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。     

鄂尔多斯盆地热演化程度异常分布区及形成时期探讨

鄂尔多斯盆地在中生代晚期存在一期构造热事件,本文在对大量的镜质体反射率、火成岩年龄、磷灰石裂变径迹等资料分析的基础上,对构造热事件发生的时间、存在的地区及形成机理进行了深入的研究。鄂尔多斯盆地中生代晚期地热异常区主要分布在盆地南部的吴旗—庆阳—富县一带,构造热事件主要发生在中生代晚期早白垩世约140～100Ma,构造热事件持续时间约在10～40Ma之间。鄂尔多斯盆地中生代晚期构造热事件发生的根本原因在于中生代晚期岩石圈深部的热活动增强,盆地南部岩石圈深部热活动性更强,早白垩世鄂尔多斯盆地处于一种弱拉张的构造环境,地幔发生底侵作用,岩石圈减薄,发生岩浆侵入和喷发。异常地温场形成可能与秦岭造山带燕山晚期强烈的构造活动导致鄂尔多斯盆地岩石圈深部活动有密切的关系。     

鄂尔多斯盆地早白垩世构造热事件形成动力学背景及其对油气等多种矿产成藏（矿）期的控制作用

华北克拉通中西部中生代晚期早白垩世是否存在岩石圈减薄是地学界普遍关注的重大地质问题。本文在作者多年来对鄂尔多斯盆地构造热演化史研究的基础上,充分收集了近年来前人研究的成果及进展,对鄂尔多斯盆地现今地温场、地壳结构、构造热事件、深部热岩石圈厚度、早白垩世火成岩活动期次、构造热事件形成机理及构造热事件与多种矿产成藏成矿关系方面进行探讨。鄂尔多斯盆地现今地温梯度及大地热流中等,属中温型盆地,现今地温场受现今地壳、岩石圈厚度较厚控制。通过对构造背景、古地温恢复、火成岩活动及热岩石圈厚度恢复等资料分析发现早白垩世太行山以西的山西地块及鄂尔多斯盆地处于拉张背景,早白垩世地温梯度高,存在古地温异常及热事件。早白垩世鄂尔多斯盆地热岩石圈厚度明显较现今岩石圈厚度薄,表明华北克拉通中生代晚期以来岩石圈减薄的西界可推到鄂尔多斯盆地。华北克拉通中西部鄂尔多斯盆地周缘、华北克拉通中部山西地块、华北克拉通中西部南缘早白垩世火成岩形成时间相同,岩浆侵入和喷出的时代主要集中在138～108Ma,反映在燕山晚期早白垩世华北克拉通中西部存在一期较为强烈的热事件。火成岩地球化学分析表明火成岩来源为地幔,反映岩石圈处于拉张背景。早白垩世热事件发生的时间与华北克拉通岩石圈减薄的峰期年龄相一致,表明华北克拉通岩石圈减薄作用在华北克拉通中西部广泛存在。早白垩世构造热事件发生的根本原因在于鄂尔多斯盆地岩石圈深部热活动增强,深部软流圈物质上涌,岩石圈厚度减薄。通过对油气、煤、铀等金属矿产成矿(藏)时代与热事件的对应关系分析发现鄂尔多斯盆地油气、煤、铀矿产及华北克拉通中西部金属矿产的形成受控于早白垩世构造热事件及岩石圈拉张减薄的深部热背景,主要成藏(矿)期均为早白垩世,成藏、成矿具有爆发式及同时性特点。     

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。     

鄂尔多斯盆地西缘中生代构造地层分析及动力机制研究

鄂尔多斯盆地西缘中生代构造地层分析及动力机制研究刘少峰（研究生）李思田（导师）从动力学成因角度，将构造地质学与沉积学相结合，沉积盆地与盆缘造山带研究相结合，运用构造地层分析的基本思路和方法，通过对鄂尔多斯盆地西缘（以下简称盆地西缘）进行构造地层分析及...     

鄂尔多斯盆地与沁水盆地中生代晚期地温场对比研究

鄂尔多斯盆地和沁水盆地都为大型的沉积盆地，中间以吕梁隆起相隔开。本文通过镜质体反射率、磷灰石裂变径迹、包体测温等古地温研究方法确定了鄂尔多斯盆地和沁水盆地中生代晚期的古地温梯度和古大地热流，鄂尔多斯盆地为３.３～４.３℃/１００ｍ及８１～９５ｍＷ/ｍ２，沁水盆地为６.１℃/１００ｍ及１０６ｍＷ/ｍ２。沁水盆地和鄂尔多斯盆地古地温梯度和大地热流值都较高且沁水盆地高于鄂尔多斯盆地说明中生代晚期存在一次构造热事件，构造热事件发生在晚侏罗世-早白垩世。这次构造热事件提高了气源岩的热演化程度，加速了天然气的形成。     

吕梁山地区中—新生代隆升演化探讨

对吕梁山地区中—新生代隆升时限及其演化的认识,是恢复鄂尔多斯盆地沉积东界的基础,也是探讨华北克拉通演化和破坏等科学问题的有机组成部分。本文以改造盆地与盆山耦合的研究思路为指导,通过对研究区及邻区前中生代地质演化、中生代原始沉积面貌、中生代构造变动与岩浆活动以及新生代以来与相邻地堑发育耦合关系等的分析,并结合裂变径迹测年与热史模拟,认为吕梁山地区在中生代鄂尔多斯盆地发育的主要时期是大型沉积盆地的一部分,与鄂尔多斯盆地经历了同步沉降—抬升过程。晚白垩世以来是吕梁山地区主要的隆升期,可进一步分为缓慢隆升（100～21±2Ma）、加速隆升（21±2～8Ma）及强烈隆升（8Ma以来）3个隆升演化阶段。吕梁山地区中—新生代以来的隆升演化,与相邻鄂尔多斯盆地的抬升消亡及其周边断陷盆地的发育从属统一的区域动力学环境,主要与滨太平洋构造域的活动和演化息息相关,同时受更广阔的区域地球动力学环境的影响。     

裂变径迹法对兰坪盆地构造热演化与成矿作用的初步研究

兰坪盆地位于澜沧江断裂带与衰牢册推覆体之间内有丰富的钨矿床与盐类矿床,大部分是新生代形成的,且大多为低温热液矿床。裂变径迹法对兰坪盆地构造热演化与成矿作用的研究结果表明：盆地自中生代以来,至少经历了三次构造热事件,出现了三次成矿作用过程,成矿作用是由盆地西缘向中央地带逐渐发展的。     

鄂尔多斯盆地西缘(部)中生代构造属性

鄂尔多斯盆地西缘构造带独特的大地构造位置、复杂的构造特征、活跃的新构造运动和良好的矿产赋存条件,长期以来为诸多地质学和矿产学者所关注;并从不同角度对该区带的区域地质构造特征和构造属性进行了程度不同地探讨,提出了不尽相同的认识。近年来,有不少研究者将其中生代构造属性划归“前陆盆地”。在地质历史上,适于前陆盆地发育的地球动力学环境,在时间和空间上均是相当有限的。鄂尔多斯盆地西缘(部)处于多个性质不同大地构造单元的结合部位,构造特征因地而异,演化过程十分复杂。本文根据最新勘探资料和测试结果,通过对区域背景、盆山关系、沉积响应、构造特征、原盆面貌、演化过程、发育时限和后期改造等方面的综合研究认为,鄂尔多斯盆地西部在中生代整体上不具前陆盆地属性,为大型残延克拉通内盆地的组成部分;仅在晚侏罗世以来盆地发育晚期和之后的有限时期和局部地段,存在有与前陆盆地结构“貌似”的剖面组合特征。     

鄂尔多斯盆地东北部构造热演化史的磷灰石裂变径迹分析

运用磷灰石裂变径迹(AFT)分析的构造热年代学研究方法,系统探讨鄂尔多斯盆地东北部不同区段中新生代以来的热演化历史,为盆地东北部石油和天然气等多种沉积能源矿产的勘探预测提供新的约束条件。模拟结果表明:盆地东北部经历了250~150 Ma缓慢埋藏增温过程,平均增温速率为0.9℃/Ma;150~120 Ma为快速增温阶段,平均增温速率高达2.1℃/Ma,地层温度达到最高,且均大于130℃。之后不同区段经历差异降温过程:北缘露头区经历了120~65 Ma快速降温,平均冷却速率约1.3℃/Ma;65~10 Ma缓慢降温,平均冷却速率约为0.4℃/Ma。南缘露头区及盆地沉降区则经历了120~30 Ma缓慢降温,平均冷却速率约为0.9℃/Ma;30~10 Ma快速降温,平均冷却速率约为1.5℃/Ma。10 Ma以来,盆地东北部整体抬升冷却,平均冷却速率约6.5℃/Ma。分析结果认为燕山中期构造热事件之最高热增温作用的关键时刻为(120±10)Ma,促成鄂尔多斯盆地东北部主要烃源岩层系的成熟生烃和大规模油气成藏。在后期的差异抬升冷却过程中,北缘露头区在65 Ma±通过了110℃等温面,南缘露头区及盆地的沉降区在30 Ma±通过了110℃等温面,有利于相邻地区原生油气藏的积聚和保存,古近纪晚期(30 Ma)尤其是新近纪晚期近10 Ma以来的强烈构造抬升作用有可能是引发原生油气藏调整—改造和次生成藏的关键因素。     

鄂尔多斯盆地中新生代构造事件的峰值年龄及其沉积响应

通过锆石-磷灰石裂变径迹的峰值年龄与地层不整合事件的综合分析,提供了鄂尔多斯盆地中新生代构造事件的年代学约束及其沉积响应特点。印支期构造事件主要发生在230~190Ma,包含215Ma±和195Ma±两个峰值年龄,在盆地西南缘发育晚3叠世粗碎屑类磨拉石建造。燕山期构造事件主要发生在燕山中晚期的150~85Ma,包含145Ma±、120Ma±和95Ma±3个峰值年龄,在盆地西南缘发育燕山中期的芬芳河组和志丹群的粗碎屑类磨拉石建造。喜山期构造事件主要发生在65~5Ma,包含55Ma±、25Ma±和5Ma±3个峰值年龄。其中,锆石和磷灰石叠合分布的峰值年龄(145Ma±),指示了鄂尔多斯盆地中新生代的一次关键性构造变革事件。     

伊犁盆地白垩纪剥露事件的裂变径迹证据

本文利用砂岩中磷灰石的裂变径迹方法, 研究了伊犁盆地中生代抬升-剥露事件。根据磷灰石裂变径迹测年结果, 开展了温度-时间热模拟反演研究, 结果揭示出伊犁盆地在115~95Ma期间存在一期重要的抬升-剥露冷却事件, 剥蚀量至少可达1.8km, 剥蚀速率至少为0.09mm/a。区域资料对比分析表明中晚白垩世的抬升剥露事件, 在天山地区乃至整个新疆的造山带普遍存在。      

南海北部陆架西区磷灰石裂变径迹的分析

文中将磷灰石裂变径迹分析用于南海北部陆架西区地热演化研究，报道了位于北部湾盆地、莺琼盆地和珠三拗陷的３口钻井１３个样品磷灰石径迹的测定结果，并依之研究了乌１６－１－２井与莺１井的热演化史的片断，得出乌１６－１－２井区在３０Ｍａ以来地温演化是平稳的，未受过重大热事件的扰动，而莺１井区则曾经历过抬升事件的论断。对所得结论借助于径迹理论模型计算予以检验，肯定了径迹分析用于南海陆架盆地热演化研究的意义，指出在采取岩样问题上有待改进之处。     

伊通盆地渐新世以来构造活动历史的裂变径迹分析

运用裂变径迹分析方法,针对岔路河断陷与鹿乡断陷5个样品的磷灰石进行裂变径迹分析并结合盆地模拟研究表明,伊通盆地岔路河断陷自渐新世以来曾经历两期构造热事件,发生的时间约为24．9Ma～19．1Ma和6．9Ma～4．9Ma;鹿乡断陷自渐新世以来也经历了两期构造热事件,发生的时间约为30Ma～27．8Ma和22．6Ma～11．1Ma。伊通盆地在渐新世以来发生的二次抬升剥蚀均是从中部迁移至北部。岔路河断陷和鹿乡断陷磷灰石裂变径迹与样品高程均具正相关性,其中岔路河断陷21．8Ma以来的平均隆升剥露速率为7．034×10^-2mm／y,鹿乡断陷18．9Ma以来的平均隆升剥露速率为6．033×10^-2mm／y。上述热年代学认识同时得到了盆地地球动力学背景、地层划分与对比及火山活动等方面证据的支持,说明应用磷灰石裂变径迹技术可有效地分析伊通走滑-伸展盆地的构造活动历史。     

磷灰石裂变径迹数据的热史反演及其局限性

应用一种局部优化方法——模拟退火法对磷灰石裂变径迹长度分布及径迹年龄进行热史的反演。反演中采取了Laslet等(1987)的扇型径迹退火模型。通过对理论热史模型及实测资料的反演,结果表明应用磷灰石裂变径迹数据提取热史信息是有效的。但是,由于径迹的退火主要受温度的控制,因此以前记录在径迹中的热史信息有可能被后期高温改造而难以反映。指出磷灰石径迹资料在冷却盆地的应用可以获取较精确的热史信息,而在有复杂演化史的盆地中精度较差。     

裂变径迹对豫西宜阳地区中新生代构造演化过程的约束

为了研究宜阳地区与鄂尔多斯盆地中新生代构造演化过程的时空关系,对宜阳地区开展了锆石、磷灰石裂变径迹测年分析。结果表明,锆石裂变径迹年龄为185±8 Ma,磷灰石裂变径迹年龄为49±3 Ma～41±3 Ma,结合前人资料,认为宜阳地区中新生代以来共经历了两期较大规模的构造改造,分别是晚三叠世—早侏罗世印支运动和始新世—渐新世喜马拉雅运动对本区的影响。这两期构造运动与鄂尔多斯三叠纪原型盆地萎缩及秦岭造山带快速造山均有很好的等时性,说明宜阳地区与鄂尔多斯盆地自中生代以来具有相似的构造背景。     

磷灰石裂变径迹在确定造山带隆升速率中的应用

矿物裂变径迹技术是一种低温热史及年代学测定技术,广泛应用于含油气盆地热史分析、沉积物来源、造山带隆升剥蚀、地质年代学测定等方面的研究。近年来,磷灰石裂变径迹在研究造山带构造隆升速率方面取得了大量成果。笔者在结合前人研究成果基础上,分别介绍了利用裂变径迹反演热史、裂变年龄和矿物对-封闭温度法确定构造隆升速率的原理、方法和应用,并分析其优缺点,指出应用磷灰石裂变径迹研究构造隆升速率时应该注意的问题。     

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。     

鄂尔多斯盆地中新生代峰值年龄事件及其沉积-构造响应

通过锆石-磷灰石裂变径迹年龄分布及其与粗碎屑沉积建造和地层不整合关系的综合分析,提供了鄂尔多斯盆地中新生代构造事件的年代学约束及其沉积响应特点。印支期构造事件主要发生在230～190Ma,包含215Ma和195Ma两个峰值年龄,在盆地西南缘发育晚三叠世粗碎屑类磨拉石建造及其与上覆地层的平行不整合。燕山期构造事件主要发生在燕山中晚期的150～85Ma,包含145Ma、120Ma和95Ma等3个峰值年龄,在盆地西南缘发育燕山中期的晚侏罗世和早白垩世的粗碎屑类磨拉石建造及其地层间的角度不整合。喜山期构造事件主要表现为盆地区域的多旋回构造隆升,至少包含55Ma、25Ma和5Ma等3个幕次的峰值年龄事件。其中,锆石和磷灰石叠合分布的峰值年龄(145Ma)和其相关的角度不整合、逆冲推覆和区域岩浆活动等,共同指示了鄂尔多斯盆地中新生代的一次关键构造变革事件。