古代地层属于Akanyaru超群；湖泊以西（刚果民主共和国的北Kivu和南Kivu地区），则属于Kivu超群。新元古代的Itombwe超群在Kivu地区有明确分布，表明其分布范围不仅限于Itombwe“向斜”，而是覆盖了更广阔的区域。

本文还根据最新发表的⁴⁰Ar/³⁹Ar和U-Pb年龄数据，修订了地质年代框架。总体而言，我们提出了从Rodinia大陆聚合到泛非重组期间Karagwe-Ankole盆地的地层、岩浆活动、变质作用和构造演化的更新时间线。

引言

中非的中元古代Kibaran造山带（图1）从刚果民主共和国（DRC）西南部的Katanga铜矿带延伸至乌干达东北部（Cahen等人，1984年）。该造山带在地理上分为两部分：位于Haut-Lomami省、Tanganyika省和Maniema省之间的Kibara带（KIB）；以及位于卢旺达、布隆迪、乌干达西南部和坦桑尼亚西北部的Karagwe-Ankole带（KAB）（图2），后者延伸至刚果民主共和国东部的Kivu-Maniema地区，穿过Kivu裂谷（Tack等人，2010年）。这两部分由走向NW的Ruzizi带分隔，后者是乌班德带在坦桑尼亚的延续部分，横跨坦噶尼喀湖裂谷盆地。Kivu裂谷以东的KAB地区（Akanyaru和Kagera超群）的中元古代地层较为清晰（Fernandez-Alonso等人，2012年），而Kivu-Maniema地区的西部KAB地层记录较少。

在Villeneuve等人（2019年）的研究中，他们提出刚果民主共和国的Kivu-Maniema地区可能构成Kibaran造山带的第三分支——Kivu带（KVB），该分支与卢旺达和布隆迪的KAB通过Kivu裂谷分隔。Villeneuve等人（2019年、2023年）认为这种分隔是由于KVB的复杂性、野外地层连续性的缺失、缺乏连接两地地层的标志物以及同位素年龄控制的不足所致。他们提出了一个地质动力学模型，认为Kibaran造山带的各个分支（KIB、KAB和新的KVB）独立演化，KVB和KAB之间形成了一个未完成的裂谷（aulacogen）。后者被认为形成了一个南北向的薄弱带，控制了中元古代和新元古代盆地的形成（Bugarama和Itombwe盆地）、新元古代碱性岩复合体以及新近纪Kivu裂谷段的形成。

然而，根据我们的研究，从地质动力学和岩石地层的角度来看，将西部KVB与东部KAB区分开来并不合理。进一步的研究表明，所提出的KVB实际上与KAB其他部分在Kivu裂谷处是连续的。因此，尽管对KAB地质演化的理解有所进展，但卢旺达-布隆迪与Kivu地区之间的地质对比仍是一个未解决的问题。

因此，本文旨在研究Kivu裂谷两侧的岩石地层对比，重点关注KVB和KAB之间的过渡地带。同时，我们还将探讨岩浆活动、变质作用、矿化作用和构造事件的时间顺序，以进一步了解该地区的地质演化。研究将从卢旺达西部的Karongi（Kibuye）地区开始，该地区的地质图已更新，岩石地层也得到了详细研究（Baudet和Fernandez-Alonso，2020年）。我们将简要回顾Fernandez-Alonso等人（2012年）提出的与布隆迪西北部相应地层的跨境对比，随后转向Kivu裂谷的卢旺达一侧。在卢旺达一侧，中元古代岩石零星出露在新生代火山岩、新元古代沉积物和构造线之间，以及Kivu湖内（Idjwi岛）。我们将对比这些地层，并尝试将其与卢旺达一侧的连续地层进行关联。为了更精确地确定岩浆事件的时间尺度，我们还提供了Kivu一侧锆石的U-Pb年龄数据和黑云母的Ar-Ar年龄数据。

一般背景

巨大的刚果克拉通（图1）由太古代-古元古代的核心组成（Kasai、N-E Congo和Bangweulu块体，安哥拉、加蓬、坦桑尼亚和乌干达克拉通），这些核心嵌入在古元古代和中元古代的带状构造中（De Wit和Linol，2015年）。刚果盆地在过去10.6亿年中形成于这个不均匀的基底上（Delvaux等人，2021年；Fran?ois等人，2023年），尤其是在KAB的西部。

中元古代的KIB和KAB带由古元古代的Ruzizi带分隔开来。

野外调查与地质图及年龄数据的编制

本研究主要基于现有地质图、文献和年龄数据的整理，并结合新的野外调查。用于编制Kivu地质图（Laghmouch等人，2018年）的大部分地质数据来自比利时皇家中非博物馆的地质档案，这些数据已通过QGIS软件进行扫描和地理参考处理。在此工作中，我们使用了Golden Software Surfer程序来整理新的地质信息。

卢旺达、布隆迪和Kivu地区的岩石地层演化与对比

如引言所述，尽管卢旺达和布隆迪一侧的KAB区域地质演化较为清晰，但Kivu一侧的情况尚不明确，除非参考Villeneuve等人（2019年、2022年）的最新研究。在卢旺达和布隆迪，Tack等人（2010年）和Fernandez-Alonso等人（2012年）的开创性工作定义了KAB并将其与KIB区分开来，但目前对该地区的地层、变质作用、岩浆活动、构造和矿化作用的认识仍不充分。

岩浆活动

KAB地区出露了多代花岗岩类侵入体（Tack等人，2010年；Fernandez-Alonso等人，2012年；Dewaele等人，2015b年；Laghmouch等人，2018年；Villeneuve等人，2019年）。约13.75亿年前（锆石U-Pb年龄），一次大规模的双峰式（花岗岩+基性岩）岩浆事件影响了整个KAB地区，岩浆源自地幔，形成于伸展环境（Tack等人，2010年）。其中长英质部分对应于西部地区的“Kibaran”S型二云母花岗岩侵入体。

KAB卢旺达一侧的新⁴⁰Ar/³⁹Ar和U-Pb地质年代数据

对150个可获得的地质年代数据的整理显示，刚果一侧的数据可靠性较低（26个年龄数据），尤其是岩浆活动的数据（8个数据，主要为碳酸盐岩和伟晶岩）。已测年的花岗岩是Kasika花岗岩，这是当时（Tack等人，2010年）KAB地区唯一已知的含锡花岗岩年龄。为了填补这一空白，我们进行了新的⁴⁰Ar/³⁹Ar和U-Pb锆石测年，获得了10个新的年龄数据。

基于新地质年代数据的KAB演化

根据尼亚-恩格齐（Nya-Ngezie）地区变质岩中黑云母的⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄数据以及卡莱赫（Kalehe）和伊德维（Idjwi）地区花岗岩复合体的U-Pb锆石年龄数据，160个可用年龄数据揭示了KAB地区的岩浆活动、变质作用、矿化作用及相关构造事件的演化过程（表1、表2、表3、表4、表5；图12）。

一些古老的锆石年龄数据显示...

讨论

早期对Kibaran造山带构造演化的研究基于年代不准确的岩浆岩，认为在13.3亿至11.8亿年前有多次S型花岗岩侵入事件（Cahen等人，1984年）。这种多阶段侵入过程使一些学者（Kampunzu等人，1986年；Rumvegeri，1991年；Rumvegeri等人，2004年）将Kibaran造山带视为俯冲-碰撞带；而另一些学者（Klerkx等人，1984年；1987年）则认为它是一次持续的克拉通内造山作用。

结论

Villeneuve等人（2019年）提出的Kivu和Maniema省存在Kibaran造山带的第三分支——Kivu带的观点，在本研究中并未得到支持。相反，本研究通过详细的岩石地层对比发现，Karagwe-Ankole带的地层在Kivu裂谷两侧是连续的。不过，Kivu一侧的中元古代地层和年龄数据相对较少。

CRediT作者贡献声明

D. Delvaux：撰写初稿、验证、监督、项目管理、方法论研究、资金申请、数据分析、数据整理、概念构建。C.B. Kalikone：撰写初稿、研究、数据分析、概念构建。G.Ilombe Mawe：T.N. Mushamalirwa：撰写初稿、研究、数据分析。R. Wazi：撰写初稿、监督、项目管理、概念构建。E.N. Safari：撰写初稿

利益冲突声明

作者声明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。

致谢

本研究得到了比利时皇家中非博物馆“RMCA”发展合作计划的支持，该计划由比利时发展与合作及人道主义援助总局（DGD）通过2019-2023年RMCA-DGD框架协议资助。研究工作在“GeoRes4Dev”项目（地质资源促进发展）的框架下进行。Christian Kalikone、Evelyne Safari和Arsène Murhambo获得了该计划的博士奖学金，Toussaint Mushamalirwa也获得了相关资助。