《Journal of South American Earth Sciences》：AMORPHOUS INORGANIC MATERIALS AND MINERALOGY OF TROPICAL MOUNTAINOUS TOPSOILS IN THE ATLANTIC FOREST SOUTHEASTERN BRAZIL
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该研究在阿根廷圣胡安省东部前科迪勒拉山脉发现新的K-bentonite层，通过锆石U-Pb测年确定其年龄为475±8 Ma（Floian期），与Famatinian火山弧活动时间一致，支持库尼亚地块在奥陶纪前接近冈瓦纳西南边缘的构造演化模型。
朱利安·D·罗兰（Julian D. Rolan）|乔纳坦·A·阿诺尔（Jonatan A. Arnol）|费尔南多·E·洛佩兹（Fernando E. Lopez）|弗朗西斯科·I·卢戈（Francisco I. Lugo）|诺贝托·J·乌里兹（Norberto J. Uriz）|胡安·M·德罗瓦迪（Juan M. Drovandi）|奥斯瓦尔多·A·孔德（Osvaldo A. Conde）|米格尔·A·S·巴塞伊（Miguel A.S. Basei）
拉普拉塔大学地质系，拉普拉塔博物馆，阿根廷拉普拉塔市帕塞奥德尔博斯克大街（Paseo Del Bosque S/n）
摘要
库亚尼亚地块（Cuyania Terrane）从冈瓦纳大陆（Gondwana）的西南边缘分离、漂移，最终与其碰撞并融合，这是最著名的异质岩石圈碎片增生案例之一。支持库亚尼亚地块与冈瓦纳古边缘接近的关键证据包括：在前普雷西德里拉（Precordillera）和法马蒂纳（Famatina）系统中，奥陶纪沉积层中发现了大量K-膨润土层。这些火山灰沉积物被认为是库亚尼亚地块碰撞前阶段法马蒂纳弧火山活动的结果，当时分隔两个岩石圈片段的残余海洋逐渐闭合。本文首次提供了来自圣胡安省（San Juan）东部前普雷西德里拉地区K-膨润土层的锆石U-Pb地质年代学数据，具体样本来自一种重新沉积到林科纳达组（Rinconada Formation，属于志留纪-早泥盆纪）中的砾岩结核中。这一发现记录了林科纳达山脉（Sierra de La Rinconada）以及东部前普雷西德里拉地区首次发现K-膨润土的实例，所得年龄为4.75±0.08亿年（Floian期）。新获得的信息与目前对法马蒂纳火山活动时空分布的认识以及现有的生物地层学框架相吻合。
引言
南美洲大陆是由多个具有不同地质历史的岩石圈碎片拼接而成的（Ramos等人，1986年、2010年）。关于其形成机制的当前研究结果源于数十年的探索，逐渐揭示了该大陆地质构造和古地理演化的复杂性。其中，库亚尼亚地块的增生过程（图1A–B，Ramos，2004年及参考文献）是最具代表性的例子之一（Coney，1980年定义），并已受到广泛研究（例如Ramos等人，1986年；Astini等人，1995年；Dalziel等人，1996年；Dalziel，1997年；Benedetto，2003年；Ramos，2004年；Rapela等人，2018年；Otamendi等人，2020年等）。古生物学（Poulsen，1958年；Borrello，1963年、1965年；Benedetto，2003年；Voldman等人，2009年；Bordonaro，2016年）、地层学（Furque和Cuerda，1979年；Ramos等人，1986年；Astini等人，1995年；Astini，1998年；Thomas和Astini，2003年、2007年；Ramos，2004年；Cuerda等人，2004年）及地质年代学证据（Ramos等人，1996年；Fanning等人，2004年；Ducea等人，2010年；Thomas等人，2015年；Martin等人，2020年）均支持以下观点：库亚尼亚地块在寒武纪从劳伦西亚大陆（Laurentia）分离出来，作为独立微大陆在奥陶纪期间漂移，随后在中晚奥陶纪与冈瓦纳大陆的西南边缘碰撞。
在这一过程中，最关键的证据之一是：在中部前普雷西德里拉地区发现了大量与石灰岩和黑色页岩互层的K-膨润土层（参见Huff等人，1998年；Fanning等人，2004年；Astini等人，2007年；Thompson等人，2012年）。这些沉积物通过地球化学手段被证实与法马蒂纳弧火山活动有关（Fanning等人，2004年；Astini和Dávila，2004年；Rapela等人，2018年），表明在库亚尼亚地块与冈瓦纳大陆碰撞前，该地区的残余海洋盆地正在俯冲并闭合。这些发现为库亚尼亚地块与冈瓦纳大陆在碰撞前的时空关系提供了有力证据（早-中奥陶纪）。此外，对这些沉积层进行的放射性同位素测年进一步明确了火山活动的时间范围（约4.79-4.63亿年），并与现有生物地层学数据一致。
采样与方法
采样的KBR样本位于东前普雷西德里拉地区（Eastern Precordillera）的西卡德希卡山脉（Sierra Chica de Zonda）东部，坐标为南纬31°45′28.26″，西经68°37′7.02″，该处的K-膨润土层夹杂在属于圣胡安组（San Juan Formation）的石灰岩中。
K-膨润土样本中的锆石颗粒通过激光剥蚀-多收集器-电感耦合等离子体质谱法（LA-MC-ICP-MS）进行了U-Pb测年分析，分析工作在圣保罗大学（Universidad de S?o Paulo）的地质年代学研究中心（Centro de Pesquisas Geocronológicas，CPGeo）完成。
结果
共分析了35颗K-膨润土样本中的锆石颗粒。其中23颗颗粒呈自形，其余12颗为亚自形。颗粒尺寸不一，长度范围为155.0微米至69.7微米，平均长度为114.0微米；宽度范围为56.9微米至26.7微米，平均宽度为39.5微米。这些颗粒的伸长比（长度/宽度）存在显著差异。
讨论与结论
法马蒂纳火山活动对奥陶纪沉积层的形成产生了重大影响，其在阿根廷中西部地区留下了明显的火山和火山碎屑特征（例如Mángano等人，2003年；Thompson等人，2012年；Armas等人，2018年）。最早的火山活动证据见于法马蒂纳系统（Famatina System），其中Bordo Atravesado组的沉积物（暂定为晚特雷马多克期）中夹杂有K-膨润土层。
CRediT作者贡献声明
朱利安·D·罗兰（Julian D. Rolan）：负责撰写初稿、验证、方法论设计、数据整理及概念构建。
乔纳坦·A·阿诺尔（Jonatan A. Arnol）：负责撰写初稿、方法论设计、数据分析及概念构建。
费尔南多·E·洛佩兹（Fernando E. Lopez）：负责撰写初稿、数据分析及概念构建。
弗朗西斯科·I·卢戈（Francisco I. Lugo）：负责方法论设计及数据分析。
诺贝托·J·乌里兹（Norberto J. Uriz）：负责监督工作及资源协调。
胡安·M·德罗瓦迪（Juan M. Drovandi）：负责数据验证及研究工作。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究的财务利益冲突或个人关系。
致谢
本研究部分由阿根廷国家科学技术研究委员会（Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas，CONICET）和拉普拉塔大学（Universidad Nacional de La Plata，UNLP）通过PIPD/N044项目资助。作者感谢圣保罗大学地质年代学研究中心（Centro de Pesquisas Geocronológicas，CPGeo）提供的分析设施，并感谢Gustavo Voldman博士和Robert J. Pankhurst博士提供的宝贵建议与建设性评论。
