阿根廷安第斯山外巴塔哥尼亚特雷恩尼耶火山场的火山地层学架构与喷发演化

《Journal of South American Earth Sciences》:Volcano-stratigraphic architecture and eruptive evolution of the Trayén Niyeu volcanic field, Extra-Andean Patagonia (Argentina)

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月24日 来源:Journal of South American Earth Sciences 1.7

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   摘要特拉延尼耶火山场(TNVF)记录了安第斯背弧板内域内一个多成因、补给驱动的岩浆系统的发育过程。其侵入活动与中新世继承性基底断层的活动相吻合,这些断层在几何上与供给主火山体的ESE–WNW走向裂隙一致。六种火山相界定了一种从流体熔岩到黏稠的碎屑质和火山碎屑产物的地层演化,反

  

摘要

特拉延尼耶火山场(TNVF)记录了安第斯背弧板内域内一个多成因、补给驱动的岩浆系统的发育过程。其侵入活动与中新世继承性基底断层的活动相吻合,这些断层在几何上与供给主火山体的ESE–WNW走向裂隙一致。六种火山相界定了一种从流体熔岩到黏稠的碎屑质和火山碎屑产物的地层演化,反映了硅的逐步富集和岩浆复杂性的增加。强烈的岩相学非平衡现象——海绵状和箱形斜长石、具有出溶和单斜辉石包边的斜方辉石、具有辉石反应边的石英以及再溶解的含水相——表明存在岩浆混合、补给、短驻留时间和AFC过程。地球化学数据界定了高钾钙碱性系列,其特征是玄武安山岩与英安岩–流纹岩之间存在成分不连续性。基于污染最少且最原始样品(TrN 7b)的稀土元素系统学和模型计算揭示了一个位于约25–35 km深度的含石榴石岩石圈地幔源区,该源区先前受到板块派流体的改造,使地幔富集了LILE同时在残余相中保留了Nb–Ta。
这些深源熔体在一个多层级贯壳系统内的相互作用产生了混合岩浆,这些混合岩浆以不同的火山相表现出来,最终在爆炸性的近侧单元和顶部单元达到顶峰。基底各向异性和反复的岩浆补给可能有助于岩浆上升和喷发增强,这与构造配置和中新世转换伸展环境相一致。

引言

特拉延尼耶火山场是一个约650平方公里的基性熔岩场,位于阿根廷巴塔哥尼亚北安第斯外缘索穆恩库拉玄武岩高原的最西段(图1)。从区域上看,TNVF是索穆恩库拉大型火成岩省(SCLIP;Kay等,2007)的一部分,在Aluk板块俯冲和Farallón板块裂解过程中,随着南美边缘的地球动力学重组,在背弧至板内环境中发育。
特拉延尼耶火山是火山场内最大的火山体(Remesal等,2005;Cordenons,2012),该火山场还包括几个较小的火山中心和单成因火山锥。
尽管特拉延尼耶火山场已在区域上得到描述,但其内部火山地层学架构、喷发过渡的性质以及导致其成分变异的岩浆过程仍缺乏明确约束。这一空白限制了我们对TNVF如何在SCLIP更广泛的动力学中发挥作用的理解。通过整合地层学、岩相学、矿物学和地球化学证据,本研究对TNVF进行了全面表征,并改进了当前对其在SCLIP内喷发演化的解释。
TNVF侵入于北巴塔哥尼亚地块(NPM)之上,这是一个刚性岩石圈块体(Tassara和Ya?ez,2003;Tassara和Echaurren,2012;Gómez Dacal等,2017)。该块体由Limay、Gualicho、La Mesada和Gastre断层所界定(Ardolino和Franchi,1996;Coira等,1975,见图1)。另一个重要构造是Telsen–Valdés断层,这是一个从索穆恩库拉高原向Valdés和Rawson盆地延伸的主要走滑断层(Cicciarelli,1990;Urien和Zambrano,1996;Salani等,2010)。近期研究(例如González等,2024)进一步确认Telsen–Valdés断层是更广泛的索穆恩库拉断层系统的一部分,该系统包括Fita Ruín–Ca?adón Chileno断层,后者紧邻特拉延尼耶区域的西侧。
TNVF由互层的熔岩流和粗粒火山碎屑沉积物组成,被归入非正式单元Basalto Trayén Niyeu(Remesal等,2001)。最初对归因于特拉延尼耶火山的Laguna El Pito玄武岩的年龄测定结果为2.0 ± 0.15 Ma(上新世;Cortelezzi和Dirac,1969)。然而,由于与上新世相容的年龄仅在研究区域之外被发现(例如在Prahuaniyeu地区,Labudía等,2011),这一年龄被认为对TNVF不可靠。现代全岩40K–40Ar测定,样品采集自Cerro Trayén Niyeu山顶附近的玄武安山岩,得到18.8 ± 0.5 Ma(早中新世;Salani等,2006)的年龄,提供了与特拉延尼耶喷发直接相关的更可靠的喷发年龄。
TNVF熔岩覆盖于Los Menucos复合体(Cucchi等,2001)、Angostura Colorada和Coli Toro组(Volkheimer,1973;Bertels,1969)、Pilquiniyeu玄武岩(Remesal等,2001)和索穆恩库拉组(Ardolino,1981)之上,并与Sarmiento群的凝灰岩互层(Simpson,1941)。

章节摘录

火山场的火山架构与形态演化

特拉延尼耶火山场通过一系列与一个主导喷发中心及其南部扇区的几个次级中心相关的溢发事件建造而成。TNVF位于一条NNW–SSE走向线理与一个更广泛的NNE–SSW构造的交汇处。这些走向对应于Los Menucos复合体的构造特征(Giacosa等,2007),在新生代期间被重新激活。这次重新激活与碎裂的巴塔哥尼亚的发育相一致

火山地层学架构

初始喷发阶段以裂隙活动为主导,产生了高流体性的玄武岩熔岩,与夏威夷式溢发一致。这些熔岩建造了一个由ESE–WNW走向裂隙供给的低坡度、盾状火山体。随后在同一构造上的喷口开启使东北、西南和东南侧翼变陡,形成了一个主要由径向熔岩堆积、次级火山碎屑沉积构成的不对称火山锥。几个小的……的发育

结论

特拉延尼耶火山场记录了一个受岩浆过程与构造控制相互作用影响的多阶段喷发演化。火山相记录了一种从流体玄武岩熔岩到碎屑质和其他火山碎屑产物的过渡,反映了硅的逐步富集和岩浆复杂性的增加。整个序列中的非平衡矿物结构表明反复的岩浆混合、补给和快速上升,最强证据保存在……

CRediT作者贡献声明

Flavia M. Salani:写作 – 原稿撰写、监督、方法论、调查研究、资金获取、概念设计。Marcela B. Remesal:写作 – 原稿撰写、调查研究、资金获取、概念设计。Pablo D. Cordenons:写作 – 原稿撰写、调查研究、形式化分析

未引用参考文献

Anderson, 1976;Cortelezzi and Dirac, 1969;Naturales de la Provincia del Chubut;Luhr et al., 1995;Ozdemir and Gulec, 2013;Piochi et al., 2006;Salani et al., 2006;Tassara and Yá?ez, 2003;Winter, 2001。

利益冲突声明

? 作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性财务利益或个人关系。

致谢

作者衷心感谢SEGEMAR和IGEBA的工作人员在野外工作期间提供的支持。我们还感谢César Remesal先生在实验室提供的技术协助。本研究得到CONICET(Grant PIP 11220130100579CO)和布宜诺斯艾利斯大学(Grant UBACYT 20020170100554BA)的资金支持。
Flavia M. Salani|Marcela B. Remesal|Pablo D. Cordenons
IGEBA- CONICET -地质科学系,FCEN,布宜诺斯艾利斯大学,Intendente Güiraldes 2160,布宜诺斯艾利斯,阿根廷
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