综述:关于“智利尼亚地体40周年:其格林维尔期基底在何处?”的讨论
《Journal of South American Earth Sciences》:Discussion on: ?The 40th anniversary of the Chilenia terrane: Where is its Grenville-age basement?” by J.A. Dahlquist, C. D. Ramacciotti, M.M. Morales Cámera, M.A.S. Basei, G.Santos da Cruz, G. A. Gonzalez [Journal of South American Earth Sciences 164 (2025) 105638]
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时间:2025年10月27日
来源:Journal of South American Earth Sciences 1.5
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这篇评论文章系统反驳了Dahlquist等人对智利尼亚地体存在的质疑,通过高压变质带(HP)、成对变质带、地球化学示踪及地球物理证据,论证了该微大陆的格林维尔期基底(900-1500 Ma)在安第斯造山过程中的关键作用。
20世纪70年代发现奥陶纪法马蒂纳大陆岩浆弧后,学者们注意到西潘佩亚斯山脉的冈瓦纳大陆奥陶纪前缘与现今智利太平洋边缘之间存在400-500公里的空白区。这一现象被智利尼亚地体和普雷科迪勒拉/库亚尼亚地体等外来地块的发现成功解释。与全球其他造山带(如阿巴拉契亚山、华力西山)类似,这些微大陆的连续碰撞促进了大陆生长。然而Dahlquist等人(2025)在缺乏新数据的情况下,试图通过曲解文献否定智利尼亚地体及其中元古代基底的存在。本文将从四个维度系统回应该质疑:东部泥盆纪碰撞楔、西部晚古生代成对变质带、岩浆岩地球化学证据及地球物理数据。
智利中部海岸发育典型的成对变质带,标志着石炭纪太平洋边缘俯冲作用的开始:东部低压/高温变质带(东部岩系)构建于前缘增生楔之上,并被石炭纪弧侵入;向洋一侧则发育高压/低温变质带(西部岩系),其中蓝片岩相变质作用发生于石炭纪至中三叠世(Willner等,2023)。这种结构明确指示了智利尼亚地体西缘的古生代俯冲边界,而非Dahlquist等人所主张的固定论观点。
Dahlquist等人(2021, 2025)将瓜尔瓜拉兹变质杂岩(GMC)和佩尼亚斯科-科塔德拉-博尼利亚地区的中低级变质岩错误解释为“增生俯冲复合体内的成对变质带”。实际研究显示:GMC的PT条件(Massonne与Calderón,2008;Willner等,2011)和低级变质区的PT轨迹(Boedo等,2016, 2022)共同指向泥盆纪碰撞事件。其中GMC的顺时针PT轨迹伴随近等温减压(ITD)过程,指示陆-陆碰撞后的快速折返;而低级变质区则呈现俯冲带典型的顺时针轨迹。两者共同构成智利尼亚与已拼接库亚尼亚的复合冈瓦纳之间的硬碰撞证据。
Dahlquist等人(2025)公布的GMC碎屑锆石U/Pb年龄谱(主峰900-1500 Ma,次峰504-622 Ma)与Willner等人(2008)数据高度一致。这些年龄可解释为源自复合冈瓦纳物源区(如西潘佩亚斯和库亚尼亚地体)。但关键证据在于:智利海岸带三叠纪碎屑锆石中出现1.0-1.2 Ga的显著年龄峰(Hervé等,2013),该峰值未出现于冈瓦纳物源区,却与智利尼亚基底年龄特征吻合,有力证明智利尼亚地体在中生代已成为沉积物源区。
对智利尼亚推测区域内石炭纪至新生代岩浆岩的研究揭示了基底性质:智利三大晚古生代岩基(埃尔基-利马里、乔莱、蒙特萨-埃尔波特罗)中,埃尔基岩基的εNdt值(-4至+2)和Sr/Y>40等特征指示中元古代基底的熔融参与(Lucassen等,2019)。更显著的是,阿根廷境内新近纪火山岩的锆石Hf同位素(εHft值-6至-2)和全岩Nd同位素(εNdt值-7至-4)均指向中元古代地壳存留年龄(1.0-1.3 Ga),进一步证实智利尼亚基底对新生代岩浆的贡献。
地震波速变化显示,库亚尼亚、潘皮亚和智利尼亚地体边界对应着地壳厚度、密度和组成的差异(Gilbert等,2006)。Alvarado等人(2007)通过接收函数分析发现,智利尼亚下方地壳厚度(35-40公里)显著薄于东侧地块(45-50公里)。磁异常数据(Sánchez等,2021)进一步揭示智利尼亚与库亚尼亚之间存在线性边界带,与地质推断的碰撞缝合带位置高度吻合。
Dahlquist等人否定智利尼亚微大陆存在的论点缺乏依据:①泥盆纪硬碰撞楔记录了智利尼亚与复合冈瓦纳的碰撞;②石炭纪智利俯冲带的启动标志着被动大陆边缘向活动边缘转化;③岩浆岩中普遍存在中元古代物质贡献;④地球物理数据明确显示独立地体边界。这些多学科证据共同构建了智利尼亚地体存在的完整链条。
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