中新生代南北天山差异性抬升历史的磷灰石裂变径迹证据

堆积于天山山前坳陷内部的巨厚新生代地层不仅记录所在沉积区的热历史信息,还记录了物源区的信息。本文选择天山南北两侧山前坳陷中3条地质剖面进行了大量的磷灰石裂变径迹测试和部分样品的热历史模拟分析,来揭示上新世以来天山在南北方向上隆升过程的差异性。采样剖面的选取较前人更加靠近前陆盆地方向,样品所在地层年代更新。结果显示,东秋里塔格背斜剖面中的样品记录了中天山、南天山和背斜区分别在55~65Ma、20~25Ma和5Ma经历了构造隆升。玛纳斯背斜剖面中的样品记录了北天山的三次构造隆升事件分别发生于55~65Ma、20~25Ma和5Ma,其中距今5Ma为玛纳斯背斜带起始隆升的时代。结合前人在相同区域的研究成果,分析得出天山的不同部分经历了不同的构造演化历史,自150Ma以来经历了三期差异性隆升。中生代时期(150~125Ma)表现为山体整体抬升,中生代晚期-新生代早期(100~50Ma)北天山明显早于南天山开始构造隆升,新生代以来(~50Ma)的构造运动以向前陆盆地方向扩展为特征,而隆升起始时间南北差异变小。虽然在南北方向上天山山体隆起时间上存在明显的差异,但是中新生代以来山体物源区的剥蚀速率大体相同。因此,隆升起始时间与隆升量之间并不存在必然的定量关系。天山的不同块体具有不同的构造演化历史的事实提示在研究大范围构造隆升作用时,应将构造作用作为一个过程来对待。变形在传递的过程中,在时间和空间上存在一定的滞后现象。     

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。     

新生代阿尔金山脉隆升历史的裂变径迹证据

10个片麻岩和花岗岩的磷灰石裂变径迹年龄值位于35.6~13.6 Ma之间,表明了阿尔金山脉的隆升开始于渐新世,并一直延续至中新世.山脉早期的隆升速率较低,后期可能存在一个快速的隆升时期;阿尔金山脉并非整体的均匀隆升,其内分布的NEE走向的断裂也局部控制了山体的隆升;如果山脉的隆升是阿尔金断裂左行走滑的结果,那么可推测阿尔金断裂大型左行走滑的起始时间应为渐新世.区域资料分析表明,青藏高原北缘在渐新世至中新世期间发生了大规模的、区域性的抬升.     

南太行山中新生代隆升过程:磷灰石裂变径迹证据

南太行山地区地处华北陆块中部,是研究华北岩石圈减薄、克拉通活化期间山脉隆升与剥露机制的理想场所。本文对太行山南麓的中生代岩浆岩和元古宙变质岩开展了磷灰石裂变径迹低温热年代学研究,获得了相关样品的磷灰石径迹年龄和径迹长度。研究表明,南太行山地区磷灰石裂变径迹表观年龄集中在75~32 Ma之间,峰值径迹长度在11μm以上,为宽带单峰分布。综合考虑裂变径迹反演,南太行山地区初始隆升始于100 Ma前,晚白垩世以来的剥蚀去顶量在3 km以上。100~50 Ma的构造抬升相对平静,50~40 Ma及10 Ma左右以来隆升速度加快,是太行山地区的主要隆升期。南太行山区域上表现为北早南晚的倾伏式差异隆升格局,其新生代隆升与华北东部同期的快速沉降相耦合。以上资料有利于更好认知华北陆块中–新生代冷却史及岩石圈减薄地表响应。     

四川盆地东南缘中新生代构造隆升的裂变径迹证据

通过对四川盆地东南缘8件不同层位的磷灰石样品裂变径迹的分析,获得了该区中新生代构造隆升的时限,并分析了其构造和油气地质意义。磷灰石裂变径迹分布形态总体具有单峰特征,部分具有双峰特征,平均径迹长度在10～13μm,标准偏差在1.5～2.5μm,反映了磷灰石在地质历史时期经历过较缓慢的冷却退火过程。样品的热史模拟结果显示,所有样品在进入部分退火带(PAZ)以后没有再经历明显的沉降埋藏,均表现为持续的隆升,但不同地区进入隆升期的先后次序不同。盆地东南缘的隆升起始时间在95～60Ma左右,即晚白垩世—古近纪,向北到达盆地边缘的时间为40～35Ma,为古近纪晚期。几乎所有的样品都具有晚期快速抬升的特点,抬升时限均在10Ma以内,多数小于5Ma,部分小于2Ma。从油气地质的角度看,川东南地区喜山期的强烈隆升一方面可能造成已有的气藏破坏,另一方面也可能有利于形成新的具裂缝性储层的岩性气藏或者水溶气气藏。     

珠江口盆地中——新生代热隆升格局的磷灰石和锆石裂变径迹反演

珠江口盆地作为南海北部陆缘典型的裂陷沉积区,是中国最大的中生代海相残留盆地之一,其构造-热演化对南海张开时限及华南构造格局有重要指示作用。在钻孔资料限定和地质格局约束下,文中综合运用磷灰石和锆石裂变径迹对珠江口盆地内钻孔基底花岗质岩石开展了低温热年代学研究,通过径迹年龄分析和径迹长度统计,反演了该区中—新生代基底构造-热演化历史,恢复了珠江口盆地多阶段热运动和基底隆升格局。研究表明,珠江口盆地基底花岗质岩石锆石裂变径迹表观年龄分布于131.7~97.9 Ma,多小于其成岩年龄。样品磷灰石裂变径迹表观年龄多集中在79.7~61.9 Ma,径迹长度变化于11.37~13.16μm,属中等长度,磷灰石裂变径迹多为"冷却"至"混合"类型。珠江口盆地基底热史反演存在明显区域性特点,南(西)部地区抬升记录早,新生代冷却速率相对较低。珠江口盆地基底晚白垩世以来隆升幅度在6km左右,主要发生在晚白垩世、古近纪神狐运动阶段、渐新世珠琼运动Ⅱ幕及南海运动阶段(26 Ma之前)。其中,南海运动表现出东早西晚的特点。基底抬升与盆地形成、红河断裂走滑相耦合。盆地基底的热演化历史为南海的演变历程研究提供了限定条件,是太平洋板块俯冲、印度-欧亚板块碰撞及南海构造运动的综合反映。     

库车盆地中新生代构造演化: 磷灰石裂变径迹证据

通过对库车河剖面14个样品磷灰石裂变径迹的测试, 研究了库车盆地及其源区的构造演化.根据表观年龄和地层年龄关系, 将结果分成8个退火样品和6个碎屑样品.退火样品年龄从北向南从136~93.7 Ma, 记录了构造发育自造山带向盆地扩展的运动样式.其中09dk-6, 09dk-7, 09dk-8和09dk-11未通过X2检验, 分析认为与后期构造活动有关, 分解得到最年轻的年龄组记录了库如力向斜, 捷斯德里克背斜和阿合断层分别在74.4 Ma、24.2 Ma和50.8 Ma的最新一期活动.碎屑磷灰石得到了250 Ma、160 Ma和100 Ma3个明显的静态峰.结合热模拟研究表明, 研究区存在250 Ma、160 Ma、100 Ma和20 Ma四期构造隆升, 是对亚洲南缘多期地体碰撞增生的响应.      

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。     

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。     

泰山新生代抬升的裂变径迹证据

对采自鲁西隆起泰山的16个样品进行了磷灰石／锆石裂变径迹分析。分析结果表明泰山在前新生代（晚元古代到晚白垩世）抬升缓慢，新生代以来抬升速度明显加快，共经历了48Ma、44～37Ma和23～20Ma三个抬升阶段，其中后两个阶段为快速抬升时期。新生代泰山快速抬升与济阳坳陷构造演化有着良好的隆-坳耦合关系，暗示44Ma之前鲁西隆起与济阳坳陷是一个相连的联合盆地，44～37Ma泰山的抬升将二者分开，抬升事件进而控制了坳陷中烃源岩的形成。新生代泰山抬升与渤海湾盆地及其周边山系的构造演化也存在对应关系。     

中吉天山隆升时代对比——裂变径迹年代学证据

中吉天山成矿带境内外天山在成矿时代、矿产种类、矿床规模等多方面存在重大差异。它们的成矿条件基本类似,是否因为保存条件的不同而产生这种差异值得关注。文章对采自吉尔吉斯斯坦北天山(境外西天山)的磷灰石样品进行了裂变径迹测试分析和温度-时间反演模拟研究,表明吉尔吉斯斯坦北天山在中新生代发生了四期抬升剥露作用,分别为晚侏罗世、晚白垩世、始新世和渐新世,且不同区域其抬升剥露史也不相同:晚侏罗世的抬升局限于伊塞克湖南岸的泰尔斯山脉,始新世的抬升主要发生在伊塞克湖南北两侧的泰尔斯山脉和昆格山脉,晚白垩世和渐新世的抬升为吉尔吉斯斯坦北天山整体抬升。与东部境内西天山对比表明,境内西天山整体隆升时间较早,历时较长,有可能隆升剥蚀程度超过境外西天山,从而造成了成矿方面的重大差异。     

中、新生代天山隆升过程及其与准噶尔、阿尔泰山比较研究

根据穿越天山地质剖面观察、系统裂变径迹(FT)测年年龄与热演化模拟结果分析,并综合前人研究结果,天山陆内造山带中、新生代主要经历2次明显的隆升事件,分别为晚侏罗世—早白垩世和中新世以来(25~0Ma)。从天山地区磷灰石FT年龄结果来看,主要记录了早期隆升年龄,但热演化模拟结果显示普遍经历了中新世以来的快速隆升。在天山北缘从盆山边缘的近25Ma开始隆升到前缘带的现今活动,表明天山陆内造山带在隆升的同时还逐渐“增生”扩展。系统研究和分析表明,东西准噶尔和阿尔泰地区则主要记录了晚中生代以来的持续隆升过程,新生代构造活动不明显或强度相对天山要弱。上述事实表明,天山及其中亚地区新生代的陆内活动是受喜马拉雅碰撞与青藏高原隆升的影响,具有向北渐弱的特征。     

青藏高原隆升过程的磷灰石裂变径迹分析方法

由于青藏高原新生代以来地表高程持续强烈抬升,在利用磷灰石FT年龄进行高原绝对隆升速率计算时应引入古地表高程参数,而通常使用的“径迹年龄-地形高差法”却没有考虑到不同时期的古地表高程问题。为此,笔者试提出高原隆升速率计算的“径迹年龄-海拔高程法”,即以同一参考质点(样品点)在不同时期的海拔高程差作为绝对抬升量,以绝对抬升量除以时间得出隆升速率。本文讨论了改进后方法与传统方法计算结果的差异及合理性。鉴于青藏高原的隆升具有明显的脉动性与幕式作用特征,多数情况下FT年龄可能大致代表构造抬升与剥露事件的年代。     

辽东凸起北段新生代隆升时间的确定:来自裂变径迹的证据

对取自辽东凸起北段凸起带和陡坡带的6个岩芯样品进行了磷灰石裂变径迹(AFT)测试并分析了裂变径迹特征,选定其中2个样品在约束条件下进行热史模拟。结果表明,辽东凸起北段新生代经历了距今50 Ma±孔店组沉积期末及距今24 Ma±的东营组沉积期末的2次构造隆升。通过对辽东湾坳陷东西部的沉积结构和控凹断裂对比可知,辽东湾坳陷一系列NE向隆起具有相似的发育机制。结合渤海湾盆地区域构造背景,推断辽东湾坳陷辽东凸起的形成是古近纪地幔热活动引起的伸展作用在孔店组沉积期末的构造响应,形式为拆离性质的翘倾断块;而辽东凸起的第二次抬升是受东营组沉积期末发生的区域性构造抬升运动影响的结果。     

Denudation history of the Snowy Mountains: Constraints from apatite fission track thermochronology

Apatite fission track thermochronology from Early Palaeozoic granitoids centred around the Kosciuszko massif of the Snowy Mountains, records a denudation history that was episodic and highly variable. The form of the apatite fission track age profile assembled from vertical sections and hydroelectric tunnels traversing the mountains, together with numerical forward modelling, provide strong evidence for two episodes of accelerated denudation, commencing in Late Permian—Early Triassic (ca 270–250 Ma) and mid‐Cretaceous (ca 110–100 Ma) times, and a possible third episode in the Cenozoic. Denudation commencing in the Late Permian—Early Triassic was widespread in the eastern and central Snowy Mountains area, continued through much of the Triassic, and amounted to at least ～2.0–2.4 km. This episode was probably the geomorphic response to the Hunter‐Bowen Orogeny. Post‐Triassic denudation to the present in these areas amounted to ～2.0–2.2 km. Unambiguous evidence for mid‐Cretaceous cooling and possible later cooling is confined to a north‐south‐trending sinuous belt, up to ～15 km wide by at least 35 km long, of major reactivated Palaeozoic faults on the western side of the mountains. This zone is the most deeply exposed area of the Kosciuszko block. Denudation accompanying these later events totalled up to ～1.8–2.0 km and ～2.0–2.25 km respectively. Mid‐Cretaceous denudation marks the onset of renewed tectonic activity in the southeastern highlands following a period of relative quiescence since the Late Triassic, and establishes a temporal link with the onset of extension related to the opening of the Tasman Sea. Much of the present day relief of the mountains resulted from surface uplift which disrupted the post‐mid‐Cretaceous apatite fission track profile by variable offsets on faults.     

利用锆石裂变径迹研究漠河盆地隆升过程

通过对漠河盆地内32件样品的锆石裂变径迹进行详细分析,锆石单颗粒径迹年龄最大值为143.9±18.7Ma,最小年龄为58±12.1Ma,峰值年龄为92~98Ma和132~138Ma。结合盆地断裂展布及大地构造背景,认为漠河盆地在95Ma和135Ma发生了2次强隆升过程。结合盆地断裂系统、构造特征及区域地质背景,认为自晚侏罗世以来盆地形成受到蒙古-鄂霍次克海碰撞关闭和古太平洋板块俯冲碰撞双重作用的影响,盆地中晚侏罗世(135Ma左右)处于南北向挤压背景,形成东西向展布的前陆盆地;白垩纪中期,盆地处于伸展构造背景,属东北(同)大陆裂谷系的一部分。白垩纪中晚期(95Ma左右),漠河盆地由拉张环境再一次变为挤压环境,盆地形成了又一次的强隆升过程。