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本研究分析了阿根廷前安第斯山脉中多个造山期叠加导致的结构再激活现象,探讨角度不整合面对变形兼容性的影响及应变分异机制,揭示新构造运动中褶皱紧缩与不整合面转化的关联。
J.L. 阿隆索 | J. 加利亚斯特吉 | L.R. 罗德里格斯·费尔南德斯 | J. 加西亚-桑塞贡多 | N. 埃雷迪亚 | P. 法里亚斯 | L. 昆塔纳 | R. 卡尔多 | V.A. 拉莫斯
奥维耶多大学地质系,阿里亚斯·德·贝拉斯科街无门牌号,33005 奥维耶多,西班牙
摘要
阿根廷前山带(Precordillera)中多次造山事件的叠加具有相似的缩短方向,这使得该地区成为研究构造重新激活的理想场所。这些事件中形成的角度不整合面记录了新造山事件叠加时先前褶皱的重新激活过程。此外,这些不整合面为分析两个不整合地层共同变形时出现的变形兼容性问题提供了参考框架。由于不整合面两侧的层理平行于简单剪切作用,导致原始不整合角度发生变化,从而证明了褶皱的重新激活现象。剪切角度的值与褶皱翼的旋转程度及相关地层的岩性特征一致。不整合角度的变化还导致了不整合面的长度改变,进而引发了不整合面两侧的应变兼容性问题,使其转变为剥离面。本文将前山带不整合面上发育的叠瓦状逆冲构造与其他山脉中的类似构造进行了比较。其他表明褶皱紧致的迹象还包括广泛存在的切割不整合面的挠曲滑移断层。在像前山带这样的活跃山脉中,最常见的新构造作用是切割第四纪冲积扇(当前楔形顶部沉积物)的挠曲滑移断层,这表明褶皱在当前仍在活动。
引言
尽管断层重新激活是地质文献中的常见主题(例如所谓的构造反转现象,Williams等人,1989年),但褶皱重新激活却受到较少关注,可能是因为其识别较为困难,除非不整合地层发生变形(Alonso,1989年;Letouzey等人,1990年;Teixell和García-Sansegundo,1994年;Casas等人,1994年、2000年;Alonso等人,2011年;Gutiérrez-Medina等人,2012年;Tavani等人,2017年;Alonso等人,2025年)。
本文展示了阿根廷前山带中几个重新激活的褶皱实例(位置见图1),该地区由古生代、中生代和新生代的沉积岩构成的逆冲带和褶皱组成(Bracaccini,1946年;Heim,1952年)。尽管当前的地貌是在中新世至今的安第斯造山过程中形成的,但前山带的构造实际上是多次安第斯造山事件和前安第斯造山事件叠加的结果(Ramos,1988年;Alonso等人,2005年;Thomas和Astini,2007年;Heredia等人,2018a和b),这些事件形成了不同年代的角度不整合。因此,该地区是研究两个被角度不整合面分隔的地层共同变形时出现的变形兼容性问题的理想场所。本文提供了关于前山带不同不整合地层之间构造关系的新数据,并对其含义进行了阐释。不整合地层的变形改变了不整合角度和不整合面的长度,使其转变为剥离面,以解决不整合面两侧的变形兼容性问题。阿根廷前山带中观察到的这种类型的自然剥离实例与其他山脉中的类似构造进行了对比。
地质背景
阿根廷前山带属于库亚尼亚(Cuyania)这一外来微大陆的一部分,该微大陆最初位于劳伦西亚(Laurentia)板块,并在古生代早期附着到冈瓦纳(Gondwana)边缘(Ramos等人,1986年;Thomas和Astini,2003年;Ramos,2004年)。前山带通常根据地层和构造特征被划分为西部、中部和东部三个区域(Ortiz和Zambrano,1981年)(见图1和图2)。图2展示了前山带中部的地质图和剖面图。
方法
本文首先回顾了斜坡表面褶皱形成的理论原理(Ramsay,1967年),并将其应用于角度不整合序列的褶皱分析(Alonso,1989年;Alonso等人,2011年)。随后,我们将理论模型与阿根廷前山带中实际变形的不整合序列进行了对比。自然构造的几何形态是根据详细的地图和剖面图确定的,特别关注了不整合角度。
原始不整合角度和不整合面初始长度的变化
我们在阿根廷前山带研究不整合地层之间构造关系的区域位置见图2。图6和图7清楚地显示了原始不整合角度的变化,这些变化说明了覆盖褶皱在单斜基底层上的发育过程。在卡里萨尔(Carrizal)地区(图6),三叠纪地层底部的不整合面以及其上覆盖的第四纪冲积扇均发生了褶皱。
讨论与结论
对阿根廷前山带不整合地层之间几何关系的结构分析表明,一些形成于古生代前安第斯造山期的褶皱在安第斯造山(新生代)过程中发生了紧致化。这些变形事件中形成的角度不整合面记录了先前构造的重新激活过程。褶皱的紧致化通过原始不整合角度的变化得到了证实。
作者贡献声明
J.L. 阿隆索:撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 初稿撰写,可视化处理,项目监督,方法论研究,资金获取,数据管理,概念构思。V.A. 拉莫斯:撰写 – 审稿与编辑,研究工作。J. 加西亚-桑塞贡多:撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 初稿撰写,研究工作。N. 埃雷迪亚:撰写 – 审稿与编辑,项目监督,研究工作,资金获取。豪尔赫·加利亚斯特吉:撰写 – 审稿与编辑
未引用的参考文献
Perucca和Onorato,2011年;Spalletti等人,1989年;Voldman等人,2018a年。利益冲突声明
? 作者声明以下可能构成潜在利益冲突的财务利益/个人关系:J. 加利亚斯特吉表示获得了西班牙教育和科学部的财政支持。J.L. 阿隆索表示获得了西班牙教育和科学部的财政支持。
致谢
作者感谢F. H. Bezerra、A. Teixell及其他匿名审稿人的宝贵意见,他们的建议极大地改进了手稿的初稿。同时,我们也感谢西班牙教育和科学部(项目编号CGL2006-12415-C03-02/BTE、CGL2009-13706-C03-02)、西班牙经济与竞争力部(项目编号CGL2012-34475和CGL2012-38396-C03)以及西班牙教育和创新部(项目编号PID2021-126357NB-100)提供的财政支持。