鄂尔多斯盆地渭北隆起岐山－麟游地区中新生代构造热演化及地质响应——来自裂变径迹分析的证据

本文通过对渭北隆起西南缘岐山-麟游地区构造变形特征进行研究,结合磷灰石、锆石裂变径迹测试分析及热史模拟,探讨了研究区中新生代构造热演化过程及地质响应。结果表明,燕山运动对研究区影响最大,使得研究区发生大规模构造变形及抬升,研究区中生代以来至少包括三次构造抬升:晚侏罗-早白垩世早期(138~128Ma)、早白垩世末以来,主要是晚白垩世(86~69Ma)和始新世(50~40Ma)。AFT年龄的空间分布暗示了研究区抬升冷却具有南早北晚、后期整体抬升的特点。热史模拟结果表明研究区南部在158Ma达到最大古地温,158~130Ma,样品快速抬升至部分退火带,130~40Ma为缓慢抬升,40Ma以来抬升速率明显加快。研究区中新生代构造热演化过程与相邻构造单元的相互作用具有密切的联系,晚侏罗世构造抬升与秦-祁造山带此时进入强烈多旋回陆内造山过程相对应,早白垩世稳定沉降期是鄂尔多斯盆地油气成熟的关键时期,晚白垩世以来的构造抬升与秦岭造山带抬升具有一致性,始新世以来的快速隆升,与渭河盆地北缘翘倾作用有关。     

晚三叠世-早侏罗世祁连山东部隆升的裂变径迹年代学证据及地质意义

祁连山东北部为青藏高原隆升和东扩的前锋带,新生代以来经历了快速隆升和强烈剥露改造过程,致使前新生代地层面目全非,中生代陆内构造演化事件研究仍较薄弱,缺乏年代学的约束.为揭示和分析祁连山东部中生代构造隆升时限与过程,进而探讨秦祁造山带中生代陆内构造演化特点及区域动力学环境.主要采用物源分析、碎屑沉积物及基岩磷灰石裂变径迹定年,并结合裂变径迹热史反演模拟技术开展研究.研究表明,研究区侏罗系龙凤山组为近源的断陷盆地沉积,物源主要来自其周邻前中生代地层;其碎屑磷灰石裂变径迹未发生重置,年龄、径迹长度特征表明其源区在晚三叠世（±215 Ma）出现了快速冷却事件,同时东北部基岩裂变径迹热史模拟结果亦显示其较好地记录了该期事件,这与前人利用40Ar-39Ar年代学所揭示的西秦岭地区中晚三叠世快速抬升事件具时空统一性.分析表明研究区晚三叠世-早侏罗世发生了快速抬升事件,并认为该构造隆升事件是对中晚三叠世勉略洋闭合、秦岭最终碰撞造山过程的响应.      

大别山及邻区侏罗和石炭纪时期盆-山耦合：来自沉积记录的认识

侏罗纪时期大别造山带是合肥盆地的物源区。因此通过盆地中的沉积记录可以了解该造山带的地质演化,并重建造山带的古地理面貌。在合肥盆地最古老的中生代地层中(防虎山组,J_1),底部的沉积物源区主要为华北陆块早古生代和吕梁期(1700～1900Ma)的岩石。但是,从防虎山组沉积早-中期开始直至晚侏罗世,来自俯冲的扬子陆块折返的物质则构成为大别山的主体。防虎山组地层含高 Si 含量的碎屑多硅白云母和三叠纪年龄的锆石,三叠纪年龄的锆石含超高压(UHP)矿物包裹体,证明扬子大陆深俯冲(至地幔)的物质在早侏罗世时期已出露至大别山地表。高压-超高压的变质岩广泛分布於中-晚侏罗世时期东-中部的大别山,但向西逐渐消失。大别山北缘石炭系沉积岩的微量元素组成特征强烈指示它们应来源於一个被剥蚀的大陆岛弧。其碎屑锆石年龄结构主要由具有秦岭和二郎坪群特征(400～480Ma)的岩石组成、因此,大别山北缘石炭纪沉积主要来源于华北大陆南缘相当於秦岭和二郎坪群的岩石,物源区在早古生代时期曾经历过与秦岭造山带相似的岛弧构造环境的演化。大别山北缘晚石炭世沉积物中高 Si 含量碎屑多硅白云母的发现指示其沉积物源区可能出露有高压-超高压的变质岩。     

天山北缘侏罗系地层热历史演化及其地质意义：磷灰石裂变径迹和镜质体反射率证据

对天山北缘石场-玛纳斯、安集海河和四棵树河地区18个样品进行了磷灰石裂变径迹年龄测定,同时测定了中生界地层10件裂变径迹样品相应煤层的镜质体反射率。结果表明地层由老到新镜质体反射率逐渐增加,磷灰石裂变径迹中值年龄逐渐降低。石场-玛纳斯地区,下部三叠系煤层镜质体反射率 R_o 值较低,为O.56%,磷灰石裂变径迹中值年龄较大,为125.3±9.1Ma;八道湾组煤层 R_o 为0.53%～0.64%,磷灰石裂变径迹中值年龄介于81.3±4.7～87.8±5.9Ma;上部西山窑组煤层 R_o 最高,达到0.81%,磷灰石裂变径迹中年龄较低,为44.0±5.4～11.8±1.8Ma;相同层位,东部石场-玛纳斯一带 R_o比西部四棵树地区高,磷灰石裂变径迹年龄刚好相反。磷灰石裂变径迹模拟结果表明中生界三叠系、下侏罗统地层的埋藏深度相对较浅,上覆沉积持续的时间到晚侏罗世到早白垩世基本上已经结束,然后保持在基本不变的深度,直至中新世,不整合在三叠系之下的花岗岩的模拟结果也支持这样的认识。晚侏罗世—早白垩世的冷却降温事件可能是地温梯度变化和隆升作用的共同结果;中侏罗统地层埋藏增温过程持续时间较长,在玛纳斯地区直至渐新世末期。所有样品中磷灰石裂变径迹模拟都记录了10Ma 左右的快速冷却过程,近4～5km 的地壳表层物质被剥蚀,平均剥蚀速率400～500m/Ma。这一剥蚀过程应该与天山地区的快速隆升,以及向北的冲断推覆作用相对应。天山地区山前带的变形应不早于10Ma,这一认识与野外地质证据一致。     

南北构造带北部香山地区中-新生代构造抬升事件

南北构造带北部位于鄂尔多斯地块和阿拉善地块,秦祁褶皱造山带和兴蒙褶皱带四大构造单元的结合交汇部位,演化历史复杂。本文以南北构造带北部香山地区为研究对象,探讨该区中-新生代的隆升过程和阶段。对采自香山地区的9件样品分别进行了锆石、磷灰石裂变径迹测年及热历史模拟分析。香山地区的裂变径迹年龄主要分布在4个区间,对应地质时代分别为晚三叠世末-早侏罗世、晚侏罗世末-早白垩世初、晚白垩世和始新世,反映出香山地区在这4个时期内发生了明显的冷却事件。而这4期冷却抬升事件与区域构造背景及野外地质特征均有很好的响应关系。同时热历史模拟表明,香山地区晚白垩世以来整体上经历了2期快速隆升事件,其中始新世的快速隆升主要是该区对鄂尔多斯地块新生代周缘裂陷解体事件的响应。值得注意的是,香山地区并未反映出8Ma左右的快速隆升,说明青藏高原隆升对该区的影响是较为有限的。     

鄂尔多斯盆地东南南召地区中生代以来的构造演化研究——来自低温热年代学的证据

有关鄂尔多斯三叠纪原型盆地的东南向展布情况不是非常明确,之前有研究表明其东南缘可能位于南召地区,对该区构造演化过程开展研究,可为鄂尔多斯三叠纪原型盆地研究提供重要信息。因此,为了研究南召地区中生代以来的构造演化史及其与鄂尔多斯盆地之间的关系,本文对研究区3条野外剖面上3件三叠系样品开展锆石、磷灰石裂变径迹研究。其锆石裂变径迹年龄为270±15~181±8Ma,与地层年龄相近或大于地层年龄,不能很好地反映地层经历的构造改造时限,可能更多地代表了物源区的信息。磷灰石裂变径迹年龄为57±3~47±5Ma,结合裂变径迹年龄和热史模拟,本文认为南召地区自三叠纪以来经历了4期较大规模的构造改造,早期是三叠纪末遭受了秦岭造山带强烈逆冲推覆对本区的影响;中期是中晚侏罗世到晚白垩世初;晚期是晚白垩世;末期是喜马拉雅期,4期构造改造均与秦岭造山带的构造演化息息相关。此外,通过与鄂尔多斯盆地周缘地区展开对比,发现二者构造演化过程具有相似的时限性,从构造演化的角度支持南召地区属于鄂尔多斯原型盆地的观点。     

秦岭-大别-苏鲁造山带白垩纪以来的抬升冷却史——低温年代学数据约束

总计100个新的磷灰石裂变径迹数据提供了从整体上探讨晚中生代以来抬升冷却史的年代学数据。这些切过东秦岭至黄陵背斜、穿过桐柏至扬子前陆冲断带以及大别和苏鲁超高压变质岩带,南秦岭的裂变径迹年龄与扬子内的黄陵背斜相似,而北秦岭则与桐柏-大别-苏鲁相当。从北秦岭到大别,裂变径迹年龄趋于减小,但过郯庐断裂到苏鲁则略有增加。与我国西部造山带裂变径迹年龄格局相较,桐柏-大别-苏鲁带与西部各造山带显然不是处于同一挤压变形体制下。相对于超高压岩石早期快速的阶段性抬升,即岩浆活动期(～120Ma)后的抬升要和缓得多;相对于其它地质单元,扬子前陆冲断带、黄陵背斜和南秦岭在岩浆活动期后即抬升冷却到了磷灰石裂变径迹封闭温度(～110℃)对应的深度。基于裂变径迹数据和相关Ar/Ar 和 K-Ar 数据进行的冷却史模拟结果显示:全区均表现为相似的三阶段冷却过程:(1)白垩纪早期开始快速抬升至磷灰石裂变径迹退火带的冷却阶段;(2)随后的处于部分退火带的缓慢冷却阶段;(3)上新世以来的加速抬升过程。现今的磷灰石裂变径迹年龄格局基本上受控于白垩纪的快速抬升冷却事件,但最后为晚期活动断裂所定格。     

陕西渭河盆地前新生界地质特征及其油气意义

渭河盆地位于鄂尔多斯地块与秦岭造山带的过渡地带,为新生代断陷盆地。依据渭河盆地沉积-构造演化过程、渭北隆起和秦岭造山带中新生代演化及隆升特点,结合钻井资料及水溶天然气同位素分析,综合探讨了渭河盆地前新生代地质特征。渭河盆地在前新生代应为秦岭造山带与鄂尔多斯盆地之间的古斜坡带,前新生界总体表现出边部老中间新的特点,其中北部斜坡区大部分以早古生代碳酸盐岩地层为主,中南部深凹陷区则广泛保留晚古生代石炭系—二叠系煤系地层,局部地区可能仍有中生代地层残留,暗示渭河盆地前新生界仍存在重要的潜在烃源岩。该认识对探讨渭河盆地的形成演化及天然气勘探具有重要意义。     

鄂尔多斯西缘牛首山—罗山地区裂变径迹年龄与中生代构造抬升

鄂尔多斯盆地西缘及其邻区经历了中—新生代复杂的构造演化过程，其中生代以来的构造隆升和区域热演化历史研究仍需要进一步的年代学证据。牛首山—罗山地区紧邻鄂尔多斯盆地西缘的冲断带，其中生代的隆升过程对于研究盆地西缘中生代构造事件具有非常重要的意义。文章通过磷灰石裂变径迹(AFT)分析及热史模拟限定牛首山—罗山地区中生代的隆升过程及其时限，结果表明该地区中生代抬升主要发生在中侏罗世(170 Ma)—早白垩世末(110 Ma),罗山地区的抬升(170 Ma)要略早于牛首山地区(160 Ma),这期抬升主要与祁连造山带向北东方向挤出有关。综合分析已有研究成果表明，鄂尔多斯盆地西缘及其邻区中生代抬升的启动时间为晚三叠世，整体可分为两期：第一期抬升发生在晚三叠世(220 Ma)—早侏罗世末期(185 Ma);第二期抬升发生于中侏罗世(175 Ma)—早白垩世末(110 Ma),牛首山—罗山地区的抬升则属于鄂尔多斯盆地西缘第二期抬升的一部分。鄂尔多斯盆地西缘中生代两期构造抬升分别显示出由南向北、由西南向东北方向传递的特征，推测与晚三叠世华北、华南板块碰撞以及中—晚侏罗世拉萨地块向北东方向汇聚有关。     

秭归盆地中新生代构造-热演化的裂变径迹约束

通过磷灰石裂变径迹年龄的测定以及时间-温度热历史的反演,揭示了秭归盆地中新生代构造-热演化过程。结果表明:秭归盆地自120 Ma左右开始缓慢隆升,主要经历了3个强烈的隆升阶段:(1)晚白垩世100~80 Ma开始强烈隆升,是燕山期造山运动在该地区作用的结果,也可能是黄陵背斜晚白垩世强烈抬升向西延伸的响应;(2)晚始新世40 Ma的强烈隆升,可能是印度板块和亚欧板块碰撞初期作用的远程响应;(3)中新世中期到末期10~5 Ma的强烈隆升,是青藏高原东部边界向东扩展及亚洲季风气候变化的响应。秭归盆地内部自白垩纪以来一直隆升剥蚀,展现出与盆地边缘构造-热演化的差异。通过与黄陵背斜东部的当阳盆地构造-热事件的对比,暗示了黄陵背斜在晚白垩世已隆升剥露至地表,分割了两个盆地。晚侏罗世—早白垩世,秦岭大规模挤压变形逆冲推覆构造作用使得米仓山—汉南隆起和黄陵背斜地区成为中上扬子地区磷灰石裂变径迹年龄相对最大的区域,江南—雪峰陆内造山作用向西北方向的扩展使得湘鄂西地区向川东地区磷灰石裂变径迹年龄具有整体变年轻的趋势。晚白垩世以来太平洋板块俯冲挤压效应使得川东褶皱带周缘及川东北磷灰石裂变径迹年龄自南东向北西方向减小,江汉盆地、当阳盆地及龙泉山以西记录的年轻的磷灰石裂变径迹年龄则与青藏高原隆升及其向南东方向构造逃逸的挤压作用和亚洲季风等气候变化的影响有关。     

新疆博格达山晚古生代地层的形成时代、物源及其演化:碎屑锆石U-Pb年代学证据

新疆博格达山主体由石炭系海相火山一沉积岩系组成,以发育两期双峰式火山岩,但不发育花岗岩为特征,对其晚古生代地层时代的划分和演化争议较大。本文重点对博格达山北部两个晚古生代砂岩进行了碎屑锆石U-Pb年代学分析,重新标定博格达山地区晚古生代地层的形成时代;利用物源区的演化,约束晚古生代构造演化。测年结果显示博格达上亚群砂岩的碎屑锆石表面年龄值分布范围较宽,主峰年龄为343~284 Ma(80%),次峰年龄为386~375 Ma(3%)、503~441Ma(7%)和871~735 Ma(10%);芦草沟组砂岩的碎屑锆石表面年龄值非常集中,主峰年龄为358~279 Ma(97%),次峰年龄为257~251 Ma(约3%)。博格达山中部原石炭纪博格达群上亚群与西部和南部下芨芨槽群相当,应属于早二叠世,中部一东部的石炭一二叠纪界线应在博格达下亚群一上亚群或居里得能组一沙雷塞尔克组之间的不整合面之中。博格达北部地区晚二叠世以南侧天山物源区供给为主,反映出晚古生代期间博格达山地区至少存在晚石炭世末和中二叠世两期构造隆升。结合区域火山岩与火山碎屑岩的研究,认为博格达山地区晚古生代主要经历4个演化阶段:早石炭世弧后盆地裂解阶段、晚石炭世碰撞拼贴阶段、早二叠世碰撞后伸展阶段、中-晚二叠世再次隆升到稳定阶段。     

鄂尔多斯盆地陇东地区二叠系山西组—石盒子组母岩类型和构造背景

通过岩石学及地球化学分析方法,对鄂尔多斯盆地陇东地区二叠系山西组1段—石盒子组8段碎屑岩物源区的母岩类型和构造属性进行分析。研究结果表明: 山1段和盒8段的砂岩碎屑组成相似,具有基本相同的物源区组成,它们在构造背景、物源及物源特征上具有很好的继承性;砂岩碎屑颗粒镜下特征及石英阴极发光颜色显示母岩主要为变质岩和火成岩;轻矿物特征反映物源与再循环造山带源区中的碰撞缝合线及褶皱—逆掩带物源区密切相关;研究区与北秦岭地区秦岭群和宽坪群斜长石种类一致;构造环境判别图解反映物源区长期受被动大陆边缘物源影响,到晚古生代后期有向主动大陆边缘转换的趋势;源岩判别图解显示物源区主要是长英质岩石;山1段、盒8段沉积岩的REE配分模式均呈右倾型且基本相互平行,与北秦岭地区秦岭群、宽坪群变质岩的稀土元素配分模式相似;锆石U-Pb同位素定年结果显示物源主要来自元古代,有少部分来自晚古生代。综合分析认为研究区主要受被动大陆边缘物源影响,其次为主动大陆边缘物源,母岩主要为北秦岭下元古界秦岭群的片麻岩、石英岩等和中、上元古界宽坪群的绿泥石片岩、阳起石片岩,其次为北秦岭造山带晚古生代岩浆岩。     

贺兰山北段晚三叠世沉积物源分析

贺兰山北段晚三叠世地层分布较广泛,其物源问题是进行鄂尔多斯盆地西北部原盆边界恢复和其两侧盆地该时期面貌恢复的关键,而对此存在一定的争议。该研究以贺兰山北段的沉积-构造背景为约束,通过晚三叠世地层的砾石成分、古流向、稀土元素、锆石测年及沉积趋势等物源分析方法综合运用,指出贺兰山北段晚三叠世不存在东部物源,银川古隆起不存在;物源来自西北部的阿拉善地块和兴蒙造山带太古代-古元古代的变质岩（片麻岩和变粒岩等）和岩浆岩,部分为阿拉善地块古生代和早中三叠世的沉积岩及岩浆岩。贺兰山西北部具有近物源和快速堆积的特点。同时,贺兰山北段晚三叠世物源具有多源性,其经历了多期的构造改造,恢复物源区演化模式对周邻造山带和块体的演化具有深远意义。     

Sedimentary response to the paleogeographic and tectonic evolution of the southern North China Craton during the late Paleozoic and Mesozoic

With the aim of constraining the influence of the surrounding plates on the Late Paleozoic–Mesozoic paleogeographic and tectonic evolution of the southern North China Craton (NCC), we undertook new U–Pb and Hf isotope data for detrital zircons obtained from ten samples of upper Paleozoic to Mesozoic sediments in the Luoyang Basin and Dengfeng area. Samples of upper Paleozoic to Mesozoic strata were obtained from the Taiyuan, Xiashihezi, Shangshihezi, Shiqianfeng, Ermaying, Shangyoufangzhuang, Upper Jurassic unnamed, and Lower Cretaceous unnamed formations (from oldest to youngest). On the basis of the youngest zircon ages, combined with the age-diagnostic fossils, and volcanic interlayer, we propose that the Taiyuan Formation (youngest zircon age of 439 Ma) formed during the Late Carboniferous and Early Permian, the Xiashihezi Formation (276 Ma) during the Early Permian, the Shangshihezi (376 Ma) and Shiqianfeng (279 Ma) formations during the Middle–Late Permian, the Ermaying Group (232 Ma) and Shangyoufangzhuang Formation (230 and 210 Ma) during the Late Triassic, the Jurassic unnamed formation (154 Ma) during the Late Jurassic, and the Cretaceous unnamed formation (158 Ma) during the Early Cretaceous. These results, together with previously published data, indicate that: (1) Upper Carboniferous–Lower Permian sandstones were sourced from the Northern Qinling Orogen (NQO); (2) Lower Permian sandstones were formed mainly from material derived from the Yinshan–Yanshan Orogenic Belt (YYOB) on the northern margin of the NCC with only minor material from the NQO; (3) Middle–Upper Permian sandstones were derived primarily from the NQO, with only a small contribution from the YYOB; (4) Upper Triassic sandstones were sourced mainly from the YYOB and contain only minor amounts of material from the NQO; (5) Upper Jurassic sandstones were derived from material sourced from the NQO; and (6) Lower Cretaceous conglomerate was formed mainly from recycled earlier detritus.The provenance shift in the Upper Carboniferous–Mesozoic sediments within the study area indicates that the YYOB was strongly uplifted twice, first in relation to subduction of the Paleo-Asian Ocean Plate beneath the northern margin of the NCC during the Early Permian, and subsequently in relation to collision between the southern Mongolian Plate and the northern margin of the NCC during the Late Triassic. The three episodes of tectonic uplift of the NQO were probably related to collision between the North and South Qinling terranes, northward subduction of the Mianlue Ocean Plate, and collision between the Yangtze Craton and the southern margin of the NCC during the Late Carboniferous–Early Permian, Middle–Late Permian, and Late Jurassic, respectively. The southern margin of the central NCC was rapidly uplifted and eroded during the Early Cretaceous.     

陕西省洛南地区二叠系石盒子组砂岩特征及物源区探讨

为了认识陕西省洛南地区二叠系石盒子组砂岩特征及其物源,给探索渭河盆地前新生代基底组成提供依据,本文综合分析了洛南二叠系石盒子组砂岩组分和重矿物特征。结果表明,砂岩物源区主要为再旋回造山带和克拉通地块,物源区与北秦岭造山带的演化关系密切,南秦岭构造带北部下古生界也为石盒子组提供部分物源,中二叠世晚期华北、秦岭板块面接触碰撞,北秦岭构造带快速隆升,南秦岭物源区提供物源减少,砂岩物源主要为中酸性岩浆岩+低级变质岩+沉积岩。二叠纪鄂尔多斯盆地南缘向南延至洛南—栾川断裂附近,洛南地区二叠系石盒子组河流沼泽相含煤岩系沉积应该属于鄂尔多斯盆地南缘沉积,结合渭北—渭河—洛南地区晚古生代地层对比成果,认为渭河地区二叠纪至少曾沉积过二叠系石盒子组地层,渭河新生代盆地基底具有残存二叠系的可能。     

华北地块北缘上石炭统—中三叠统碎屑锆石研究 及其地质意义

利用碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素对平泉地区晚石炭世—中三叠世地层进行物源分析,重塑内蒙古隆起的隆升历史,进而探讨古亚洲洋的闭合过程。5个样品的LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年龄由5个年龄峰组成:峰1中晚二叠世(270~250Ma)、峰2晚石炭世—早二叠世(325~290Ma)、峰3泥盆纪(400~360Ma)、峰4古元古代(1900~1700Ma)和峰5新太古代-古元古代早期(2600~2400Ma)。其中,本溪组碎屑锆石主要由峰3、峰4和峰5组成,山西组、孙家沟组和刘家沟组则主要由峰2和峰4组成,下石盒子组由峰1、峰4和峰5组成。5个样品具有相同的Hf同位素特征,显生宙锆石的εHf(T)在-3.2~-25.5之间,与内蒙古隆起的晚古生代侵入岩体完全相同。碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征显示物源主要来自内蒙古隆起,不同层位的物源变化表明内蒙古隆起曾存在2次重要的隆升事件:第一期发生在360~312Ma之间,第二期发生在276~258Ma期间。第一次隆升奠定了盆-山的基本构造格局,第二次隆升之后古隆起进入稳定剥蚀期,为盆地提供持续稳定的物源,盆地内部发育了一套粗碎屑沉积物,可以推断在276Ma左右古亚洲洋已经关闭。     

羌塘盆地东部中生代沉积特征与构造演化

羌塘盆地东部基底由前石炭纪吉塘岩群组成,沉积盖层为晚古生代一白垩纪地层。其中,中生代海相地层在盆地内分布广泛,沉积体系多样,构造古地理转换频繁。中生代盆地包括南羌塘坳陷、唐古拉山隆起带、北羌塘坳陷等3个构造单元,内部又可以划分出不同时期多个次级凹陷和凸起。盆地的发展和演化既受南、北两侧板块结合带控制,又受盆地内部被分划性断裂带围限的各断块差异性活动约束,依次经历了晚三叠世前陆盆地阶段,“北羌塘”早-中侏罗世伸展裂陷盆地发育阶段,多玛侏罗纪-早白垩世早期被动大陆边缘陆表海盆地发展阶段、晚期前陆盆地阶段,晚白垩世南羌塘山间压陷盆地演化阶段。实质上,该盆地是不同时期原型盆地有序叠加而构成的大型叠复式盆地。     

Provenance of Cretaceous clastics in the Subhercynian Basin: constraints to exhumation of the Harz Mountains and timing of inversion tectonics in Central Europe

The Harz Mountains and the adjacent Subhercynian Cretaceous Basin figure as the most prominent surface representative for Late Cretaceous inversion structures in Central Europe. Facies, depositional architecture and provenance of the basin fill reflect mechanisms and timing of the exhumation of the Harz. From Hauterivian to Early Santonian there is no evidence for detrital input from the nearby Harz area. Sediments are mature quartzarenites derived from Paleozoic basement rocks and/or recycled Permian to Mesozoic sedimentary rocks. This situation changed drastically in Middle to Late Santonian when freshly exhumed and eroded Mesozoic sedimentary cover rocks of the Harz were delivered into the basin. Feldspar and lithoclasts reflect erosion of Triassic and, in places, Jurassic to Turonian strata. Apatite and garnet in heavy mineral spectra are derived from largely unweathered Lower Triassic Buntsandstein as indicated by apatite and garnet chemistry. In Early Campanian, Paleozoic lithoclasts indicate erosion cutting down into the basement of the Harz. Simultaneous strong decrease of feldspar, garnet and apatite suggest an almost complete removal of the 2–3 km thick Mesozoic cover of the Harz within only 2–4 Myr. This translates into an exhumation rate of approximately 1 mm/a consistent with apatite fission track data from granitoid rocks of the Harz Mountains.     

Tracking multi-stage uplift history of the Eastern Tianshan Orogenic Belt during the Late Carboniferous and Early Cretaceous: Evidence from apatite U-Pb and fission track dataSCIEI北大核心CSCD

本文利用LA-ICP-MS磷灰石裂变径迹(FT)和U-Pb双定年技术,结合锆石原位U-Pb测年结果,对出露于东天山南部雅满苏-彩霞山地区的侵入岩样品进行了系统分析。结果显示,这些样品形成于357-309Ma和-252Ma,裂变径迹年龄变化于304-118Ma。根据裂变径迹年龄和径迹长度分布对其进行热史反演,得到晚石炭世-早二叠世(320-280Ma)、中-晚三叠世(240-210Ma)和早白垩世(120-100Ma)三个主要冷却时期。综合分析认为,研究区的石炭纪和三叠纪侵入体在晚石炭世-早二叠世、中-晚三叠世和早白垩世期间经历过构造隆升。其中,晚石炭世-早二叠世的抬升是由康古尔洋闭合后区域进入碰撞造山阶段导致,中-晚三叠世的抬升主要与古特提斯洋闭合后松潘-甘孜地体、羌塘地体先后与亚欧板块南缘的碰撞增生有关,早白垩世的抬升事件主要受到班公湖-怒江洋俯冲闭合以及拉萨地体与羌塘地体的碰撞增生影响。此外,东天山不同部位经历了显著的差异性隆升,这一现象与区内各构造单元的非均匀性、分块性及其地质演化历史的差异性密切相关,同时还受到外部驱动力以及早期先存断裂构造活化的制约。