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阿尔卑斯科西卡前缘构造转换:巴尼亚地区(法国科西嘉北部)从收缩到伸展的构造-变质证据
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Structural Geology 2.6
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本研究聚焦科西嘉岛阿尔卑斯造山带前缘的构造转换机制,通过巴尼亚地区剪切带精细构造解析与变质条件估算,首次揭示该区域在Oligocene-Early Miocene期间经历从逆冲推覆(top-to-W)到伸展拆离(top-to-E)的构造转换,为理解西地中海阿尔卑斯造山带晚期演化与Liguro-Proven?al-Tyrrhenian盆地裂陷的动力学关联提供了关键约束。
在地中海西部复杂的构造拼图中,科西嘉岛犹如一枚被拉伸的"岩石书签",记录着阿尔卑斯造山带从碰撞到垮塌的完整故事。这个由欧洲大陆碎片构成的岛屿,被新近纪的Liguro-Proven?al和Tyrrhenian两个弧后盆地东西夹持,其内部保存的阿尔卑斯科西卡(Alpine Corsica)推覆体与海西期基底(Hercynian Corsica)的接触关系,长期以来被视为可与西阿尔卑斯Penninic前缘类比的关键构造边界。然而,这个被称为"阿尔卑斯科西卡前缘"(Alpine Corsica Front)的重要构造带,却因后期走滑断裂(CCFZ)的改造而面目模糊,仅在北部巴尼亚(Balagne)地区保留原始构造特征。
由Maria Di Rosa领衔的国际研究团队在《Journal of Structural Geology》发表的这项研究,犹如一位细心的"构造侦探",通过巴尼亚地区1:10,000比例尺的精细填图与剪切带运动学解析,结合变质条件定量估算,首次重建了该区域从收缩到伸展的构造转换过程。研究发现,阿尔卑斯科西卡推覆体内部存在显著的变质梯度:上部Balagne推覆体仅经历0.35-0.60 GPa/215-270°C的低温变质,而下部单元则达到1.05-1.15 GPa/280-300°C的低蓝片岩相(low-blueschist facies)条件。更关键的是,N-S走向、东倾的剪切带揭示出早期向西逆冲(top-to-W)被后期向东伸展(top-to-E)所改造的构造叠加现象,表明该前缘在Oligocene-Early Miocene期间经历了从造山挤压到后造山伸展的动力学转换。
研究团队采用多尺度技术方法:通过野外构造解析(应用Richard J. Lisle的脆-韧性过渡带变形要素分析方法)重建剪切带运动学序列;利用电子探针微区分析(EPMA)定量估算各单元峰期变质条件(P-T);结合区域构造背景,将巴尼亚地区的构造演化与Liguro-Proven?al盆地(30-33 Ma初始裂陷,16-19 Ma洋壳化)的打开过程进行耦合分析。
【地质背景更新】
科西嘉岛的现今构造格局源于Variscan造山带垮塌后的多阶段演化:Permo-Carboniferous花岗岩基侵位于古生代基底,随后在晚白垩世开始的阿尔卑斯事件中,来自Ligurian-Piedmont洋盆和欧洲大陆边缘的推覆体叠置形成Alpine Corsica。Balagne地区作为关键研究区,保存完好的Upper Units(Balagne推覆体和Palasca单元)覆盖于Lower Units和Hercynian Corsica之上的构造关系。
【剪切带运动学】
四个典型露头的构造分析显示:Licciola地区Bas-Ostriconi单元与海西期复理石的剪切接触带、D363公路露头的糜棱岩化片岩、Monte Grosso片麻岩中的C'剪切面理,均一致记录早期向西逆冲被后期向东伸展剪切叠加的构造序列。运动学标志物(σ型碎斑系、旋转雪球构造等)的统计证实了这种构造极性反转。
【变质约束】
变质温压计揭示:海西期基底经历1.0-1.1 GPa/240-250°C的浅变质,Lower Units达1.05-1.15 GPa/280-300°C(低蓝片岩相),而Balagne推覆体各亚单元变质程度向上系统降低(Navaccia单元0.55-0.60 GPa,Toccone单元0.50-0.60 GPa,Bas-Ostriconi单元仅0.35-0.50 GPa),Palasca单元则几乎未受变质改造。这种垂向变质梯度支持构造堆叠后经历差异折返的模型。
【构造意义】
该研究确立阿尔卑斯科西卡前缘在30-20 Ma期间经历从挤压到伸展的构造体制转换,这一时间窗恰好对应西地中海区域构造重组的关键期:一方面反映阿尔卑斯造山带晚期折撤(orogenic collapse)过程,另一方面预示Liguro-Proven?al-Tyrrhenian盆地系统初始裂陷的远程效应。这种构造转换机制为理解碰撞造山带如何"优雅退场"并最终让位于弧后扩张提供了典型范例,也为地中海复杂拼贴体系的动力学模拟提供了关键边界条件。
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