松辽盆地新生代构造演化对砂岩型铀矿成矿的控制作用——来自磷灰石裂变径迹的证据

本文针对松辽盆地北部隆起区的4个钻孔13件样品系统展开了磷灰石裂变径迹测试,揭示了松辽盆地新生代构造演化对砂岩型铀矿床的限制作用。13件磷灰石裂变径迹测试结果表明,松辽盆地北部晚白垩世以来的构造演化过程主要经历了3期快速隆升事件：①晚白垩世—始新世(71~48 Ma),期间以8~56 m/Ma的平均速率隆升,盆地北部整体呈抬升状态;②早渐新世—中新世(36~18 Ma),期间以24~49 m/Ma的平均速率隆升,盆地北部呈差异性抬升过程,第二期抬升事件隆升强度和持续时间较第一期抬升事件略低;③中新世 至今(18~0 Ma),期间以2~19 m/Ma的平均速率隆升,盆地北部缓慢抬升,构造活动较弱,三期构造抬升事件与太平洋板块俯冲速率和方向转向密切相关。结合前人低温热年代学数据,针对南部地区钱家店铀矿床成矿年代学成果研究发现,新生代以来的构造抬升事件伴生其后均成藏有砂岩型铀矿,砂岩型铀成矿与新生代构造密切相关,尤其与中新世末次隆升事件紧密相关,成矿过程延续至今。     

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。     

循化-化隆盆地晚白垩世以来盆山耦合过程: 来自物源与磷灰石裂变径迹年代学分析的证据

循化-化隆盆地新生代沉积及盆地基底和周缘山系磷灰石裂变径迹年代学分析揭示了青藏高原东北缘晚白垩世以来经历过3期隆升剥露事件: (1)盆地基底及拉脊山和西秦岭北缘构造带磷灰石裂变径迹年龄分析普遍记录了晚白垩世-始新世中期相对快速的区域性的隆升剥露事件, 西秦岭北缘快速抬升的起始时间为84Ma, 受控于向北的逆冲抬升; 向北到循化-化隆盆地中部的拉目峡抬升的起始时间为69Ma; 更北的拉脊山一带快速抬升期主要为40~50Ma, 从而反映晚白垩世-始新世中期的快速抬升由南向北逐渐扩展.这一期构造隆升事件导致循化-化隆盆地和临夏盆地缺失了北部西宁-民和盆地古近纪所具有的西宁群沉积.隆升剥露结束于31Ma左右, 此时化隆-循化盆地向东与同时期的临夏盆地相连为一个统一的大型西秦岭山前盆地, 两者具有相同的构造、沉积演化史, 因此循化-化隆盆地他拉组底部地层年龄最老不会超过临夏盆地最老地层的古地磁年龄, 即29Ma.(2)渐新世晚期约26Ma拉脊山开始双向逆冲隆升, 并可能延续到中新世早期约21Ma, 隆升作用使循化-化隆盆地成为挟持于拉脊山逆冲带和西秦岭构造带之间的山前挤压型前陆盆地, 循化-化隆盆地开始大规模沉积巨厚的他拉组冲积扇相粗碎屑岩.(3)通过循化-化隆盆地咸水河组和临夏组的沉积相分析、古流方向和砾石成分分析, 揭示出拉脊山构造带在中新世8Ma左右发生的最大规模的双向逆冲隆升事件, 这次事件直接导致循化-化隆盆地由前陆挤压盆地转变为山间盆地, 形成现今青藏高原东北缘的盆山地貌基本格局.      

藏北改则康托盆地逆冲推覆构造磷灰石裂变径迹年代学制约

对采自羌塘地块南部改则地区康托盆地的碎屑岩及火山岩进行磷灰石裂变径迹年代学测试及AFT热历史模拟,获得77±6Ma、62±5Ma、44±3Ma、35±2Ma四组磷灰石裂变径迹年龄,平均径迹长度介于11.6±2.0~13.3±1.9μm之间。AFT热历史模拟结果指示,研究区自晚白垩世至现今主要历经了3次构造抬升冷却过程:晚白垩世(100~65Ma)快速隆升剥蚀阶段,其降温速率和隆升速率分别为1.46~4.26℃/Ma、0.05~0.14mm/a,该事件为新特提斯洋洋壳沿雅鲁藏布江俯冲作用的响应;始新世中期(50~35Ma)快速隆升剥蚀阶段,该阶段降温幅度相对以第一次较小,该构造事件与印度大陆的向北俯冲具有成因联系;20Ma至现今的快速抬升冷却阶段为青藏高原整体拉张走滑构造环境所影响,其隆升速率和降温速率分别为3.25~6.0℃/Ma、0.03~0.2mm/a。     

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。     

运用磷灰石裂变径迹分析鄂尔多斯盆地周缘中新生代沉降隆升史

通过对鄂尔多斯盆地磷灰石裂变径迹资料深入分析与反演模拟,定性半定量地研究了该区相关岩石组合的地热演化史.结果表明,晚侏罗世晚白垩世早期(160～90 Ma)盆地具东升西降的特点,东部以约25 m/Ma的速率隆升,造成1500～2000 m的剥蚀量;晚白垩世末至始新世早期(90～23 Ma),盆地具整体隆升特点,盆地南部和西部隆升幅度达1500～2000 m,盆地东部表现为弹性回返,隆升缓慢,幅度小于500 m;中新世早期以来(23 Ma至今),全盆快速隆升,周边隆升速率达45～108 m/Ma,造成1000～2500 m的剥蚀量.对盆地内砂岩型铀矿年龄资料对比分析表明,后生铀成矿作用过程基本上都发生在盆缘相对快速隆升阶段.     

鄂尔多斯盆地中西部中新生代构造抬升及演化

通过磷灰石裂变径迹(AFT)分析与热史模拟的方法,探讨了鄂尔多斯盆地中西部地区中新生代构造热演化过程及地质响应。不同构造单元及不同层位样品的AFT年龄结果表明,研究区中生代以来经历2次构造抬升:晚白垩世末—古新世早期(79～65 Ma)和始新世—中新世早期(56～15Ma);AFT年龄空间对比图表明,研究区抬升冷却具有南早北晚、后期整体抬升的特征。热史模拟结果表明,研究区整体于晚白垩世末期快速冷却抬升,古新世—中新世晚期为缓慢抬升,中新世末以来抬升速率明显加快。研究区中新生代的构造演化过程与周缘构造单元的相互作用密不可分,晚白垩世以来的构造抬升可能与秦岭造山带构造演化有关,新生代以来的构造抬升与盆地周缘裂陷的演化具有一致性,中新世晚期以来的快速抬升可能与青藏高原隆升的远程效应有关。     

中新生代构造演化对砂岩型铀矿床成矿的制约——来自伊盟隆起磷灰石裂变径迹的证据

砂岩型铀矿床具有水成的、动态的、开放的特征,其形成及后期改造与盆地构造隆升关系密切。本文在热年代学研究的基础上,查明了伊盟隆起中生代以来具有四期构造抬升事件:150～126 Ma、110～100 Ma、100～75 Ma、50～35 Ma,且四期抬升事件隆升强度逐渐降低。其中第一期(150～126Ma)抬升事件以南北向的差异性抬升过程为特征,第二期(110～100 Ma)抬升事件表现为东隆西降的掀斜过程,第三、四期(100～75 Ma和50～35 Ma)抬升事件表现为整体抬升。通过与伊盟隆起周缘地区对比,发现伊盟隆起与贺兰山地区作为统一的整体共同经历了四期抬升事件,30Ma以来贺兰山快速隆升与鄂尔多斯盆地分离,并伴随银川盆地形成。在系统统计研究区内砂岩型铀矿成矿年代学成果基础上,总结出伊盟隆起内三期砂岩型铀矿床成矿过程:第一期为早白垩世128.2±4.2Ma～120±11Ma;第二期为晚白垩世90±5.3Ma～71±8 Ma;第三期为古近纪古新世-新近纪中新世54.6±1.8 Ma～20±2Ma。第一期成矿作用发生于第一期和第二期构造抬升转换期,第二期和第三期成矿作用分别与第三期和第四期抬升作用密切相关,构造隆升强度较大并不利于砂岩型铀矿床的沉淀和矿体就位。30 Ma以来发育于伊盟隆起的砂岩型铀矿床进入成矿后演化阶段。     

宁武盆地中-新生代构造演化的裂变径迹证据

为深入研究宁武盆地中-新生代的构造演化及煤层气资源的赋存条件,采集样品进行裂变径迹测试。锆石裂变径迹年龄为156~139 Ma,磷灰石裂变径迹年龄为97~47 Ma。宁武盆地中-新生代的构造演化历史可分为3个阶段。晚侏罗世(156 Ma),盆地两翼的岩体开始缓慢隆升,核部坳陷沉积,到早白垩世晚期(100 Ma),宁武盆地古地温达到最高,烃源岩达到了生气高峰期。白垩世晚期-古新世(79~59 Ma),快速抬升剥蚀。之后,虽有短暂埋藏,但总体处于隆升状态。渐新世晚期(40~30 Ma)以来快速抬升到现今位置。宁武盆地抬升剥蚀具有空间上的不均衡性。北东部抬升剥蚀早于南部,周缘岩体隆升剥蚀速率大于核部。宁武盆地是在中生代山西地块上形成一系列雁行状排列的复背斜和复向斜的构造背景下,新生代受印度洋板块挤压欧亚大陆,两翼山体强烈抬升推挤作用形成,属于华北克拉通区域构造事件的响应。     

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。     

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。     

Fission Track Thermochronology Evidence for the Cretaceous and Paleogene Tectonic Event of Nyainrong Microcontinent, Tibet

Fission track dating was applied to analyze the 20 samples from Nyainrong microcontinent, and we obtained 20 apatite and 15 zircon fission track ages. The results show single population grain ages with a single mean age and associated central ages mainly ranging from 108±7Ma to 35±4Ma.Their mean track lengths are 12.2–13.9 μm with a single peak. Zircon fission track age range from 78±3 Ma to 117±4 Ma. The results represented the two tectonic uplift events in the study area, namely the Cretaceous and Paleogene periods. According to thermal history modeling results, uplifting rates of two tectonic events is 0.31–0.1 mm/a and 0.07–0.04 mm/a respectively. Combined with field condition and study results, it is suggested that the Cretaceous tectonic uplift event was related to the closure ocean basin caused by Qaingtang–Lhasa collision, and the Paleogene tectonic uplift event was related to the south to thrust system caused by Indo–Asian collision.     

祁连山地区河流阶地与第四纪构造隆升

祁连山及邻区河流阶地系列是反映区域构造隆升的重要地貌标志。对祁连山地区东北部的沙沟河、西北部的洪水坝河、东南部的黄河共和段及渭河陇西段、东部的黄河兰州段河流阶地进行了阶地抬升幅度、年代对比研究,分析了祁连山及邻区第四纪构造隆升的特点及其对青藏高原隆升的响应。研究表明,1.6Ma以来祁连山及邻区至少存在5期构造活动,即1.6Ma左右的第1期构造活动;1.2~0.6Ma的第2期构造活动,包括1.2Ma、0.8Ma、0.6Ma的次一期构造活动;0.45~0.25Ma的第3期构造活动;0.2~0.08Ma的第4期构造活动,包括0.15Ma、0.1Ma次一期构造活动;0.08Ma以来的第5期构造活动。祁连山及邻区在第1、2、4、5期构造活动中表现为同步抬升,第3期不同区域抬升时间存在差异。在构造活动强度方面,1.2~0.6Ma(第2期)祁连山东部活动较强,0.45~0.25Ma(第3期)构造活动强度表现为北部强于南部,在北部表现为由西向东不断增强,0.2Ma以来在南、北方向上表现为构造活动强度沿着北东方向减弱,在东、西方向上表现为祁连山西北部的构造活动明显强于东北部。祁连山及邻区东部1.80Ma以来平均抬升速率为0.25mm/a,平均抬升了450m左右,粗略计算2.6Ma以来该区域抬升了600m左右。祁连山及邻区西部河流阶地反映的构造抬升强于东部,据此推断,第四纪以来祁连山及邻区西部抬升或超过600m。     

Thermal History since the Paleozoic in the Eastern Qaidam Basin,Northwest China

The Qaidam Basin is the one of the three major petroliferous basins in northeastern Tibetan Plateau, which has experienced multiphase superimposition and transformation. The study of thermal history not only plays an important role on revealing the tectonic origin of the Qaidam Basin and the forming mechanism and uplift history of the Tibetan Plateau,but also can provide scientific evidence for the assessment of oil and gas resources. This work used balanced cross-section technique and apatite fission track ages with modeling of fission track length distribution to infer that the eastern Qaidam Basin has experienced significant tectonic movement in the Early Jurassic movement(～200 Ma), which caused the carboniferous uplift and denudation, the geological movement in the Late Cretaceous, characterized by early stretching and late northeast-southwest extrusion; the Himalayan movement in multi-stage development in eastern Qaidam Basin, which can be divided into the early Himalayan movement(41.1–33.6 Ma) and the late Himalayan movement(9.6–7.1 Ma, 2.9–1.8 Ma), and large-scale orogeny caused pre-existing faults reactivated in late Himalayan movement. On the basis of burial history reconstruction, the thermal history of eastern Qaidam Basin was restored. The result shows that the thermal history in eastern Qaidam Basin shows slow cooling characteristics; the paleo-geothermal gradient of eastern Qaidam Basin was 38–41.5℃/km, with an average value of 39.0℃/km in the Late Paleozoic, 29–35.2℃/km, with an average value of 33.0℃/km in the Early Paleogene; the geothermal gradient of the Qaidam Basin increased in the Late Paleogene, which was similar to the present geothermal gradient in the Late Neogene. The characteristics of the tectono-thermal evolution since Paleozoic in the eastern Qaidam Basin are mainly controlled by magmatic thermal events in the study area.     

青藏高原东北缘西秦岭新生代抬升——天水盆地碎屑颗粒磷灰石裂变径迹记录

天水盆地位于青藏高原东北缘六盘山与西秦岭二重要构造带交汇处,该盆地充填较完整晚新生代沉积序列记录着该区构造变形历史,因此对该盆地沉积记录的研究对探讨青藏高原东北缘晚新生代构造活动事件具有重要的意义。通过对天水盆地晚新生代砂岩和含砾砂岩地层中碎屑颗粒磷灰石裂变径迹热年代学研究,推断23.7Ma左右天水盆地北部沉积物源区西秦岭发生了一次与青藏高原隆升有关的构造—热事件,该事件可能导致天水盆地的形成,并开始接受新近系冲积相沉积。约14.1Ma左右天水盆地物源区再次发生构造活动,使西秦岭剥露速率加快和盆地进一步拗陷广泛接受河湖相沉积。通过对剥蚀速率的估算,得出天水盆地沉积记录的23.7Ma和14.1Ma西秦岭北部快速抬升事件的平均剥蚀速率分别达0.34mm/a和1.05mm/a。      

中新生代天山地区隆升历史的裂变径迹证据

本文对天山及其两侧盆地的8条典型地质剖面进行了大量的磷灰石裂变径迹测试,重点分析了天山地区不同区域的抬升历史的差异。结果表明天山主要经历4次构造抬升过程,每次抬升的范围并不相同,且存在东西差异:①早白垩世抬升,在天山南北两侧都有发生,且南边抬升早,北边抬升晚。本次抬升导致早中侏罗世天山地区准平原化状态开始解体,盆山分异开始出现;②晚白垩世抬升,从约96Ma开始,天山南侧为盆山同升的区域性隆升,天山北侧的抬升主要发生在东部地区;③古近纪抬升,从约46Ma开始,主要发生在中天山和南天山,造成天山两侧盆地物源区的重大变化,本次抬升为印度-亚洲碰撞在天山地区产生的最早的远程效应;④中新世以来的抬升,从约25Ma开始,主要发生在库车盆地北缘和北天山—准噶尔南缘。从抬升剥蚀量来看,从东向西逐渐变大。     

宁武盆地及周缘岩体裂变径迹对山西地块中—新生代构造演化的约束

宁武盆地及周缘岩体的抬升剥蚀对于山西地块中—新生代构造演化具有重要的指示意义。本文对宁武盆地及周缘岩体进行裂变径迹分析,磷灰石裂变径迹年龄97～47 Ma,锆石裂变径迹年龄161～141 Ma。裂变径迹记录了早白垩世早期(145～125 Ma)、晚白垩世(85～70 Ma)、古新世晚期—始新世早期(59～53 Ma)和渐新世晚期(28 Ma)的4次抬升剥蚀事件。综合分析山西地块的裂变径迹数据,表明隆起区晚古生代以来发生了多期抬升剥蚀事件。山西地块中—新生代构造演化具有时空差异。周缘岩体样品的裂变径迹年龄大于盆地内沉积地层样品的年龄,指示了周缘山体先于盆地抬升剥蚀。晋东北抬升剥蚀时限早于晋西南。山西裂谷系西南端裂开较早。裂谷系发育具有由南向北扩展的特征,这与地层保留记录相一致。山西地块现今地貌格局是在中生代发育一系列雁行状排列的复背斜和复向斜构造基础上发展而成的。     

青藏高原东北缘寺口子盆地新生代沉积演化及其构造意义

宁夏固原寺口子盆地发育巨厚的新生代地层,这些地层记录了青藏高原东北部的沉积演化特征和构造演变历史。根据剖面沉积物粒度特征、沉积结构和构造、沉积层序,识别出20种岩相、5种沉积相类型。结合前人对寺口子剖面的古地磁测年,分析研究盆地的沉积演化特征以及对构造的响应表明:20.1 Ma盆地以缓慢的坳陷沉降开始演化,直至1.2 Ma遭受破坏。在此期间青藏高原东北部经历了6.4 Ma、4.6 Ma和1.2 Ma这3次明显的构造挤压隆升运动,其中约6.4 Ma的构造运动是青藏高原向东北部扩展首次影响到海原—六盘山断裂以东地区。从盆地的形成和沉积演化过程来看,马东山山前断裂的逆冲推覆,导致了寺口子盆地的强烈变形和构造降升,并且最终成为青藏高原的最新组成部分。