Geometry and Structural Controls on the Magmatic Emplacement and Geo-spatial Distribution of the San Feliciano Plutonic System, Northern Zacatecas, Mexico: Insights from Integrated Aeromagnetic Modelling and Geological Constraints
通过将航空磁力建模与地质约束相结合，本研究重建了位于北扎卡特卡斯（Northern Zacatecas）晚白垩世圣费利西亚诺深成岩系统（San Feliciano Plutonic System）的三维几何结构与构造控制，揭示了一个沿北东—南西（NE–SW）趋势侵入的大型不规则形状侵入体，并随后受到与墨西哥造山运动相关的北西—南东（NW–SE）构造力的变形作用。
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在地球深处，岩石炽热且压力巨大，岩浆有时会向上涌动，冷却并凝固成被称为“深成岩体”（plutons）的巨大地下岩室。这些隐藏的巨兽在数百万年的时间里塑造了地貌，它们通常保持隐形，直到受到侵蚀或人类挖掘时才显露出来。然而，在世界许多地方，这些岩体被埋在厚厚的沉积层之下，使得从地面上无法观测到它们。为了寻找它们，科学家们转向利用地球磁场。正如指南针指向北方一样，每种岩石都有其基于所含矿物的独特磁特征。通过测量空中采集到的磁场微小变化，研究人员可以绘制出这些埋藏侵入体的形状和深度，而无需挖掘任何坑洞，从而有效地“看穿”地面，以了解地球地壳是如何移动和变化的。
在墨西哥北部的萨卡特卡斯（Zacatecas），一个研究小组着手揭示圣费利西亚诺深成岩系统（San Feliciano Plutonic System）的隐藏架构，这是一个形成于晚白垩时期的巨大岩体。该系统是更大规模火山弧的一部分，该火山弧是由一个构造板块滑动至另一个板块之下时形成的，这一过程挤压并折叠了地壳。虽然地质学家已经在地表见过这种岩系统的碎片，但其地下结构的完整范围仍然是一个谜。研究人员想要确切知道这个隐藏岩体的规模有多大、呈现什么形状，以及地壳的力量随时间推移是如何使其发生变形的。为了解决这个问题，他们将详细的地质图与通过飞机在相关区域上空采集的高分辨率磁力数据相结合。
该团队分析了磁信号，以构建出一幅清晰的地下图像。他们发现，圣费利西亚诺系统并非一个单一、圆形的岩石团块，而是一个巨大的、拉长的结构，长度约为35公里，宽度在12到15公里之间。想象一个被推挤和扭曲的长条形不规则面包；这就是该深成岩体的形状。磁力数据显示，该岩体的顶部具有复杂的“屋顶”，拥有多个峰值和谷值，而非平滑的顶端。其中一些部分靠近地表，形成了现今可见的岩石露头，而其他部分则仍埋藏在地下深处，隐藏在沉积层之下。研究表明，整个结构向下延伸约10公里，其中心位于地表下方约4公里处。
一个关键发现是，这个地下岩体的形状深受地球地壳运动的影响。最初，岩浆沿着东北向西南的方向上升并扩散，遵循了一条阻力最小的自然路径。然而，随着岩石冷却，强大的构造力量从西北和东南方向进行挤压，使岩体发生形变并弯曲了其形状。这种挤压在系统的中间产生了一个明显的断裂或断层，有效地将其分割成两个主要部分。研究人员将这一断裂识别为坦奎西略斯断层（Tanquesillos Fault），该结构充当了深成岩体内两个大型磁核之间的边界。该断层以及其他区域性的裂缝，不仅控制了岩石的最终形状，还控制了岩浆上升的位置以及被阻挡的位置。
这项研究还阐明了主深成岩体与周围较小岩层之间的关系。虽然圣费利西亚诺系统是主导特征，但磁力图显示附近还有几个较小的、孤立的岩体。其中一些可能是与主系统相连的卫星侵入体，而另一些则属于完全不同的、更年轻的火山事件。通过区分这些不同的磁特征，团队能够将古老的、深层的深成岩体与发生在地表的近期火山活动区分开来。这种细致程度有助于地质学家理解该区域复杂的历史，展示了单次岩浆事件如何被多阶段的构造应力所重塑。
最终，这项研究提供了一个此前仅被部分理解的隐藏地质特征的三维模型。研究结果证实，圣费利西亚诺深成岩系统是一个巨大的、发生过形变的结构，其几何形态是由板块碰撞所决定的。这项工作证明了将磁力建模与地表地质学相结合，如何能够揭示地球地壳的隐藏架构，从而清晰地观察岩浆是如何移动、沉降并随后被塑造我们星球的巨大力量所扭曲的。
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