米拉博背斜褶皱演化过程中变形序列、持续时间与古应力重建：基于断裂、方解石双晶与U-Pb年代学的多方法约束

本研究针对褶皱带变形时序难以精确标定的难题，通过整合断裂序列分析、方解石双晶古应力反演与U-Pb同位素定年技术，首次重建了法国东南部米拉博背斜从层平行缩短(LPS)到褶皱晚期紧缩(LSFT)的完整变形史，精确测定Pyrenean挤压速率为0.6 mm/yr，为造山带变形机制与速率研究提供了创新性方法论范例。

　　

在地球科学领域，褶皱带的形成过程犹如一部被加密的地质史书，传统研究方法如同只能破译只言片语的密码本。法国普罗旺斯地区米拉博背斜的案例尤为典型——这里缺乏记录褶皱生长的同构造沉积层，使得科学家们长期无法精确解读其变形时序与动力学机制。这种认知空白直接制约着对Pyrenean造山事件在欧亚板块与伊比利亚-科西嘉地块碰撞过程中变形传播规律的理解。

为破解这一难题，来自法国CEREGE等机构的研究团队在《Journal of Structural Geology》发表了一项突破性研究。他们创新性地将三种技术路线熔于一炉：通过几何运动学分析建立断裂-缝合线网络演化序列，运用方解石双晶古应力计(calcite twin paleopiezometry)反演古应力场，并采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS) U-Pb定年技术直接测定构造方解石的结晶年龄。这种"结构解析-应力反演-绝对定年"三位一体的研究策略，首次实现了对单个褶皱构造从初始变形到最终定型全生命周期的精细解码。

关键技术方法包括：1) 沿背斜横断面系统采集69组定向样品，涵盖断层、脉体及缝合线相关构造；2) 采用Eichecopar双晶反演法重建古应力张量；3) 对36个方解石样品进行U-Pb年代学分析，成功率40%；4) 结合平衡剖面计算缩短量。样本主要来自Durance河沿岸出露的Tithonian期微晶灰岩。

研究结果揭示出四个关键阶段：

1. 前Pyrenean伸展阶段：NW-SE向与NE-SW向交替伸展(112-90 Ma)，与Durance隆起事件相关；
2. 始新世挤压主导期：NNE-SSW向水平σ₁
   控制下，米拉博背斜经历持续13 Myr的连续变形，其中LPS阶段(50-45 Ma)发育垂直缝合线，褶皱生长阶段(45-42 Ma)形成轴平行裂缝，LSFT阶段(42-37 Ma)出现断层再活化；
3. 渐新世裂谷期：E-W向伸展对应西欧裂谷事件；
4. 中新世微弱挤压：NW-SE向σ₁
   反映Alpine造山影响。

特别值得注意的是，通过测定与层平行缝合线(BPS)伴生的方解石充填构造，首次将LPS起始时间精确锚定在50 Ma。结合平衡剖面推算的2.7 km缩短量，计算出Pyrenean挤压速率为0.6 mm/yr，这一数据为理解板块汇聚速率与上地壳应变分配提供了关键锚点。

讨论部分强调了三项革新性认知：首先，传统认为离散的LPS-褶皱生长-LSFT三阶段实际构成连续变形谱系，早期构造的再活化是应变持续调节的重要方式。其次，方解石U-Pb年代学成功突破了生长地层缺失造成的定年瓶颈，证实该方法在构造年代学中的普适价值。最后，研究建立的变形时序支持Pyrenean变形前展式传播模型，为欧亚板块南缘构造演化提供了新的时间约束。这项研究不仅为褶皱带变形机制研究树立了多方法融合的典范，其建立的精确年代框架更将成为理解板块汇聚带应变传播规律的里程碑式成果。