《Geoscience Frontiers》：Linking Gondwana inheritance to Alpine paleogeography in the Northern Dora-Maira Massif (Western Alps)
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本研究聚焦西阿尔卑斯多拉-迈拉地块北部，针对大陆边缘继承性结构如何控制碰撞造山带演化这一关键科学问题，通过岩石地层学分析、结构解析和锆石U-Pb定年，重建了从冈瓦纳继承性到阿尔卑斯古地理的过渡过程。研究揭示了前二叠纪基底、二叠纪岩浆事件、三叠纪-侏罗纪沉积盖层构成的异质性地壳结构，明确了该地块位于欧洲远端裂谷边缘与利古里亚-皮埃蒙特洋盆之间的过渡带，强调了先存构造对裂谷传播、边缘分段及阿尔卑斯期应变局部化的控制作用，为理解全球造山带深时过程影响提供了重要案例。
在地球科学领域，大陆边缘的继承性结构如何控制后续碰撞造山带的形成与演化，一直是研究者们关注的焦点。西阿尔卑斯作为研究大陆碰撞的经典地区，其复杂的构造架构被认为深受欧洲与阿德里亚古大陆边缘及其间利古里亚-皮埃蒙特洋盆初始结构的影响。然而，对于构成阿尔卑斯轴部带的内结晶地块，如多拉-迈拉地块，其精确的古地理位置和长期的构造演化历史仍存在争议。特别是，该地块如何记录从冈瓦纳大陆裂解、古特提斯洋演化到阿尔卑斯造山这一系列重大地质事件的印记，是理解阿尔卑斯乃至全球碰撞造山动力学的关键。
为解决上述问题，由都灵大学Gianni Balestro领衔的研究团队，对西阿尔卑斯多拉-迈拉地块北部进行了详细的综合研究。相关成果发表在《Geoscience Frontiers》上。研究旨在通过厘清该地块从前阿尔卑斯到阿尔卑斯期的完整构造地层演化序列，揭示深时继承性结构在控制裂谷作用、俯冲和碰撞过程中的重要作用。
研究人员综合运用了野外地质填图与中尺度岩石地层分析、显微岩相学观察、全岩地球化学分析以及锆石U-Pb同位素定年等关键技术方法。研究区域位于意大利西北部苏萨谷地区的多拉-迈拉地块最北端。锆石U-Pb定年数据存储于亥姆霍兹地球科学中心的数据服务中。
4. 岩石地层学
研究区前阿尔卑斯地层序列由古生代基底和上覆的中生代沉积盖层构成。基底包括前华力西期的云母片岩和变基性岩，以及侵入其中的二叠纪眼球状片麻岩（博尔戈内变花岗岩和卢塞尔纳眼球状片麻岩）。盖层则包括下三叠统硅质碎屑岩、中-上三叠统碳酸盐岩台地以及下-中侏罗统同裂谷沉积。下三叠统的异质性序列（副片麻岩、石英岩、石英片岩和含碳酸盐云母片岩）在阿尔卑斯期充当了主要的拆离带。
4.1. 前华力西期岩石
前华力西期岩石以数百米厚的云母片岩为主，夹有少量变基性岩体。云母片岩呈棕灰色，粗粒结构，阿尔卑斯期矿物组合包括石英、多硅白云母（Si > 3.20 a.p.f.u.）、石榴石和硬绿泥石。变基性岩呈米级拉长体，绿色，细粒，具带状构造，矿物以钠长石、绿帘石、绿泥石和角闪石为主。
4.2. 博尔戈内变花岗岩
博尔戈内变花岗岩构成了一个公里级的拉长岩体，主要为弱面理化的粗粒变花岗岩，局部过渡为眼球状片麻岩。其较好地保存了等粒岩浆结构，包括厘米级自形钾长石斑晶、原生黑云母残余以及石英和斜长石的结构残余。岩体被大量的伟晶岩和细晶岩脉穿插，并含有圆形的镁铁质包体。化学蚀变指数（CIA）介于53-55之间，表明其为未蚀变或弱蚀变的酸性岩浆岩。
4.3. 卢塞尔纳片麻岩
卢塞尔纳眼球状片麻岩厚度变化较大，由两种主要岩性组成：块状均质片麻岩和条带状异质片麻岩。块状片麻岩粗粒，弱面理化，保存了岩浆结构，厘米级钾长石斑晶分布于由石英、多硅白云母、钠长石和斜长石组成的基质中。条带状片麻岩与块状片麻岩互层，具显著的板状构造。块状片麻岩的CIA值较低（51-53），而条带状片麻岩的CIA值较高（58-59），反映了其原岩分别为未蚀变和中等蚀变（可能部分再沉积）的岩浆岩。
4.4. 下三叠统盖层序列
古生代基底向中生代盖层的过渡带由一套异质性的副片麻岩、石英岩、石英片岩和含碳酸盐云母片岩序列标志。副片麻岩中可见石英和钾长石毫米级碎屑，局部显示沉积粒序结构。石英岩细-中粒，白色，主要由石英和少量白云母组成。之上过渡为石英片岩和含碳酸盐云母片岩。全岩成分模拟表明，石英岩原岩约80%为石英，12-16%为层状硅酸盐；泥质岩原岩包含38-46%石英，29-35%层状硅酸盐，21-29%长石和少量碳酸盐。
4.5. 中-上三叠统盖层序列
下三叠统之上为厚层的变白云岩。底部为条带状大理石，向上过渡为白云质大理石。条带状大理石由白云石层和方解石层交替构成，并见鞍形白云石晶体残余。白云质大理石呈灰色，具花岗变晶结构，方解石集中于不规则域，可能代表原生收缩孔隙被胶结物充填。原岩分别为方解石（60%）、白云石（35%）组成的石灰岩和白云石（85%）、方解石（11%）组成的钙质白云岩。上覆的变白云岩从底部均一的白色相变为顶部条带状相，原岩以白云石（93%）为主。
4.6. 下-中侏罗统盖层序列
变白云岩之上局部覆盖不纯大理石和钙质片岩，厚度可达十余米。不纯大理石和钙质片岩互层，并夹有两种类型的变角砾岩层。第一种变角砾岩为碎屑支撑或基质支撑，由厘米级蓝灰色方解石碎屑（可能为原生内碎屑）和细粒方解石、石英、白云母基质组成。第二种变角砾岩为基质支撑，含分米级白云质碎屑，其特征与下伏变白云岩相似。这些岩石被认为是与利古里亚-皮埃蒙特洋盆打开相关的同裂谷沉积。
5. U-Pb地质年代学
5.1. 前华力西期云母片岩
对两件云母片岩样品（VS113和VS114）进行锆石U-Pb定年以约束其原岩最大沉积年龄。锆石颗粒不均一，内部结构复杂。年龄谱显示主峰在500-700 Ma（峰值590-600 Ma），次要峰在910-960 Ma和1900-2100 Ma。最年轻颗粒年龄（VS113: 481.67 Ma; VS114: 530.21 Ma）和最大似然年龄（VS113: 490 ± 15 Ma; VS114: 552.9 ± 6.4 Ma）表明原岩可能为寒武纪沉积物，主要物源区为富含新元古代岩浆岩的埃迪卡拉纪（卡多米期？）基底。
5.2. 博尔戈内变花岗岩
对博尔戈内变花岗岩样品（VS77）的锆石定年获得其上交点年龄为273.2 ± 4.1 Ma（MSWD = 2.9, n=61），代表其岩浆结晶年龄，属瓜德鲁普世早期。部分锆石分析点显示~260-230 Ma的年轻年龄“尾巴”，可能反映了铅丢失或热液扰动。
5.3. 卢塞尔纳眼球状片麻岩
对卢塞尔纳眼球状片麻岩样品（VS60）的锆石定年获得其谐和年龄为259 ± 0.95 Ma（MSWD = 0.19, n=20），代表其岩浆结晶年龄，属瓜德鲁普世晚期-乐平世早期。
6. 讨论
6.1. 前二叠纪构造演化
多拉-迈拉地块北部的古老岩石为前华力西期云母片岩，其锆石年龄谱表明其为多旋回演化的产物。原岩为寒武纪沉积物，物源主要为新元古代-古元古代基岩，支持该地块属于冈瓦纳北缘古大陆边缘。这些岩石可能经历了晚寒武纪变质事件，以及奥陶纪-早志留纪岩浆事件和泥盆纪-石炭纪的华力西俯冲碰撞事件。
6.2. 二叠纪岩浆事件
二叠纪岩浆活动持续约15 Ma，博尔戈内变花岗岩（~274 Ma）和卢塞尔纳片麻岩（~259 Ma）分别代表了两期岩浆作用。博尔戈内变花岗岩为千米级深成岩体，而卢塞尔纳片麻岩可能具有次火山成因，其块状相原岩为斑状流纹岩，条带状相可能源于流纹岩的风化和/或再沉积。它们共同构成一个浅成岩浆系统，侵位于前华力西期岩石中。该岩浆事件与区域上从早二叠世走滑体制向晚二叠世-早三叠世伸展体制的转变相关。热液活动持续到早三叠世，表现为石英脉、鞍形白云石及局部电气石富集。
6.3. 三叠纪和侏罗纪构造地层演化
6.3.1. 三叠纪构造地层演化
下三叠统异质序列（副片麻岩、石英岩等）记录了基底侵蚀和构造抬升，沉积于受断层控制的山前-三角洲至滨岸环境。其厚度变化反映了基底起伏和差异沉降。中-上三叠统碳酸盐岩序列（大理石、变白云岩）代表碳酸盐台地沉积环境，局部可见潮坪环境标志。与布里昂松序列相比，多拉-迈拉地块缺失蒸发岩相，且三叠纪-早侏罗世抬升和喀斯特化不显著，更类似于前皮埃蒙特域或马伊拉谷型序列，但厚度减薄，可能受后期构造改造。
6.3.2. 早-中侏罗世裂谷事件
下-中侏罗统不纯大理石、钙质片岩和变角砾岩是同裂谷沉积的残余。第一种变角砾岩可能为同震成因的震积岩，第二种含变白云岩碎屑的角砾岩指示同沉积构造活动。这些沉积记录与利古里亚-皮埃蒙特洋盆打开相关的区域伸展-走滑构造有关。多拉-迈拉地块可能位于裂解带附近，经历了地壳的超伸展和剥蚀。其北部较老的阿尔卑斯变质峰期年龄（~60 Ma）支持其位于布里昂松地块与洋盆之间的过渡带，大陆地壳与洋壳几乎同时发生俯冲。
7. 结论
本研究重建了多拉-迈拉地块北部从冈瓦纳继承性到阿尔卑斯古地理的长期构造演化。前寒武纪-古生代基底异质性、二叠纪岩浆事件、三叠纪-侏罗纪沉积盖层共同构成了先存构造架构。该地块位于欧洲远端裂谷边缘与利古里亚-皮埃蒙特洋盆之间的过渡古地理域，其早期（~60 Ma）俯冲表明继承性结构控制了裂谷传播、边缘分段和阿尔卑斯期应变局部化。该案例强调了深时过程对全球碰撞造山带架构和力学行为的重要影响。
