古地磁约束对巴塔哥尼亚起源的启示

《Journal of South American Earth Sciences》：PALEOMAGNETIC CONSTRAINTS ON THE ORIGIN OF PATAGONIA

巴塔哥尼亚古地磁学研究支持其与冈瓦纳大陆原生关联，晚古生代-早三叠世构造事件形成Gondwanides造山带及Hesperides盆地，区域剩磁干扰影响部分地质单元。

　　

奥古斯托·拉帕利尼（Augusto Rapalini）|卡门·马丁内斯·多皮科（Carmen Martinez Dopico）|莫妮卡·洛佩兹·德·卢奇（Mónica López de Luchi）|保罗·安东尼奥（Paul Antonio）|巴勃罗·弗朗切奇尼斯（Pablo Franceschinis）

阿根廷布宜诺斯艾利斯大学，F.C.E.N.，地质科学系

摘要

经过四十年的研究和争论，关于巴塔哥尼亚是冈瓦纳（Gondwana）的自有块体还是外来块体，以及它是否在古生代或中生代早期某个时期与这个超级大陆边缘发生了碰撞，至今仍存在争议。自20世纪90年代初以来，科学家们主要在北巴塔哥尼亚地块（NPM）出露的古生代岩石上进行了古地磁研究，以验证这两种对立的模型。然而，由于适宜研究岩石的出露较少，进展较为缓慢。目前已发表的七个古地磁极的数据范围从晚奥陶世到晚二叠世-早三叠世。其中一些数据未能满足公认的可靠性标准，而另一些则显得更为可靠。将这些古地磁极的位置与冈瓦纳在古生代的参考极移路径进行比较后发现，自晚奥陶世以来，NPM的古纬度与西南冈瓦纳的古纬度相当。这可以作为支持NPM起源于冈瓦纳或近似冈瓦纳的证据。然而，也有强有力的证据表明，在二叠纪-三叠纪期间，NPM与冈瓦纳之间发生了重大的造山事件，形成了冈瓦纳造山带（Gondwanides）、巨大的赫斯佩里德斯盆地（Hesperides Basin），并导致拉普拉塔克拉通（Rio de la Plata Craton）中的许多地质单元发生了广泛的区域重磁化现象。此外，现有的古地磁数据还表明，在NPM最终加入西南冈瓦纳边缘的过程中，NPM（以及整个巴塔哥尼亚）可能发生了逆时针方向的刚性旋转。在晚奥陶世之前，没有关于巴塔哥尼亚古位置的古地磁记录。

章节摘录

引言

四十年前，拉莫斯（Ramos，1984年；另见Ramos，2008年；Ramos等人，2020年）提出，巴塔哥尼亚是一个外来地块，在晚古生代沿其北部边缘与冈瓦纳的南美大陆边缘发生了碰撞。这是第一个将板块构造原理应用于解释巴塔哥尼亚与南美地壳块体之间争议关系的连贯地质模型。

巴塔哥尼亚的古生代古地磁极

遗憾的是，尽管经过了四十年的研究努力，巴塔哥尼亚古生代岩石的古地磁数据库仍然非常有限（见表1）。现有的数据库包括：

1) 瓦尔切塔花岗岩体（Valcheta Granitoids，Martinez Dopico等人，2021年），这些岩石出露在NPM的东北部地区（地点1，图1），是迄今为止获得并发表古地磁极数据的最古老岩石。根据这些花岗岩体的Ar-Ar冷却年龄测定，该古地磁极被定为约4.5亿年前（晚奥陶世）。

古地理意义

判断一个地块是否为外来块体的最有效方法是统计分析该地块与主要参考大陆之间的古纬度异常差异（例如Van der Voo，1993年）。图2展示了以瓦尔切塔（Valcheta）为参考地点的NPM古纬度对比图。将上述巴塔哥尼亚古地磁极所指示的古纬度与冈瓦纳的古纬度进行比较。

区域重磁化

造山运动的发展常常伴随着区域重磁化过程（例如McCabe和Elmore，1989年；Rapalini和Tarling，1993年；Enkin等人，2000年；Otofuji等人，2003年；Font等人，2012年；Nemkin等人，2016年；Jiao等人，2019年等）。Oliver（1986年，1992年）提出了一个流行的模型，认为在造山过程中，来自沉积层的“造山流体”会被挤出并向前陆方向移动。这些流体可能引发了多种区域地质变化。

结论

维克托·拉莫斯（Victor Ramos）最初提出的假设——即巴塔哥尼亚在晚古生代与南美洲的冈瓦纳边缘碰撞形成了文塔纳褶皱带（Sierra de la Ventana Fold Belt）——对阿根廷及周边国家的地质科学进步具有重要意义。四十年后，这一假设的许多核心观点仍然成立，尽管有些内容有所修正。无论如何，这一假说激发了大量相关研究。

CRediT作者贡献声明

巴勃罗·弗朗切奇尼斯（Pablo Franceschinis）：撰写、审稿与编辑、可视化处理、数据验证、方法论设计、实地调查、数据分析。

莫妮卡·洛佩兹·德·卢奇（Mónica López de Luchi）：撰写、审稿与编辑、数据验证、实地调查、数据分析、概念构建。

保罗·安东尼奥（Paul Antonio）：撰写、审稿与编辑、数据验证、实地调查、数据分析、概念构建。奥古斯托·埃内斯托·拉帕利尼（Augusto Ernesto Rapalini）：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、数据验证、项目监督、方法论设计、实地调查。

未引用文献

Beck Jr, 1989; Beck Jr等人，1991; Font等人，2012; Martínez等人，2012.

利益冲突声明

? 作者声明以下财务利益或个人关系可能构成潜在的利益冲突：奥古斯托·拉帕利尼表示获得了布宜诺斯艾利斯大学精确科学与自然科学系的财政支持。如果还有其他作者，他们声明自己没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。

致谢

本文所基于的古地磁数据主要来源于过去四十年间布宜诺斯艾利斯大学丹尼尔·A·瓦伦西奥古地磁实验室（Laboratorio de Paleomagnetismo Daniel A. Valencio）的研究成果。胡安·F·维拉斯（Juan F. Vilas）和已故的丹尼尔·A·瓦伦西奥（Daniel A. Valencio）在上世纪八十年代初期就开始了关于巴塔哥尼亚起源的古地磁研究项目。多年来，与众多同事的合作对我们的研究发展至关重要。