白垩纪构造活动对现今尼斯弧（法国西阿尔卑斯前陆地区）地质结构的影响

《Journal of Structural Geology》：The role of Cretaceous tectonics in the present-day architecture of the Nice arc (Western Subalpine foreland, France)

研究采用多学科方法分析法国尼斯弧的结构演化，揭示其受白垩纪至新生代多期构造活动控制。通过地质填图、岩石力学分析和U-Pb年代学测定，确认该弧由D1（白垩纪Cenomanian期NNE-SSW左旋走滑断层系统）、D2（渐新世NE-SW逆冲构造）和D3（中新世-Pliocene N-S压缩事件）三阶段变形构成，断层活动与地层厚度变化密切相关，且早期构造对后续变形具有继承性控制作用。

　　

R. BAUER | M. CORSINI | C. MATONTI | D. BOSCH | O. BRUGUIER | B. ISSAUTIER

Géoazur，蔚蓝海岸大学，法国国家科学研究中心（CNRS），法国地质与地球物理研究所（IRD），蔚蓝海岸天文台，UMR 7329，阿尔伯特·爱因斯坦街250号，索菲亚安蒂波利斯，06560，法国

摘要

尼斯弧的地质结构位于西阿尔卑斯山的南端，其弯曲度强烈且狭窄。这种独特的形态可能是由于继承性地质结构在压缩作用过程中引导后续变形的结果，这一现象在其他类似构造带中也已有研究证实。为了实现研究目标，我们采用了多学科方法来分析构成该弧的各构造阶段的几何特征、运动学特性及变形时间。对白垩纪地层的重点研究揭示：森诺曼阶（Cenomanian）沉积物存在显著的厚度变化，并与断层活动密切相关。当时，狭窄而细长的盆地的形成受NNE-SSW走向的左旋走滑断层控制，这些断层与NW-SE走向的正断层共同作用，断层面上方钙质的再结晶年龄约为81±13百万年。新生代期间，两次缩短作用重新激活了这些盆地的边界断层：一次发生在渐新世（Oligocene），表现为NW-SE走向的褶皱和推覆作用，时间约为28.7±6.1百万年、28.8±8.4百万年和27.3±6.3百万年；另一次发生在中新世（Miocene），其特征为N-S走向的压缩作用及E-W走向的褶皱，这些褶皱干扰了渐新世的褶皱并重新激活了早期的断层。下中新世（Lower Miocene）的变形时间约为18.2±1.1百万年，上新世（Pliocene）的变形时间约为3.16±0.47百万年。

引言

现已明确，先前存在的断层和盆地结构及其相关的地层变化在碰撞造山带外部区域的构造演化中起着重要作用（Butler等人，2006年；Cooper和Warren，2010年）。这一现象在西阿尔卑斯山地区有大量文献记录，该地区的构造特征受中生代初期盆地几何形态的控制（Bellahsen等人，2012年；Boutoux等人，2014年；Butler，1989年；Coward等人，1991年；De Graciansky等人，1989年；Lemoine等人，1986年）。有趣的是，尼斯弧具有独特的弯曲形态和显著的收窄特征，这与其西部边界宽阔笔直的卡斯泰拉纳弧（Castellane Arc）形成鲜明对比（见图1）。由于尼斯弧处于阿尔卑斯山与普罗旺斯之间的过渡地带，对其研究有助于完善阿尔卑斯-特提斯-北大西洋交界处中生代裂谷作用的运动学模型（例如Angrand等人，2020年；Frasca等人，2024年；Homberg等人，2013年；Lemoine，1985年；Stampfli，2000年；Tavani等人，2018年）。

在这种构造继承的背景下，理解前造山期伸展构造的初始几何形态及沉积物的空间分布对于解读压缩构造的发展过程至关重要（Cooper等人，1989年）。

本文旨在研究白垩纪前造山期盆地的几何特征和运动学特性，以及它们对后续变形阶段的控制作用。通过详细的地质测绘、多尺度构造和地层分析，我们建立了各伸展和压缩事件的相对年代序列。然而，由于尼斯弧的多阶段性质，确定各构造结构的精确年代十分困难。因此，我们主要依据可靠的观测指标（如含铁涂层、岩石蚀变现象及绿泥石基质构成的构造角砾岩）来确定白垩纪变形的时间。通过对同步运动钙质滑面纤维和钙质脉等构造标志物的U-Pb测年，我们获得了主要构造事件的精确年代。基于所有收集的数据，我们探讨了白垩纪前造山期盆地对该地区构造演化的影响。

为实现这些研究目标，我们在两个地质露头条件良好的关键区域进行了调查，这些区域特别有利于研究白垩纪地层的特征及其在后续压缩阶段中的作用（见图1）：第一个研究区域位于弧的西部前沿蒙西马（Mont Cima）地区，阿斯普雷蒙（Aspremont）村以北；第二个研究区域位于弧的中部，图埃德莱斯卡伦（Tou?t-de-l’Escarène）村以北。我们采用综合的结构-地层-沉积学-地质年代学方法来确定盆地的形成过程以及导致现今尼斯弧结构的各构造阶段的几何特征、运动学特性和时间顺序。

地质背景

尼斯弧位于阿尔甘特拉山脉（Argentera Massif）以南，介于卡斯泰拉纳弧（Castellane Arc）和罗亚弧（Roya Arc）之间，是西阿尔卑斯带外部区域中最小且最狭窄的构造弧（Gèze，1960年）。它被两条主要走滑断层所包围：西侧的韦苏比（Vésubie）断层（Gèze，1963年；Guardia等人，1996年；Ritz，1992年）和圣布莱兹-阿斯普雷蒙（Saint-Blaise–Aspremont）右旋走滑断层（Campredon等人，1977年；Schreiber，2010年），东侧的布雷伊尔-索斯佩尔-摩纳哥（Breil-Sospel-Monaco）左旋走滑断层

野外工作

本研究主要基于系统的野外调查。为便于数据收集和GIS系统的整合，我们使用了Field Move软件（PE Limited）进行数据采集。

野外工作包括采集断层带岩石样本，包括断层岩芯和损伤带。采样目的是通过薄片观察和U-Pb测年技术来确定观察到的构造的相对年代。

收集到的数据包括...

结果

我们收集了地质、地层、沉积学和地质年代学数据，以确定导致现今尼斯弧结构的各构造阶段的几何特征、运动学特性及时间顺序。

多阶段变形的构造特征与时间序列

沉积学、地层学、构造学和地质年代学的研究结果表明，尼斯弧的发展经历了三个主要阶段：首先是D₁伸展阶段，随后是D₂和D₃压缩阶段。

D₁阶段的特点是N140走向的正断层和N010至N060走向的左旋走滑断层同时活动。与D₁阶段相关的断层切割了侏罗纪地层，并被...

结论

在尼斯弧开展的多学科研究使我们能够精确确定其构造演化过程中的关键事件的时间和特征：

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森诺曼阶（Cenomanian）期间的第一阶段D₁表现为拉张作用，其特征是NNE-SSW走向的左旋走滑断层与NW-SE走向的正断层共同控制了小型菱形细长盆地的形成。

CRediT作者贡献声明

Michel CORSINI：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、数据验证、项目监督、方法论制定、研究实施、资金申请、数据分析、概念构建。Roxane BAUER：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、软件使用、资源协调、方法论制定、研究实施、数据分析。Delphine BOSCH：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、数据验证、项目监督、软件使用、方法论制定。

未引用参考文献

Bertok等人，2012年；Matonti等人，2012年；Matonti等人，2017年；Ritz，1992年。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。

致谢

作者特别感谢两位对本研究做出重要贡献的人士。多年前与Gérard Dardeau的交流是一次非常有益的经历，他就南阿尔卑斯山的白垩纪伸展构造提供了宝贵的见解，并在野外考察中给予了专业指导。Gérard Giannerini在推动本研究方面发挥了关键作用，他展示了蒙西马（Mont Cima）地区露头的科研价值。我们还要感谢Enrico Tavarnelli...