《Journal of South American Earth Sciences》：Cenozoic exhumation of the Frontal Cordillera revisited: Insights from low-temperature thermochronology studies and other geological constraints
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该研究系统综述了南美中南部安第斯前部山脉的热年代学数据，揭示其早至中新生代（约18-10Ma）东向构造汇聚主导的抬升剥露过程，与板片平坦俯冲存在时间差。讨论了不同构造域的变形时序及对造山带演化模型的影响。
安娜·C·洛萨达（Ana C. Lossada）|劳拉·B·贾米比亚吉（Laura B. Giambiagi）|切尔西·麦克曼-洛夫兰（Chelsea Mackaman-Lofland）|胡莉埃塔·苏里亚诺（Julieta Suriano）|马卡雷娜·贝尔托亚·德尔·亚诺（Macarena Bertoa del Llano）
安第斯研究学院唐·巴勃罗·格罗贝尔（Instituto de Estudios Andinos Don Pablo Groeber，隶属于布宜诺斯艾利斯大学-CONICET），阿根廷布宜诺斯艾利斯
摘要
前缘山脉（Frontal Cordillera）是南安第斯山脉中一条显著的南北走向的形态结构特征，其特点是高地形和显著的地貌起伏、晚古生代至三叠纪火山岩和侵入岩的单调岩性露头，以及厚壳变形。该山脉从南纬约27–28°开始逐渐过渡到普纳高原（Puna Plateau），并在南纬34.8°处突然终止。这一构造域的大部分沿走向的露头与现代阿根廷-智利（潘帕）扁平板块俯冲带（27–33°30′S）在空间上重合。早期研究将前缘山脉的形成归因于中中新世以来扁平板块俯冲过程中压缩应力的增强传递，以及由此引发的变形向前陆的传播。然而，最近的研究对前缘山脉结构演化的南北差异提出了质疑，同时也对抬升和剥露过程受扁平板块俯冲影响的程度提出了质疑。前缘山脉的变形时间主要通过分析同造山期沉积记录和切割构造关系来确定。热年代学研究已成为量化构成前缘山脉的地块剥露程度的有力工具。尽管近年来结构学、沉积学、地质/热年代学和地貌学研究大量涌现，但一些基本问题——包括前缘山脉岩石抬升和剥露的时间和模式，以及这些纬度下安第斯造山楔体的整体走向——仍然存在争议。本文综述了近年来在前缘山脉进行的热年代学研究，并结合其他独立地质数据探讨了这些结果对区域构造热演化的意义。我们的数据汇编表明，岩石抬升和剥露的主要阶段发生在扁平板块俯冲开始之前，且主要在中新世早期至中期沿走向同步发生。这一变形阶段与西部主山脉（Principal Cordillera）的收缩末期重叠，表明变形呈向东传播的趋势。结果还显示，在中新世早期存在明显的地壳缩短现象，这一时期安第斯楔体内多个构造域同时活跃。
引言
南安第斯山脉（22–35°S）是典型的活动俯冲造山带，由纳斯卡洋板块（Nazca Plate）与南美大陆板块的长期汇聚作用形成。在南纬约28°至35°之间，即阿尔蒂普拉诺-普纳高原（Altiplano–Puna Plateau）以南，安第斯山脉表现出沿走向的变形风格差异（Jordan等人，1983年；Mpodozis和Ramos，1989年；Charrier等人，2007年），包括平均地形高度的差异，以及水平缩短程度（Giambiagi等人，2012年、2022年）和地壳厚度的显著减少（从南纬30°的65公里减少到更南端的55公里以下（Tassara和Echaurren，2012年）。
该段安第斯山脉包括了南纬约33°以南的正常俯冲带与北部潘帕扁平板块俯冲带之间的过渡区。前缘山脉（Frontal Cordillera）和更西部的主山脉（Principal Cordillera）共同构成了南纬约28°至34.8°之间阿根廷和智利的大部分高地。根据经典的地壳缩短模型，前缘山脉的抬升归因于板块扁平化，其变形过程从北向南呈现时间差异（Ramos等人，1996年、2002年；Giambiagi等人，2003年），这与胡安·费尔南德斯海岭（Juan Fernández Ridge）向南迁移（18–约11百万年前）有关。这一过程在约10百万年前达到顶峰，当时海岭固定在南纬33°，形成了现今潘帕扁平板块俯冲的位置（Yá?ez等人，2001年；Kay和Mpodozis，2002年；Ramos等人，2002年；Hu等人，2021年）。
许多研究利用同造山盆地记录来限定前缘山脉的变形时间（Iglesia Llano，1995年；Jordan等人，1996年；Cristallini和Ramos，2000年；Irigoyen等人，2000年；Pérez，2001年；Giambiagi等人，2003年；Levina等人，2014年；Alarcón和Pinto，2015年；Fosdick等人，2015年；Pinto等人，2018年；Buelow等人，2018年；Mackaman-Lofland等人，2020年；Capaldi等人，2020年；Martos等人，2022年；Carrapa等人，2022年；Suriano等人，2023年；Ronemus等人，2024年等）。最近，岩石热年代学研究为量化前缘山脉地块的剥露过程提供了新的时间、速率和空间模式的数据，结合结构学、沉积学和地球化学数据，进一步加深了我们对前缘山脉构造热演化的理解。尽管近年来相关研究众多，但一些基本问题——包括前缘山脉岩石抬升和剥露的时间和模式，以及这些纬度下安第斯造山楔体的整体走向——仍然存在争议。本文综述了近年来在前缘山脉进行的热年代学研究，并结合其他地质数据探讨了这些结果对区域构造热演化的意义。我们的数据汇编显示，岩石抬升和剥露的主要阶段发生在扁平板块俯冲之前，主要在中新世早期至中期沿走向同步发生。这一变形阶段与西部主山脉的收缩末期重叠，表明变形呈向东传播的趋势。结果还指出中新世早期存在明显的地壳缩短现象，这一时期安第斯楔体内多个构造域同时活跃。
引言
南安第斯山脉（22–35°S）是典型的活动俯冲造山带，由纳斯卡洋板块与南美大陆板块的长期汇聚作用形成。在南纬约28°至35°之间，阿尔蒂普拉诺-普纳高原以南，安第斯山脉沿走向的变形方式存在显著差异（Jordan等人，1983年；Mpodozis和Ramos，1989年；Charrier等人，2007年），包括平均地形高度的差异，以及水平缩短程度（Giambiagi等人，2012年、2022年）和地壳厚度的显著减少（从南纬30°的65公里减少到更南端的55公里以下（Tassara和Echaurren，2012年）。
该段安第斯山脉包括了南纬约33°以南的正常俯冲带与北部潘帕扁平板块俯冲带之间的过渡区。前缘山脉和更西部的主山脉共同构成了南纬约28°至34.8°之间阿根廷和智利的大部分高地。根据经典的地壳缩短模型，前缘山脉的抬升归因于板块扁平化，其变形过程从北向南呈现时间差异（Ramos等人，1996年、2002年；Giambiagi等人，2003年），这与胡安·费尔南德斯海岭向南迁移（18–约11百万年前）有关。这一过程在约10百万年前达到顶峰，当时海岭固定在南纬33°，形成了现今潘帕扁平板块俯冲的位置（Yá?ez等人，2001年；Kay和Mpodozis，2002年；Ramos等人，2002年；Hu等人，2021年）。
许多研究利用同造山盆地记录来限定前缘山脉的变形时间（Iglesia Llano，1995年；Jordan等人，1996年；Cristallini和Ramos，2000年；Irigoyen等人，2000年；Pérez，2001年；Giambiagi等人，2003年；Levina等人，2014年；Alarcón和Pinto，2015年；Fosdick等人，2015年；Pinto等人，2018年；Buelow等人，2018年；Mackaman-Lofland等人，2020年；Capaldi等人，2020年；Martos等人，2022年；Carrapa等人，2022年；Suriano等人，2023年；Ronemus等人，2024年等）。最近，岩石热年代学研究为构造埋藏和剥露引起的加热和冷却过程提供了新的时间、速率和空间模式的数据，结合结构学、沉积学和地球化学数据，进一步丰富了我们对前缘山脉构造热演化的理解。对前缘山脉形成时间、顺序和规模的精确估计挑战了变形过程沿走向存在时间差异的假设，有些研究甚至提出前缘山脉的抬升和剥露先于板块扁平化（例如，Buelow等人，2018年；Riesner等人，2019年；Lossada等人，2017年、2020a年、2020b年、2023年）。
确定前缘山脉的剥露时间和空间模式对于评估关于南安第斯山脉构造结构的不同解释模型至关重要。在南纬约33–34°之间，一些热年代学研究认为剥露发生在中新世中期（约15百万年前；Lossada等人，2020a年、2023年），这与变形的向东传播趋势一致。相反，其他研究认为前缘山脉的剥露发生在主山脉变形之前（约22–20百万年前），从而支持安第斯造山系统主要向西倾斜的观点（Riesner等人，2019年）。因此，解码前缘山脉内各个地块的剥露历史，即确定不同纬度下的剥露时间和速率，对于完善南安第斯山脉的造山模型至关重要。
本文旨在回顾近年来在前缘山脉进行的主要热年代学研究，并结合相关的结构学、沉积学、地球化学等数据集，探讨以下问题：
1.前缘山脉在不同山脉和纬度上的剥露时间和顺序是什么？
2.中新世期间是否存在南北方向的剥露时间差异？前缘山脉的抬升与板块扁平化之间有什么关系？
3.前缘山脉的剥露时间是否支持安第斯造山过程向东或向西倾斜的模型？
章节摘录
构造背景
南安第斯山脉（南纬约27°至35°）分为五个构造域，从西向东依次为：沿海山脉（Coastal Cordillera）、主山脉（Principal Cordillera）、前缘山脉（Frontal Cordillera）、前前缘山脉（Precordillera）和潘帕山脉（Pampean Ranges）（图1）。沿海山脉位于现代前弧上，暴露了古生代至中生代早期的增生体（Díaz-Alvarado等人，2019年）以及侏罗纪至下白垩统的火成岩和火山岩（Mpodozis和Ramos，1989年）。主山脉由
方法
在这项研究中，我们回顾了在前缘山脉范围内进行的关键热年代学研究，以了解该构造单元的热历史，从而确定岩石抬升、剥露和变形的时间。编译的数据包括磷灰石和锆石（U-Th）/He（分别为AHe和ZHe）的年龄、磷灰石裂变径迹年龄（AFT）和逆热模型结果。除了编译先前发表的数据集外，我们还提供了
北部区域（约30°S）：瓜恩塔山脉（Guanta Range）、埃尔印迪奥山脉（El Indio Range）、科兰吉尔山脉（Colangüil Range）和阿瓜内格拉山脉（Agua Negra Range）
在北部区域（约30°S，图2A），前缘山脉达到最大宽度，约为120公里，横跨智利和阿根廷的安第斯山脉西部和东部。它由多个山脉组成，这些山脉之间分布着低角度和高角度的构造，这些构造是由于上三叠统、侏罗纪和渐新统沉积中心的逆冲作用以及新形成的逆冲断层造成的（Mpodozis和Ramos，1989年；Heredia等人，2002年；Velásquez等人
讨论
本节讨论了从前缘山脉不同山脉获得的热年代学数据得出的主要发现及其对安第斯造山过程的意义。
在北部区域（约30°S），靠近普纳高原（Puna Plateau）的过渡带，两次明显的造山建造阶段——晚始新世和中新世早期——导致前缘山脉内形成了多个山脉，伴随着较大的水平缩短。
结论
前缘山脉的主要变形、抬升和地形建造阶段发生在中新世早期至中期。然而，在其北部区域，晚始新世早期的压缩阶段可能对其现今的地形产生了重要影响。中新世中期快速冷却现象与侵蚀和岩石剥露相关，表明前缘山脉沿走向几乎同步建造。这一收缩阶段
CRediT作者贡献声明
安娜·C·洛萨达（Ana C. Lossada）：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，可视化，验证，软件应用，方法论，调查，数据分析，概念化。劳拉·B·贾米比亚吉（Laura B. Giambiagi）：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，可视化，验证，监督，项目管理，资金获取，数据分析，概念化。切尔西·麦克曼-洛夫兰（Chelsea Mackaman-Lofland）：撰写 – 审稿与编辑，验证，软件应用，方法论，调查，
未引用参考文献
Cloetingh等人，2007年；Horton，2022年；Horton等人，2022年；Iglesia Llanos，1995年；Kay等人，2005年；Llambias和Sato，1990年；Lossada等人，2018年；Malizia等人，1999b年；Martin等人，1995年；Müller等人，2016年；NARCISO等人，2004年；Oncken等人，2006年；Pilger Jr，1984年；Rodriguez，2013年。
利益冲突声明
? 作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。
致谢
本综述是在阿根廷国家政府对该国科技领域实施严格财政限制的背景下完成的。恢复资金和适当的薪资对于维持此类研究至关重要。削弱国家科学体系会直接削弱阿根廷监测和减轻地质灾害、负责任地管理自然资源以及培养相关人才的能力。
