东比利牛斯断裂带韧脆变形演化史：40 Ar/39 Ar年代学、绿泥石地温计与构造观测的耦合研究

研究人员针对造山带断裂多期活动年代学解译难题，通过整合40 Ar/39 Ar阶跃加热法、绿泥石地温计与显微构造分析，揭示东比利牛斯Têt和Py断裂带40-22Ma的韧脆变形转换过程，首次提出1M伊利石结晶年龄（22.1±1.4Ma）标志Têt断裂脆性活动期，为理解板块碰撞后伸展构造提供关键时序约束。

　　

东比利牛斯山脉作为欧洲著名的复合造山带，记录了从华力西期到阿尔卑斯期的多阶段构造演化。然而，该区域断裂网络的复杂活动历史长期存在争议——这些断裂既经历了高温条件下的韧性剪切，又叠加了后期脆性变形，使得精确限定变形时代和温度条件成为构造地质学的重大挑战。更棘手的是，断裂泥中的钾长石污染严重干扰传统⁴⁰
Ar/³⁹
Ar测年，而不同多型云母矿物的形成温度差异又为构造解译带来不确定性。

针对这些难题，法国蒙彼利埃大学等机构的研究团队选择东比利牛斯两条主干断裂（Têt和Py断裂）及次级NW-SE向断裂开展多方法耦合研究。通过创新性地结合阶跃加热法分离混合钾相、绿泥石化学成分温度计与显微构造观测，首次建立了该区40-22Ma的完整变形序列，相关成果发表于《Journal of Structural Geology》。

研究采用三大关键技术：1) 封装矿物分馏⁴⁰
Ar/³⁹
Ar测年解决³⁹
Ar反冲损失问题；2) 同步辐射μ-XANES与穆斯堡尔谱联用精确测定绿泥石Fe³⁺
/Fe²⁺
；3) 基于Bourdelle-Cathelineau模型的绿泥石温度计重建变形温度场。样品采自Caran?a峡谷的Têt断裂核部（T4a黏土质断层泥）和Py断裂复合核带（PyG/PyP断层泥）。

【构造分析】
野外调查揭示NW-SE次级断裂（18CAR06）早期为韧性走滑（40.9Ma），后期叠加脆性正滑（33.6Ma）；Têt断裂核部发育1米厚均质断层泥，Py断裂则显示多期角砾岩-断层泥互层结构。

【矿物学特征】
SEM与XRD显示：Têt断层泥含绿泥石+1M/2M₁
伊利石混合相，Py断层泥以2M₁
白云母为主。创新性采用高斯峰分解法消除钾长石对Py样品Ar测年的干扰。

【绿泥石温度计】
通过102个电子探针点分析结合Fe³⁺
占比数据（Têt断裂XFe³⁺
=0.25，Py断裂达0.55），确定Têt断裂两期绿泥石形成温度：基质-裂隙相（100-150°C）对应1M伊利石结晶，碎屑相（150-250°C）关联2M₁
白云母。

【Ar-Ar年代学】
NW-SE断裂：2M₁
白云母记录40.9-33.6Ma韧脆变形；Têt断裂：IAA法获得1M伊利石22.1±1.4Ma年龄，代表主脆性活动期；Py断裂：经钾长石校正后2M₁
白云母最大年龄~40Ma。

研究结论揭示三个关键变形阶段：1) 始新世末（~40Ma）Py断裂初始伸展引发Canigou地块早期折返；2) 渐新世（33.6Ma）NW-SE断裂走滑-正滑转换；3) 新近纪（22.1Ma）Têt断裂主脆性活动导致Caran?a地块快速隆升。该成果创新点在于：建立绿泥石温度-伊利石多型-Ar年龄的三维标定框架，证实东比利牛斯新生代存在两期伸展（西欧裂谷系与利古里亚-普罗旺斯张开），为理解碰撞后造山带垮塌过程提供了矿物学-年代学耦合研究范式。

讨论部分特别指出，Py断裂缺乏1M伊利石可能反映其在新近纪已停止活动，而Têt断裂持续控制区域冷却史。研究提出的混合钾相分离方法为复杂断层泥定年开辟了新途径，未来可推广至其他复合造山带研究。