《Journal of South American Earth Sciences》：QUANTIFYING RADIOGENIC HEAT PRODUCTION IN EDIACARAN GRANITOIDS OF THE NORTHEASTERN BORBOREMA PROVINCE, NE BRAZIL
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花岗岩热生产率与Th/U比值揭示Borborema省地壳热结构异质性，ANCOVA分析显示Th/U比值解释99.9%热变异，构造域间热差异源于局部岩浆富集而非构造域独立效应，热异常区与地表高热流区吻合，表明U/Th富集的花岗岩是长期热源。
卢安娜·塞莉·席尔瓦·德阿泽维多（Luanna Celly Silva de Azevedo）|弗雷德里科·卡斯特罗·若宾·维拉尔瓦（Frederico Castro Jobim Vilalva）|马科斯·安东尼奥·莱特·多纳西门托（Marcos Ant?nio Leite do Nascimento）|罗布森·拉斐尔·德奥利维拉（Robson Rafael de Oliveira）|安东尼奥·卡洛斯·加林多（Ant?nio Carlos Galindo）
巴西北里奥格兰德联邦大学（Universidade Federal do Rio Grande do Norte）地球动力学与地球物理学研究生项目，纳塔尔（Natal）
摘要
来自巴西东北部博尔博雷马省（Borborema Province）的埃迪卡拉纪（Ediacaran）花岗岩类岩石为地壳热结构和区域地热潜力提供了新的约束。对圣若泽-多坎佩斯特雷（S?o José do Campestre, JCD）和里奥皮兰哈斯-塞里多（Rio Piranhas–Seridó, PSD）地区的花岗岩及闪长岩岩系中的放射性热生成（A）进行了量化分析，这些岩系包括斑状高钾钙碱性（PHKCalcAlk）、等粒高钾钙碱性（EHKCalcAlk）和肖肖尼特（Shoshonitic, Shos）岩系。热生成值范围为0.5至11.7 μW/m3，PSD地区的平均值为3.45 ± 2.18 μW/m3，JCD地区为2.27 ± 0.83 μW/m3。层次协方差分析（ANCOVA）表明，元素浓度解释了总方差的99.9%以上，而区域和岩系等分类变量对热生成的影响不显著（p > 0.05），这表明区域热差异反映了局部岩浆富集作用，而非独立的构造域效应。EHKCalcAlk和PHKCalcAlk岩系记录了最高的热生成水平（5–11.7 μW/m3，属于高热生成型花岗岩），而肖肖尼特岩系的热生成较低（<3.5 μW/m3，属于低至中等热生成型）。热生成主要由钍（Th）和铀（U）富集驱动，钾（K）的贡献不足15%，这突显了副矿物在控制放射性热生成预算中的重要作用。逆距离加权（IDW）插值法确定了两个主要的放射性热点，分别位于卡托莱-多罗沙-塞拉-多莫莱克（Catolé do Rocha–Serra do Moleque）岩基和塞拉-达马坎比拉（Serra da Macambira）岩体中，这两个热点均位于受剪切边界限制的PSD区域内。这些异常区域与地表热流较高的地区（40–80 mW/m2）相吻合，表明富集铀和钍的岩体是长期的地壳热源。研究结果表明，博尔博雷马省北部地壳具有热不均匀性：PSD地区的成熟钙碱性花岗岩类岩石具有最高的热生成值，而JCD地区则主要由较冷且放射性较低的地壳组成。这种对比反映了富集铀和钍的岩系分布不均及其在结构上的局部化特征，而非独立的构造域效应。因此，放射性富集可能是该地区碰撞后演化过程中地壳弱化、岩浆活动和应变局部化的关键因素之一。
章节摘录
引言
花岗岩对大陆地壳的热演化和地质动力学过程至关重要，因为它们影响热生成、流变性质和地壳稳定性。花岗岩含有大量的产热元素（HPEs），如铀（U）、钍（Th）和钾（K），其成分和分布对大陆热预算至关重要（Artemieva等人，2017；Hasterok等人，2019, 2018；Liao等人，2023）。尽管大陆地壳中含有大部分这些元素，但它们的垂直分布
地质背景
博尔博雷马省（Borborema Province）是一个复合地质构造单元，形成于巴西利亚诺-泛非造山运动（Brasiliano–Pan-African Orogeny）期间，由西非古板块（West African）和圣弗朗西斯科-刚果古板块（S?o Francisco–Congo）的汇聚与碰撞形成。这一过程整合了太古代至古元古代的地壳块体和变质上地壳带，形成了一个长期存在的造山系统，其特征是强烈的变形和广泛的花岗岩岩浆活动。在巴西利亚诺周期（Brasiliano Cycle）期间，形成了主要的NE–SW方向的走滑剪切带材料与方法
本研究使用的岩石学和全岩地球化学数据来源于已发表的文献以及我们自己的分析数据库，共包含151个花岗岩至闪长岩样品。补充表1（ST1）总结了所分析的岩体信息，包括样品数量、分析方法、实验机构和参考文献。数据集包括36个肖肖尼特（Shos）岩系样品，74个斑状高钾钙碱性（PHKCalcAlk）岩系样品，以及41个岩石学与地球化学特征
补充表2（ST2）总结了圣若泽-多坎佩斯特雷（JCD）和里奥皮兰哈斯-塞里多（PSD）地区斑状高钾钙碱性（PHKCalcAlk）、等粒高钾钙碱性（EHKCalcAlk）及肖肖尼特（Shos）岩系的主要岩石学和地球化学特征。下文提供了代表性描述，以突出这些岩系的矿物学、纹理和成分差异。产热元素与放射性热生成
补充表3（ST3）列出了圣若泽-多坎佩斯特雷（JCD）和里奥皮兰哈斯-塞里多（PSD）地区研究岩系的SiO?含量（重量百分比）、产热元素（HPEs：K；重量百分比；Th和U；ppm）及其对应的放射性热生成（A；μW/m3）和热生成单位（HGU）值。平均浓度、元素比值和标准偏差汇总在表1中，详细样品数据见表ST3。热生成与岩石成因的地球化学控制因素
在研究的花岗岩类岩石中，放射性热生成主要由铀（U）和钍（Th）控制，钾（K）的贡献较小。岩浆分化过程中这些元素的富集直接关联了长英质岩的演化与热生成。这一模式与全球大陆地壳的估计结果一致，即钍/铀比值约为4–5，钾/铀比值约为10?，并且铀和钍在地壳热预算中起主导作用（Jaupart和Mareschal，2003；McLennan，2001；Rudnick等人，1998）结论
博尔博雷马省东北部埃迪卡拉纪花岗岩类的放射性热生成主要受岩浆分化和铀、钍分布的控制。层次协方差分析（ANCOVA）证实这些元素是热生成的主要控制因素（R2 > 0.999），而构造域和岩系类型并未产生独立影响。因此，整个省内的热差异反映了岩浆富集的差异，而非其他内在因素作者贡献声明
卢安娜·塞莉·席尔瓦·德阿泽维多（Luanna Celly Silva de Azevedo）：撰写初稿、可视化处理、数据验证、软件应用、方法设计、研究实施、数据分析、概念构建。弗雷德里科·卡斯特罗·若宾·维拉尔瓦（Frederico Castro Jobim Vilalva）：审稿与编辑、撰写初稿、可视化处理、数据验证、项目监督、资源协调、方法设计、概念构建。马科斯·安东尼奥·莱特·多纳西门托（Marcos Antonio Leite do Nascimento）：审稿与编辑、数据验证、项目监督、概念构建。罗布森·拉斐尔·德奥利维拉（Robson Rafael de Oliveira）：可视化处理数据说明
本研究期间编制、生成或分析的所有数据均包含在文章及其补充信息文件中。利益冲突声明
? 作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。致谢
本研究部分由巴西高级人才培养协调委员会（Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de Nível Superior – CAPES，代码001）资助。我们还要感谢北里奥格兰德联邦大学（Universidade Federal do Rio Grande do Norte, UFRN）的地球动力学与地球物理学研究生项目（Programa de Pós-Gradua??o em Geodinamica e Geofísica, PPGG）在资金、后勤和学术方面的支持。感谢Suze N. P. Guimar?es博士和Luanna M. Florisbal博士对本手稿早期版本提出的建设性意见。同时感谢两位匿名审稿人的帮助。
