赞比亚卡富埃裂谷地热泉中升起的异常气体表明，地壳深处的断裂可能标志着新的构造边界的早期阶段。

近日发表于《地球科学前沿》（Frontiers in Earth Science）的一项研究指出，赞比亚卡富埃裂谷带的地热泉气体显示出明显的地幔来源特征，被认为是西南非裂谷系统处于早期大陆裂解阶段的同位素证据。

裂谷位置与构造背景

研究显示，卡富埃裂谷位于中非高原内伸展带，是一条约2500公里长裂谷带的一部分。该裂谷带自坦桑尼亚向西南延伸至纳米比亚，并可能进一步延伸至大西洋中脊。

根据论文提供的构造位置图，卡富埃裂谷向东北与卢阿诺裂谷和卢旺瓜裂谷相连，向西则与东非裂谷系统的西支相接，包括鲁库瓦裂谷（RRB）和伦格火山省（RVP）。

气体同位素显示与地幔直接连通

牛津大学迈克·戴利（Mike Daly）教授表示，卡富埃裂谷沿线热泉的氦同位素特征表明，这些泉水与位于地表下约40至160公里深度的地幔存在直接联系。

他指出，这种流体连通性表明卡富埃裂谷的断层边界目前处于活动状态，从而支持西南非裂谷带整体仍在活动的判断，并可能代表撒哈拉以南非洲大陆裂解的早期阶段。

研究团队之所以关注这一地区，是因为当地具有独特地形、广泛的地热异常以及数量众多的热泉，这些特征被视为此前尚未被明确识别的裂谷系统的潜在指示。

采样与对比：裂谷内外泉水差异明显

为验证新裂谷是否已贯穿地壳、使地幔流体能够上升至地表，科学家在赞比亚境内选取了八处地热井和温泉进行考察。其中六处位于疑似裂谷带内部，另外两处位于裂谷带之外。

研究人员从这些泉水中采集自由冒泡气体样本，并在实验室对其中各元素的同位素组成进行分析，以识别是否存在地幔来源的流体信号。

结果显示，位于卡富埃裂谷带内的泉水气体，具有与东非裂谷系统样本相当的氦同位素比率，而裂谷带外泉水则未呈现出类似特征。样本中还检测到与地幔流体来源相符的二氧化碳含量。

研究团队将这些数据与东非裂谷系统这一成熟裂谷带的观测结果进行对比，认为卡富埃裂谷的气体特征与早期裂谷活动相一致。研究指出，以东非裂谷系统为参照，氦同位素可作为早期裂谷活动的信号，而随着时间推移，二氧化碳在火山中心发展过程中有望变得更加显著。

或为非洲大陆裂解的潜在新路径

戴利教授介绍，裂谷是地壳中的大型断裂结构，会导致地表沉降并伴随周边区域的弹性隆起。裂谷有可能演变为板块边界，但在许多情况下，裂谷活动会在岩石圈完全断裂、板块边界真正形成之前终止。

他提到，肯尼亚大裂谷的诸多特征为东非最终成为主要大陆裂解线提供了依据，但东非裂谷系统的裂解速率相对较慢。由于非洲几乎在各个方向上都被中洋脊环绕，这在一定程度上抑制了东西向或南北向的伸展，使得裂解和扩张过程难以确立。

在此背景下，戴利教授认为，西南非裂谷系统可能构成一种替代性构造路径。该系统具备裂谷相关特征，其区域基底构造——即地壳内部的固有弱带——与周边中洋脊及大陆地貌呈现出有利的几何对齐关系，这种关系可能意味着大陆裂解所需的强度阈值更低。

研究仍处早期阶段

研究团队强调，目前的结论主要基于对西南非裂谷系统中一段大致区域的氦同位素分析，而整个系统长度达数千公里。戴利教授表示，这项工作属于早期研究，后续更大范围的调查正在推进，下一阶段研究预计将在今年完成。

相关论文题为《非洲西南裂谷：早期大陆裂解的同位素证据》（Southwest African rifts: Isotopic evidence for early continental breakup），作者为Rūta Karolytė等，发表于《地球科学前沿》第14卷，doi: 10.3389/feart.2026.1799564。