重新审视哥伦比亚中央科迪勒拉山脉的结晶基底：对地块模型和地壳演化的启示

《Journal of South American Earth Sciences》：Revisiting the crystalline basement of the Central Cordillera (Colombia): Implications for terrane models and crustal evolution

哥伦比亚中央山脉结晶基底的地体模型有效性被重新评估，通过U-Pb年代学、铅同位素地球化学和野外关系分析，发现Otú–Pericos断层两侧存在显著的重叠性，质疑了传统地体边界划分，提出边缘汇聚模型更适合作解释。

　　研究者Camilo Bustamante来自哥伦比亚的Universidad EAFIT，该校的Escuela de Ciencias Aplicadas e Ingeniería位于Medellín市，具体地址为Carrera 49 N? 7 Sur-50。该研究的核心在于对哥伦比亚中央山脉（Central Cordillera）地壳基底的构造模型进行重新评估。传统上，该地区的基底被认为由不同的地壳块组成，例如Chibcha和Tahamí构造单元，它们之间被主要的断裂带如Otú–Pericos断裂所分隔。然而，随着新的地质年代学和地球化学数据的出现，这一模型的有效性受到了质疑。

这项研究整合了多种数据来源，包括铀–铅（U–Pb）年代学、岩石铅同位素地球化学以及关键地质段的野外观察，以评估传统构造模型是否仍然适用于解释哥伦比亚中央山脉的地壳结构。研究发现，Otú–Pericos断裂西侧原本被认为属于前寒武纪构造单元的岩石，实际上并未表现出明显的前寒武纪特征。相反，该断裂两侧的岩石在岩浆年龄、变质历史和同位素组成上存在显著的重叠，这表明它们可能属于同一地质演化过程的一部分。

例如，Ibagué和Mariquita岩浆体侵入了该断裂带两侧的基底岩石，且它们的结晶年龄均在侏罗纪至早白垩纪之间，显示出相似的地球化学特征。这直接挑战了Otú–Pericos断裂作为构造边界的概念。此外，传统上被认为属于格伦维尔期（Grenville-age）的Tierradentro片麻岩和片岩，其高变质证据并不充分，更合理的解释是它们属于二叠纪至三叠纪的糜棱岩单元。这些发现表明，尽管构造模型在历史上提供了有价值的框架，但在解释哥伦比亚中央山脉复杂的地壳结构方面，其有效性已经受到挑战。

研究进一步指出，南美洲大陆边缘的构造演化与超大陆（如Rodinia和Pangea）的形成和分散密切相关。这些过程导致了地壳成分的重新分布，使得传统的构造单元划分方法在某些情况下显得不够准确。特别是在热带地区，如哥伦比亚和厄瓜多尔的安第斯山脉，由于强烈的侵蚀作用和有限的岩石出露，使得区域地质解释变得更加复杂。因此，研究强调需要基于现代分析数据和更加整合的构造方法来更新构造模型。

研究还提到，哥伦比亚安第斯山脉记录了广泛的中生代至新生代岩浆活动，这些岩浆活动侵入了不均一的基底，包括与Rodinia超大陆形成相关的亚马逊–巴尔蒂卡碰撞残留，以及与Pangea超大陆形成和分裂相关的二叠纪至三叠纪西缘碎片。此外，侏罗纪的变质序列在哥伦比亚中央山脉中也有广泛暴露，这些变质事件可能与该地区附近的岩浆活动和构造热事件有关。

研究者指出，传统的构造模型通常认为，哥伦比亚西部安第斯山脉的基底是由不同构造单元组成，这些构造单元通过断层作用与南美洲大陆边缘发生接触。然而，随着新的年代学和地球化学数据的出现，这些模型的边界和时间划分方法仍然存在争议。一些模型在提出新的构造单元时，缺乏对现有证据的严谨整合，导致构造解释的不一致。

研究进一步分析了Otú–Pericos断裂两侧的岩石特征，包括其性质、组成和年代，以探讨这一断裂是否真正构成了构造边界。研究发现，在该断裂的北侧，前寒武纪变质岩出露于断裂带东侧，而在该断裂的南侧，基底则主要由二叠纪至三叠纪的岩石组成，且缺乏明确的前寒武纪地壳证据。这些观察结果表明，传统的构造模型在解释哥伦比亚中央山脉复杂的地壳结构方面存在局限。

此外，研究还指出，尽管近年来在该地区取得了大量的地质研究进展，但关于构造边界的新解释仍然没有得到广泛接受。一些模型在提出新的构造单元时，往往依赖于不明确的年代学数据或详细的古生物学解释，而这些解释可能忽视了近年来的分析数据。因此，研究强调需要基于更全面的数据集和更严谨的构造分析方法，以重新评估哥伦比亚中央山脉的构造演化过程。

研究还提到，哥伦比亚安第斯山脉的地质记录与南美洲大陆边缘的构造演化密切相关。这一区域的岩浆活动和变质事件不仅反映了该地区复杂的构造历史，也揭示了超大陆形成和分散过程中地壳成分的重新分布。因此，理解这些地质过程对于揭示南美洲大陆边缘的演化历史具有重要意义。

研究者认为，传统的构造模型虽然在某些情况下提供了有价值的解释框架，但在解释哥伦比亚中央山脉复杂的地壳结构方面已经显得不够充分。相反，一个以增生边缘（accretionary margin）为基础的构造模型，结合横向地壳生长和局部走滑位移，可能更能够解释北安第斯山脉的构造演化过程。这一模型强调了构造演化过程中不同构造单元之间的相互作用，以及这些相互作用如何影响地壳成分的分布。

研究还指出，构造单元的定义和边界是动态变化的，随着新的数据和概念的出现，需要不断进行修正和更新。因此，研究强调需要基于现代分析数据和更加整合的构造方法，对哥伦比亚中央山脉的构造模型进行重新评估。这不仅有助于更准确地理解该地区的地质演化过程，也为未来的古地理重建提供了更可靠的依据。

在哥伦比亚安第斯山脉的地质记录中，不仅包括了与Rodinia和Pangea超大陆形成和分散相关的构造单元，还涉及了多种地质事件，如岩浆活动、变质作用和构造运动。这些事件的时间和空间分布对于理解该地区的构造演化至关重要。因此，研究者建议，未来的研究应更加关注这些地质事件的相互关系，并结合多种地质数据，以更全面地揭示该地区的构造演化历史。

此外，研究还提到，构造单元的划分需要结合多种地质证据，包括岩石类型、年代学数据、地球化学特征以及构造关系。这些证据的整合不仅能够提高构造模型的准确性，也能够帮助研究人员更好地理解地壳成分的分布和演化过程。因此，研究强调需要采用更加综合的方法，以重新评估哥伦比亚中央山脉的构造模型。

综上所述，这项研究通过整合多种地质数据，重新评估了哥伦比亚中央山脉的构造模型，特别是Otú–Pericos断裂作为构造边界的有效性。研究发现，该断裂两侧的岩石在岩浆年龄、变质历史和同位素组成上存在显著的重叠，这表明传统的构造模型可能已经无法准确解释该地区的地质演化过程。相反，一个以增生边缘为基础的构造模型，结合横向地壳生长和局部走滑位移，可能更能够解释该地区的构造演化历史。研究还强调了需要基于现代分析数据和更加整合的构造方法，对哥伦比亚中央山脉的构造模型进行更新，以更好地理解该地区的地质演化过程。