摩洛哥西北部高原地区的三叠纪盆地:大西洋中部扩张的构造迹象

《Journal of African Earth Sciences》:Triassic basins in the north-western Meseta (Morocco): A tectonic hint of the central Atlantic opening

【字体: 时间:2025年10月25日 来源:Journal of African Earth Sciences 2.2

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  西北摩洛哥梅萨塔地区三叠纪裂谷形成与断层相互作用机制研究,通过航空磁法与野外数据整合分析,揭示NE-SW张性断层与NW-SE走滑断层协同控制盆地发育,解释中大西洋开启期间古生代陆块活化过程及其对CAMP岩浆活动的响应。

  在北非地区,摩洛哥西北部的Meseta(高原)是一个具有多重构造历史的重要地质区域。该区域的基底主要由古生代地层构成,这些地层通常以“内嵌区”(inliers)的形式出现,并在华力西造山运动(Variscan orogeny)期间经历了显著的变质作用和构造变形。近年来,该区域的构造特征及其与地表和地下断层的相互作用成为地质学研究的热点,尤其是在研究泛大陆(Pangea)在三叠纪时期的解体过程时。本研究通过整合地质物理和实地调查数据,旨在揭示该地区构造结构的复杂性及其在地质动力学演化中的作用。

研究发现,该区域的地表构造特征主要表现为北北东-南南西(NE-SW)走向的断层,这些断层呈现出明显的伸展构造模式,可能与先前存在的华力西构造的重新激活有关。而另一组走向为北西-南东(NW-SE)的断层则表现出典型的走滑构造特征,这些断层被认为与中央大西洋的开启密切相关。这种伸展方向的变化反映了在泛大陆解体过程中,构造应力场的演变。同时,这两种断层系统的同步发展成为形成大量倾斜块体和三叠纪盆地(如Berrechid和Rommani-Khemissète盆地)的关键机制。

在三叠纪时期,随着中央大西洋的开启,区域内的伸展构造活动变得尤为活跃。这一过程不仅影响了北美东海岸的裂谷盆地(如Fundy盆地),也塑造了摩洛哥西北部的地质格局。研究指出,这些裂谷盆地的形成与地壳的拉伸作用密切相关,而拉伸作用又受到先前构造背景的影响。例如,古生代的华力西构造可能为后续的伸展构造提供了重要的构造框架,使得新形成的断层能够在原有构造基础上发展。这种构造继承性在解释三叠纪裂谷盆地的演化过程中起到了关键作用。

在该地区的三叠纪盆地中,北北东-南南西走向的断层被识别为边界断层,这些断层通常与盆地的边缘构造活动相关。然而,研究还发现,一些具有北西-南东走向的断层可能在盆地形成过程中发挥了更重要的作用。这些断层被解释为转移断层或转换断层,它们在构造应力场的变化中起到了调节作用,使得不同构造单元之间的应力得以释放。此外,这些断层还可能与盆地内部的沉积厚度变化有关,例如,它们对砾岩和红色沉积岩的沉积模式产生了显著影响。

在摩洛哥西北部的地质环境中,研究还注意到一些特殊的构造现象,如倾斜块体的形成和盆地的分段。这些现象通常与构造应力的局部集中有关,特别是在盆地边缘和内部的转换断层附近。研究者通过分析地质数据和地球物理数据,发现这些构造特征与三叠纪裂谷作用密切相关。例如,在Berrechid和Doukkala盆地之间,存在一些特殊的构造带,这些带被划分为“适应区”(accommodation zones),它们在盆地的演化过程中起到了重要的作用。这些适应区不仅反映了构造应力的释放,还可能与沉积物的堆积和盆地的沉降模式有关。

本研究还特别关注了三叠纪裂谷作用期间的构造活动对盆地沉积特征的影响。通过分析地质数据,研究者发现这些构造活动在一定程度上控制了沉积物的厚度分布,尤其是在盆地边缘和内部的断层附近。这种控制作用可能与断层的活动性和其对地壳的拉伸程度有关。此外,研究还指出,这些构造活动在裂谷作用的后期阶段可能对火山活动产生了影响,例如,三叠纪玄武岩的喷发可能与断层活动有关。这些火山岩的分布和厚度变化为研究区域构造演化提供了重要的证据。

在地质研究中,地球物理数据的使用对于揭示地下构造特征具有重要意义。本研究采用了航空磁力数据,这是一种能够有效探测地壳深部构造的地球物理方法。通过对磁力数据的处理和分析,研究者能够识别出地表和地下断层的分布,并进一步推断其构造意义。航空磁力数据的采集覆盖了摩洛哥西北部Meseta的大部分区域,这些数据的分辨率和精度对于理解该地区的构造演化至关重要。此外,研究还结合了详细的实地调查数据,以确保对构造特征的准确识别和解释。

研究结果表明,该地区的构造演化是一个复杂的多阶段过程,涉及古生代构造的继承性、三叠纪裂谷作用的启动以及后期构造应力场的调整。在这一过程中,断层系统的演化和相互作用起到了关键作用。例如,北北东-南南西走向的断层可能在裂谷作用的早期阶段发挥了主要作用,而北西-南东走向的断层则在后期阶段成为重要的构造控制因素。这种构造系统的演化不仅影响了盆地的形态和沉积特征,还可能对区域内的地质灾害(如地震)产生了影响。

此外,研究还强调了该地区地质特征的独特性。摩洛哥西北部的Meseta位于泛大陆解体的关键区域,其构造演化可能与其他地区有所不同。例如,与北美东海岸的裂谷盆地相比,该地区的构造活动可能受到更多来自非洲板块内部的应力影响。这种差异使得研究该地区的构造演化具有特殊的意义,能够为理解泛大陆解体过程提供重要的区域对比资料。

在研究方法上,本研究采用了多尺度的构造分析方法,结合了地质调查和地球物理数据,以获得更全面的构造图像。通过对不同尺度数据的整合,研究者能够识别出不同层次的构造特征,从宏观的断裂带分布到微观的断层几何形态。这种多尺度分析方法不仅提高了研究的准确性,还为后续的构造建模提供了坚实的基础。此外,研究还特别关注了断层活动的时间序列,以确定其在泛大陆解体过程中的具体作用。

本研究的另一个重要发现是,三叠纪裂谷作用期间的构造活动可能对盆地的边界条件产生了深远影响。例如,某些断层可能在裂谷作用的不同阶段表现出不同的活动模式,这可能与构造应力场的变化有关。通过分析这些断层的活动历史,研究者能够更好地理解裂谷作用的演化过程,以及其对盆地形态和沉积特征的控制作用。这种对构造活动时间序列的研究对于预测未来的地质演化趋势也具有重要意义。

研究还指出,该地区的地质演化可能受到多种因素的共同影响,包括地壳的厚度变化、岩石的物理性质差异以及构造应力场的演变。例如,地壳的厚度变化可能影响断层的活动性和其对沉积物的控制作用,而岩石的物理性质差异则可能导致断层的几何形态发生变化。此外,构造应力场的演变可能决定了不同断层系统的发育顺序和空间分布。这些因素的综合影响使得该地区的构造演化呈现出高度的复杂性和多样性。

在实际应用方面,本研究的成果对于理解摩洛哥西北部的地质演化具有重要的现实意义。该地区的构造特征不仅影响了当地的资源分布,还可能对区域内的地质灾害(如地震)产生影响。因此,研究该地区的构造演化不仅有助于地质学的发展,还对资源勘探和灾害防治具有实际价值。此外,该研究也为进一步的地球物理研究提供了新的思路和方法,尤其是在如何利用地球物理数据揭示地下构造特征方面。

本研究的另一个重要贡献是,通过整合航空磁力数据和实地调查数据,提出了一个新的构造模型,以解释该地区的地质演化过程。这一模型不仅考虑了古生代构造的继承性,还结合了三叠纪裂谷作用期间的构造活动,为理解该地区的构造演化提供了更全面的视角。此外,该模型还能够为未来的地质研究提供参考,尤其是在研究其他类似地质环境时。

总的来说,摩洛哥西北部Meseta的构造演化是一个多阶段、多因素的复杂过程,涉及古生代构造的继承性、三叠纪裂谷作用的启动以及后期构造应力场的调整。通过对该地区的详细研究,研究者不仅揭示了其构造特征的多样性,还提出了新的构造模型,为理解泛大陆解体过程提供了重要的区域资料。此外,本研究的成果对于资源勘探、地质灾害防治以及地球物理方法的应用都具有重要的参考价值。
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