青藏高原北缘昆仑山中段构造隆升的磷灰石裂变径迹记录

3组磷灰石裂变径迹年龄分别反映出阿尔金地块白垩纪末(69.5±2.9)Ma、昆仑山前山地带和昆仑山后山地带(高原区北缘)上新世晚期(4.2±0.8)Ma和(3.9±0.6)Ma、早更新世中期(1 66±0.31)Ma等3次构造抬升事件.根据磷灰石裂变径迹分析样品的古埋深及据前人有关资料推测的古地表高程,换算出样品的古海拔高程,再由高程差得出绝对构造抬升量,绝对抬升速率为绝对抬升量与时间(裂变径迹年龄)差之比.计算结果阿尔金山北缘69Ma以来总共抬升了 4 940m,平均抬升速率为0.072mm/a.昆仑山前山地带4.15Ma至1.66Ma间总共抬升了1 380m,平均抬升速率为0.55mm/a;1.66Ma以来总共抬升了4140m,平均抬升速率为2.49mm/a.昆仑山后山地带3.85Ma至1.66Ma间总共抬升量约为1 500m,平均抬升速率为0.70mm/a;1 66Ma以来总共抬升量约为5140m,平均抬升速率为3.19mm/a.结合有关阶地特征及年龄,推算出21 ka左右的晚更新世末以来昆仑山后山的抬升速率可能达11mm/a.昆仑山后山地带较前山地带4Ma以来相对抬升了1120m,二者的平均隆升速率比约为1.2.     

西昆仑卡日巴生岩体和苦子干岩体的隆升：来自磷灰石裂变径迹分析的证据

笔者对采自青藏高原西北部塔什库尔干县城西侧卡日巴生花岗岩体和苦子干碱性花岗岩体的7个不同高程的样品进行了磷灰石裂变径迹年龄和径迹长度的测试分析。结果表明,自5Ma以来,这一地区经历了脉动式的,总体由缓慢到快速的隆升过程。通过“径迹年龄—高程”法等计算的隆升速率表明,5～2Ma隆升速率为0.1mm/a±;2Ma后,隆升速率增至2mm/a±。同时对样品进行了径迹长度的分析,表明5Ma以来的隆升并不是一个持续抬升过程,存在着相对稳定的阶段,总体表现为一脉动式隆升。并结合区域地质资料分析,认为早期的隆升与印度板块与欧亚大陆的碰撞挤压有关,2Ma后的隆升是由青藏高原内部热均衡调整造成的。所测试的样品中,6个样品的磷灰石裂变径迹年龄在2.14～5.19Ma,显示出随着样品高程的增加,裂变径迹年龄增大的规律。而其中一个样品的单颗粒径迹年龄较为分散,揭示了早期与隆升有关的热历史的信息。     

青藏高原东部雀儿山地区新近纪隆升速率探讨——来自雀儿山花岗岩体磷灰石裂变径迹证据

通过青藏高原东部川西地区雀儿山花岗岩体磷灰石裂变径迹分析,新获得了4个磷灰石裂变径迹年龄值,分别为4. 9±0. 3Ma、6. 2±0. 5 Ma、7. 2±0. 4 Ma和7. 3±0. 7 Ma。运用径迹年龄-地形高差法计算出雀儿山花岗岩体新近纪的隆升速率,为0. 15～2 mm/a,平均隆升速率为0. 78mm/a。隆升速率在每个阶段有所不同,但呈现出一种快速隆升→缓慢隆升的过程,为整个青藏高原东缘的隆升过程提供了约束条件。     

裂变径迹法与青藏高原隆升

裂变径迹法是20世纪60年代发展起来的一种放射性同位素年代学方法,以测年范围广, 样品用量少,方法简便等优点,在地质学和考古研究中获得了广泛应用.近些年,随着径迹退火特性和径迹长度研究的深入,裂变径迹方法在造山带热历史分析和构造隆升过程研究中发挥了重要的作用,它不仅能为构造隆升研究提供年代控制,而且还能获得隆升幅度、隆升速率及隆升方式以及低温热历史等比较全面的山体隆升史资料, 成为研究构造隆升十分简捷、有效的方法.本文首先简述了裂变径迹方法研究构造隆升的基本原理,然后介绍了研究构造隆升的3种方法:年龄-高程法、矿物对法和径迹长度分析法,并对青藏高原构造隆升研究进展作了简要回顾,综合分析已有的青藏高原裂变径迹年代数据,发现在中新世晚期(约10～8 Ma)之前隆升速率较慢,之后隆升速率加快,尤其是上新世晚期(4～3 Ma)以来隆升速率迅速加快.这与地层学、沉积学等其他传统方法得出来的结论基本一致.并探讨了将来青藏高原裂变径迹研究的方向.     

喜马拉雅造山带晚新生代构造隆升的裂变径迹证据

喜马拉雅造山带的隆升,在地质学研究中是一个非常让人感兴趣的问题,为了对其进行定量研究,揭示隆升历史及幅度等相关问题,运用磷灰石、锆石裂变径迹法对研究区淡色花岗岩进行了分析,所取样品的裂变径迹年龄位于17.0~5.7 Ma之间,小于其地层时代或侵入年龄(40~17 Ma),表明研究区喜马拉雅造山带的强烈隆升开始于晚新生代.用磷灰石裂变径迹年龄来计算可知,研究区内花岗岩5.7 Ma以来的冷却速率和剥蚀速率分别为18.421 ℃/Ma和0.526 mm/a.5.7~9.2 Ma间的相对抬升与剥蚀速率为0.229 mm/a,9.2~17.0 Ma间的相对抬升与剥蚀速率为0.032 mm/a.用锆石裂变径迹年龄来计算知,研究区内花岗岩16.2 Ma以来的冷却速率和剥蚀速率分别为12.963 ℃/Ma和0.370 mm/a,冷却速率和剥蚀速率均小于用磷灰石计算的结果.因此说喜马拉雅造山带从9.2 Ma到现在隆升和剥蚀的速率是处于加快的状态.      

利用磷灰石裂变径迹计算隆升速率的一些问题

主要讨论了利用磷灰石理解变径迹年龄－－地形高差法计算隆升速率存在的一些问题，介绍了近年来国外在磷灰石裂变径迹退火方面取得的新进展及其在研究隆升速率问题上的应用，并分析了利用磷灰石裂变径迹研究隆升速率应当注意的问题，强调了加强径迹长度分析的研究。     

青川鹰咀山花岗岩体侵位与山脉隆升

运用磷灰石裂变径迹法对鹰咀山花岗岩进行了分析,所取样品的裂变径迹年龄位于50.6~69.6Ma之间,小于其地层时代或侵入年龄,表明摩天岭推覆构造带的隆升开始于晚白垩世,用磷灰石裂变径迹年龄来计算可知:研究区内花岗岩50.6Ma以来的冷却速率和剥蚀速率分别为2.08℃/Ma和0.063mm/a,50.6~69.6Ma之间的相对抬升与剥蚀速率为0.013mm/a,因此说明摩天岭推覆构造带从晚白垩世以来一直处于持续隆升冷却的过程。     

LA-ICP-MS/FT方法在矿床保存研究中的应用——以赣东北德兴铜矿和银山铅锌矿床为例

矿床保存是成矿系统研究的重要组成部分,其中裂变径迹研究是揭示矿床保存条件和程度的有效手段之一。本文建立了LA-ICP-MS/FT方法,该方法获得磷灰石裂变径迹年龄值与已有外探测器法分析结果对比表明这一方法是可行的。基于此方法,对赣东北德兴铜矿与银山铅锌矿进行了磷灰石裂变径迹分析,得到了德兴成矿岩体的磷灰石裂变径迹年龄71.4±8.6 Ma,银山地区英安斑岩的磷灰石裂变径迹年龄为77.1±8.3 Ma。这一结果表明,在区域整体抬升背景下,两个矿区均以较低的剥蚀抬升速率抬升至地表。两个矿区样品磷灰石平均裂变径迹围限长度分别为12.32±1.77μm和12.56±1.91μm,对应Dpar值为2.45±0.19μm和1.84±0.17μm,径迹长度频度分布属于单峰型,证实两个矿区为单向冷却过程且没有遭受后期明显的热扰动。进一步温度‒时间热模拟路径显示,德兴和银山在70 Ma前经历了快速隆升过程,然后开始缓慢抬升,到约20 Ma开始再次快速隆升。结合前人报道的U-Th/He定年结果,100 Ma以来,德兴可能比银山具有相对更高的隆升量(~1 km)。     

青川鹰咀山花岗岩体侵位与山脉隆升

运用磷灰石裂变径迹法对鹰咀山花岗岩进行了分析,所取样品的裂变径迹年龄位于50.6⁶9.6Ma之间,小于其地层时代或侵入年龄,表明摩天岭推覆构造带的隆升开始于晚白垩世,用磷灰石裂变径迹年龄来计算可知:研究区内花岗岩50.6Ma以来的冷却速率和剥蚀速率分别为2.08℃/Ma和0.063mm/a,50.669.6Ma之间,小于其地层时代或侵入年龄,表明摩天岭推覆构造带的隆升开始于晚白垩世,用磷灰石裂变径迹年龄来计算可知:研究区内花岗岩50.6Ma以来的冷却速率和剥蚀速率分别为2.08℃/Ma和0.063mm/a,50.6⁶9.6Ma之间的相对抬升与剥蚀速率为0.013mm/a,因此说明摩天岭推覆构造带从晚白垩世以来一直处于持续隆升冷却的过程。     

青藏高原东缘龙门山晚新生代剥蚀厚度与弹性挠曲模拟

龙门山是青藏高原东缘边界山脉,具有青藏高原地貌、龙门山高山地貌和山前冲积平原三个一级地貌单元。利用数字高程模式图像和裂变径迹年代测定方法研究和计算龙门山晚新生代剥蚀厚度与剥蚀速率,结果表明:3.6 Ma以来龙门山的剥蚀厚度介于1.91-2.16 km之间,剥蚀速率介于0.53-0.60 mm/a之间。在此基础上,开展了该地区岩石圈的弹性挠曲模拟,结果表明龙门山的隆升机制具有以构造缩短隆升和剥蚀卸载隆升相叠合的特点。3.6 Ma之前,龙门山的隆升与逆冲推覆构造负载有关,以构造缩短驱动的构造隆升为特色;3.6 Ma之后,龙门山的隆升与剥蚀卸载驱动的抬升有关,并以剥蚀卸载隆升为特色,进而提出了龙门山晚新生代以来的隆升机制以剥蚀成山作用为主的认识。     

青藏高原西北缘盆山过渡带陡坡地貌的形成时代与成因

平均海拔大于4500 m的青藏高原,是通过高原边缘的陡坡地貌与海拔低于1500 m的周缘盆地或平原相连接的,这些围绕高原的陡坡地貌是何时、如何形成的呢？本文通过对西昆仑山中段北缘主逆冲断层上盘陡坡地貌区9件磷灰石样品的裂变径迹年龄与长度分析表明：在海拔3900～4635 m的陡坡地貌中的裂变径迹样品年龄为6.2±1.4 Ma～0.9±0.3 Ma,呈现“上新下老”的反序分布特征; 而通过热历史模拟显示约5 Ma,约3～2 Ma,约2～1 Ma 和约1 Ma该地区出现多阶段的隆升与剥露。结合前人研究成果和野外地质的观察认为,现今青藏高原西北缘陡坡地貌的形成是中新世晚期以来高原边界叠瓦状断裂系经历了约8 Ma、约5 Ma、约3～2 Ma、约2～1 Ma和约1 Ma多阶段后展式逆冲运动的结果,这为青藏高原周缘陡坡地貌的形成和青藏高原的隆升时代与型式提供了关键的热年代学约束。     

青海共和盆地东北缘中-新生代热演化史:来自沟后杂岩体及当家寺岩体的低温热年代学证据

青藏高原东北部中-新生代隆升初始的时间、位置多有争议。共和盆地处于秦岭、祁连、昆仑造山带的结合部,是研究盆-山耦合、构造热演化的理想位置。新近在盆地东北部发现了异常高温的干热岩体,其热源机制和经历的热历史过程是进一步地热藏开发的关键。本文对盆地东北缘青海南山和沟后杂岩体以及盆地内瓦里贡-过马营隆起的当家寺岩体进行了系统的低温热年代学分析,以追溯该区经历的热历史。磷灰石裂变径迹和（U-Th）/He模拟结果显示,当家寺岩体和沟后杂岩体自三叠纪结晶以来,在侏罗纪-白垩纪,经历200~150Ma和135~100Ma两期快速冷却抬升,可能与羌塘地体和拉萨地体依次向北碰撞拼接在青藏高原东北部的远程效应有关。裂变径迹和（U-Th）/He模拟结果显示,沟后杂岩体记录到晚中新世（15~5Ma）的快速冷却事件,而盆地东部当家寺岩体的样品未记录到该期的快速冷却事件,可能是北倾的青海南山南缘逆冲断裂晚新生代再活动使得沟后杂岩体在新近纪晚期快速隆升造成,而当家寺岩体主要受右行走滑-逆冲的瓦里贡断裂的控制,并未发生该时期的快速冷却抬升事件。因此,青藏高原东北部差异隆升、热历史过程不仅受区域构造作用的控制,也明显受不同时期的活动断裂及古地貌的影响。共和盆地东北缘露头岩体热历史过程未见到明显的中新世以来的增热现象,与共和盆地内干热岩存在的增热特征不同。     

青海东昆仑东山根矿区构造活动的磷灰石裂变径迹分析

对青海东昆仑东山根矿区所采集的7个磷灰石样品进行分析,所获得的磷灰石裂变径迹年龄分布在136~67 Ma,具体分为136~112 Ma、101~95 Ma和74~67 Ma 3个年龄组,这较好地体现了该地区所经历的构造隆升事件。东山根矿区热历史可分为4个阶段：第1阶段(160~80 Ma),是羌塘地块与拉萨地块发生向欧亚板块挤压拼贴作用的响应阶段;第2阶段(120~80 Ma),经历了阿尔金断裂走滑,青藏高原北部隆升,以及燕山晚期冈底斯地体向北俯冲运动,直到早白垩世晚期发生快速冷却抬升;第3阶段(80~23 Ma),构造事件相对平稳,整体呈轻微抬升,样品随地质体隆升缓慢降温;第4阶段(23 Ma至今),快速冷却抬升,对应印度板块对欧亚板块的碰撞作用。     

Fission Track Geochronology of Xiaonanchuan Pluton and the Morphotectonic Evolution of Eastern Kunlun since Late Miocene

Apatite fission track （AFT） thermochronology of seven samples from the Xiaonanchuan （小南川） pluton in the Kunlun （昆仑） pass area was carried out, for the purpose of determining the timing of cooling and the relation between the exhumation and the morphotectonic processes. The AFT ages yield low denudation rates of 0. 020--0. 035 mm/a during the late Miocene, which correspond to a stable geomorphic and weak tectonic uplifting environment. The low denudation rates can be considered as the approximate tectonic uplifting rates. The AFT geochronology shows puroxysmully rapid cooling since the Pliocene and an apparent material unroofing of more than 3 km in the Xiaonanchuan area. This was not the result of simple denudation. The rapid cooling was coupled with the intensive orogeny since the Pliocene, which was driven by tectonic uplifting. The accelerated relief building was accompanied by a series of faulting, which caused the basin and the valley formation and sinking. The space pattern of the AFT ages also shows differential uplifting, which decreases northwardly. This trend is supported by the regional AFT data, which indicate that the exhumation decreases northwardly in eastern Kunlun. This trend also exists in cast-west orientation from the western Kunlun range to the eastern. The uplif- ting trend is also supported by gcomorphic characteristics including the elevation and the relief differences well as the distribution of the Late Cenozoic volcanism.     

东昆仑山小南川岩体裂变径迹年代与中新世晚期以来的构造地貌演化

对昆仑垭口地区小南川岩体7件样品进行磷灰石裂变径迹年代学测试, 分析了岩体的冷却过程及岩体的剥露与构造地貌演化的关系.结果表明东昆仑山区中新世晚期视剥蚀速率极为缓慢, 为0.020~0.035mm/a, 反映的是构造隆升作用微弱、地貌缓和的地质环境, 因而构造隆升速率与低的视剥蚀速率相当.上新世以来小南川岩体突发性快速隆升冷却, 造成超过3km的物质揭顶, 这不是由单纯的剥蚀过程导致, 而是反映了昆仑山上新世以来的强烈构造隆升驱动下的成山作用过程.岩体上新世的裂变径迹年龄与近东西向的昆仑河-野牛沟谷地断裂断陷、昆仑垭口盆地断陷以及后期西大滩谷地断陷的综合构造地貌演化有密切的成因联系.此外裂变径迹年龄的空间分布格局反映了区域性的差异隆升作用, 由南向北、由西向东, 隆升和剥蚀作用逐渐衰减, 这与东昆仑山南北向以及东、西昆仑山之间地貌发育的差异性以及新生代火山作用分布是吻合的.      

龙门山断裂活动和川西高原隆升历史的裂变径迹测年

通过12个构造岩、变质砂岩和花岗岩样品的磷灰石裂变径迹测年年龄分析, 结合前人研究成果, 初步确定了青藏高原东缘龙门山地区晚新生代主要断裂活动时期和区域隆升历史。结果表明, 龙门山逆冲推覆构造带2条主断裂:汶川-茂县断裂和映秀-北川断裂, 最晚一次强烈活动发生在早更新世(FT年龄为1.2~ 1.3 Ma), 高原内部北西向米亚罗断裂在中更新世(约0.5 Ma)发生过强烈活动; 后龙门山逆冲推覆构造带在中新世晚期开始快速隆升, 而高原内部强烈隆升发生在上新世末至中更新世。高原隆升导致深切河谷地貌的形成和发育。      

青藏高原西北缘晚新生代构造变形研究

晚新生代,印亚碰撞的远程效应使青藏高原周缘发生了强烈的构造变形和隆升作用,然而不同学者对高原强烈构造变形和隆升时代的认识却大相径庭。本文通过对青藏高原西北缘晚新生代褶皱冲断带的构造变形、沉积作用、岩浆活动与地貌响应等的综合研究,依据古新统至中新统地层的连续沉积和产状的协调一致,提出青藏高原西北缘在古新世—中新世末并未发生区域性强烈的构造变形,并基于褶皱、生长地层、楔顶沉积和冲断带中局部不整合等标定青藏高原西北缘强烈构造变形的时代为上新世—早更新世,其中最强烈的构造变形发生于西域砾岩沉积结束阶段,即约1.1～0.7Ma的昆黄运动最终使中更新世以前地层全面褶皱-抬升,形成区域性的乌苏群与西域砾岩之间的角度不整合,这为青藏高原西北缘晚新生代的构造变形提供了关键的构造地质学证据;同时,根据磷灰石裂变径迹的研究成果提出青藏高原西北缘的主要隆升可能是在上新世—早更新世通过高原边缘的边界断层系以后展式逆冲扩展作用抬升形成的,并就裂变径迹热历史模拟的剥蚀厚度提出西域砾岩很可能主要来自高原边缘地形变化最剧烈的陡坡带,支持西域砾岩属构造成因的认识。     

东喜马拉雅构造结更新世两期抬升-剥露事件的裂变径迹证据

对出露在东喜马拉雅构造结南迦巴瓦地区那木拉峰的片麻岩进行了系统垂向上的磷灰石裂变径迹取样分析,在3393～4537m取样高程内的10个样品获得的磷灰石裂变径迹分析结果显示:中值年龄在0.64～1.58Ma之间,平均封闭径迹长度在14.0～15.2μm之间,标准偏差在1.0～3.5μm之间。其中,径迹长度数据为这一地区的首次报道,可以为数据分析的可靠性提供重要保证。通过利用裂变径迹的"香蕉图"模式分析,在这批年龄结果中进一步区分出了代表混合年龄的样品组分和代表事件年龄的样品组分。事件年龄揭示这一地区在更新世有两期抬升-剥露事件的记录,时间分别为1.10±0.24Ma和0.65±0.08Ma。而磷灰石裂变径迹年龄在剖面线上的空间分布显示山体内部的高海拔地区年龄较新,向边缘低海拔地区逐渐变老的趋势。这种分布特征与早期多雄拉-那木拉褶皱构造变形无关,是东喜马拉雅构造结地区正处于快速抬升-剥露过程中的一种指示。据地温梯度30～40℃/km推算的1Ma以来的平均视剥露速率约为2.43～3.24mm/a。而结合前人的研究成果分析,这一地区快速地抬升-剥露过程可能自3Ma已发生。东喜马拉雅构造结1.10Ma和0.65Ma的抬升-剥露事件可以与青藏高原隆起过程中周缘地区的"昆黄运动"、气候转型和沙漠化等同期响应事件在年代学上建立联系。青藏高原的周缘隆起在更新世时期表现出的活动响应具有准同时的特征。     

滇西北独龙江岩体晚中新世以来的热史和剥蚀历史的磷灰石裂变径迹记录

位于藏东-滇西高原构造急剧转折地段的独龙江地区,其花岗岩体内系统垂向取样的9个花岗闪长岩样品的磷灰石裂变径迹年龄数据在4～6.8Ma之间.裂变径迹分析显示样品应处于剥露的部分退火带,其表观年龄主体表现为冷却年龄,部分具混合年龄特征.热史分析揭示出岩体至少记录了自晚中新世以来的3个显著冷却阶段.早期的时限可推至约13～8Ma,中、晚期的时限分别在约5.5Ma和2.8Ma,基本可以与区域上的不整合相对应.依据冷却史推导的各阶段剥蚀速率分别为0.10～0.12mm/a,0.26～0.3mm/a和0.85～1.02mm/a,可以与藏东-滇西高原周缘及邻区的盆地沉积记录相对应.研究结果为探讨藏东-滇西高原晚中新世以来的构造抬升-伸展变形提供了定量的参照时限.