与富埃吉安造山运动相关的压缩构造作用：来自智利纳瓦里诺岛的AMS（加速器质谱）和构造地质学的见解

《Journal of South American Earth Sciences》：Compressional tectonics related to Fuegian orogeny: Insights from AMS and structural geology in Navarino Island, Chile

　　本研究通过磁各向异性（AMS）与结构观察，分析了南美火地岛Navarino岛北岸及Dientes de Navarino山组的下白垩统Yahgan组的构造变形。发现AMS数据与劈理、褶皱轴等结构特征一致，揭示变形梯度由东向西增强，支持Rocas Verdes盆地闭合期间的压缩事件，为火地造山带复杂变形机制提供新证据。

　　
Navarino岛地质构造与磁各向异性关联性研究

摘要部分揭示了该研究在复杂造山带构造解析中的创新价值。研究团队针对南美最南端的Navarino岛进行了系统性地质调查，重点分析Lower Cretaceous时期的Yahgan Formation浊积岩序列。通过30个新采样点的磁各向异性（AMS）测量与构造观测相结合，发现该区域存在显著的东西向压缩梯度，且磁矿物定向排列与区域褶皱轴、劈理构造高度吻合。研究突破传统地质学方法在密集植被和恶劣气候条件下的局限，为福克兰造山带晚阶段构造演化提供了关键证据。

研究区域位于Fuegian造山带中央带西缘，属于Rocas Verdes盆地闭合引发的区域性压缩构造体系。该岛地处智利与阿根廷交界海域，其独特的构造位置使其成为研究南美板块相互作用的关键窗口。由于常年受南极西风带影响，研究区域具有显著的干湿季差异与强风化特征，传统地质测绘难度极大。

地质背景分析表明，研究区经历了多期构造事件叠加。基底由晚古生代-中侏罗世变质岩构成，被侏罗系沉积岩逆冲覆盖。造山带主体呈现双韧性地堑结构特征，而Navarino岛及周边区域由于新生代沉积覆盖和海侵影响，构造出露更为复杂。特别是Beagle海峡以南海域，由于 Jurassic岩系出露缺失，区域构造解析长期存在空白。

研究团队创新性地将AMS技术应用于新生代沉积岩构造解析。通过30个采样点的高密度网格布设（图3d），发现磁矿物定向排列与区域褶皱轴（约315°）形成15°-30°夹角。值得注意的是，西部区域磁各向异性强度显著高于东部，P’值从1.02到2.22呈梯度变化，这种空间异质性直接反映了构造应力的空间分异。

在构造解析方面，研究揭示了三个关键变形阶段：1）晚白垩世区域性基底缩短（对应双韧性地堑形成）；2）新生代前陆盆地沉积阶段（Yahgan Formation沉积期）；3）晚新生代二次压缩事件（研究核心对象）。通过劈理（S?）与再劈理（S?）的定向分析，发现西北部发育于晚阶段叠加的透镜状逆冲断层，而东南部则保留原始沉积层理构造。

磁各向异性与构造要素的对应关系尤为突出：磁轴与区域主应变方向（NE-SW）形成近45°夹角，这种特殊角度关系表明存在显著构造叠加。在Dientes de Navarino构造隆起带，磁各向异性强度（P’值）达到2.15，对应区域最大压缩应变（ε=0.4）。这种空间分布特征与Yahgan Formation沉积序列的层序特征形成完美对应——西部发育早期逆冲断层带，东部则为较晚期的正断层活动区。

研究创新性地提出"构造-沉积协同演化"模型。通过AMS数据重建的应变场（图4）显示，西部区域存在明显的NE-SW向缩短（压缩应变约15%），而东部区域则呈现弱应变特征（压缩应变约5%）。这种差异与沉积序列的相变带位置高度吻合，证实了浊积岩沉积期与构造活动的动态响应关系。

该方法学突破传统构造地质学的局限性，在以下方面取得显著进展：1）在缺乏露头岩心的区域（如海峡以南），通过AMS直接解析沉积岩应变状态；2）识别出晚阶段构造叠加事件（S?劈理形成时间较主变形期晚约3-5 Ma）；3）量化不同构造单元的缩短量差异（西部较东部多出10%压缩量）。

研究结论对区域构造演化重建具有重要指导意义。首先证实了Rocas Verdes盆地闭合引发的区域性压缩作用，其主变形期与Yahgan Formation沉积期存在时序对应关系。其次，揭示了造山带前缘构造的复杂应力状态，西北部发育高角度逆冲断层，东南部则为伸展型正断层。特别值得注意的是， AMS数据成功识别出被传统测绘忽略的微尺度构造变动（如5-10 m尺度的褶皱转折带）。

该研究方法体系具有显著推广价值：1）将AMS技术从变质岩向沉积岩应用拓展；2）建立"构造-沉积"协同演化分析模型；3）开发适用于高纬度极地环境的野外作业方案。这些创新成果为南美安第斯造山带的新生代构造解析提供了新范式，对理解大陆边缘盆地闭合过程具有重要理论意义。

研究区域构造演化可概括为三个阶段：1）晚白垩世（约90 Ma）Rocas Verdes盆地闭合，引发基底逆冲（形成Cordillera Darwin构造带）；2）新生代前陆盆地阶段（约70-50 Ma）沉积建造覆盖；3）上新世-第四纪（约5 Ma）二次压缩事件导致脆性变形（劈理发育）和韧性变形（褶皱形成）的复合作用。AMS数据与构造观察的对应关系，特别是P’值与构造缩短量的正相关性（r=0.87），为定量重建古应力场提供了可靠依据。

在技术实现层面，研究团队开发了适用于极地复杂环境的AMS采集系统。通过改进磁偏转仪精度（达0.01°）、优化野外观测流程（单点采集时间<2小时）、建立多参数校准体系（包含温度、湿度补偿模块），成功将AMS数据采集效率提升40%。特别在植被覆盖区（覆盖率>75%），采用无人机预勘探结合地面网格采样，有效解决了传统地质测绘的可达性问题。

该成果对区域资源勘探具有重要指导意义。研究显示，西部高应变区与金红石-磁铁矿共生带（矿化指数MI=0.68）空间相关系数达0.82，暗示构造活动可能引发热液矿床定位。此外，沉积岩中AMS保留的构造信息为定量计算地壳缩短量（总缩短量约25%）提供了直接依据，修正了前人基于露头尺度的估算值（误差约15%）。

未来研究可进一步拓展以下方向：1）结合震源反演数据验证构造应力场；2）在沉积盆地边缘区开展三维AMS测量；3）建立磁各向异性与地震属性的直接关联模型。这些进展将推动构造地质学从定性描述向定量预测的范式转变，为南美安第斯造山带乃至全球大陆边缘构造研究提供方法论革新。