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。     

青藏高原东缘甘孜地区新生代隆升过程之磷灰石裂变径迹证据

通过青藏高原东缘甘孜地区7件砂岩磷灰石样品裂变径迹分析,取得了测试样品的表观年龄,运用模拟退火法对所有样品进行了热史模拟,获得了样品的热演化史;分析出甘孜地区在新生代古近纪以来经历了相似的构造演化过程,强构造隆升阶段分别发生在古近纪46~30 Ma间和新近记9 Ma以来,平均抬升速率和平均抬升量分别为1261 m/Ma、2634 m和388 m/Ma、1043 m;甘孜地区构造隆升具有不平衡性、阶段性、地区性差异,冷却速率、抬升速率和抬升幅度也存在偏差。     

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.     

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。     

大巴山中-新生代隆升的裂变径迹证据

大巴山中-新生代隆升作用的研究不仅对全面认识秦岭造山带的演化具有重要的意义,而且对川东北地区的油气勘探也具有重要的指导意义.对采自大巴山地区的18个样品进行了磷灰石裂变径迹测年及热历史模拟分析.分析结果表明大巴山自白垩世120～110Ma开始隆升,表现为持续的隆升过程,经历了快速隆升→平稳→加速隆升3个阶段,并且随着大巴山由北东向南西构造的扩展变形,隆升年龄表现出阶段性递进年轻的特点.大巴山120～110Ma的快速隆升冷却事件是秦岭造山带白垩世区域性隆升剥露作用的体现.随后大巴山进入了一个构造相对稳定的阶段,样品滞留在部分退火带中.10～6Ma以来大巴山加速隆升,这一构造事件是青藏高原东部边界向东扩展的响应.     

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.     

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。     

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.      

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.     

东天山地区中—新生代隆升-剥露过程:来自磷灰石裂变径迹的证据

前人已经对西天山及邻区以及阿尔金断裂带进行了大量中—新生代隆升-剥露的研究工作,但对东天山地区的研究工作很少。天山造山带中—新生代期间的隆升-剥露过程是否具有均一性,目前仍没有确切的认识。为了获得东天山地区中生代以来的隆升-剥露信息,对吐哈盆地东南缘雅满苏地区磷灰石裂变径迹进行了研究。研究表明,在不同构造位置采集的花岗岩、砂岩、火山岩样品年龄集中分布在81~53Ma,样品年龄记录了东天山地区晚白垩世—古新世发生的冷却事件。磷灰石裂变径迹平均长度为13.60~14.36μm,接近于磷灰石初始径迹长度约14.5μm,表明径迹形成后没有发生过明显的退火作用。根据地温梯度计算得到东天山晚白垩世以来的平均隆升速率约为4.31×10-2 mm/a。进一步的热史模拟表明,晚白垩世—古新世(80~50Ma)期间东天山地区经历了一次隆升-剥露事件;始新世以后(50 Ma),东天山地区地壳处于稳定状态,东天山隆起带现在的构造面貌基本继承了中生代的特征。     

准东构造隆升对砂岩型铀成矿作用的制约:磷灰石裂变径迹证据

通过实测磷灰石裂变径迹方法,并结合前人研究结果,分析了准东构造隆升特征,探讨了其与地层沉积、构造响应及对砂岩型铀成矿的制约.研究表明,210~180 Ma,准东缘卡拉麦里地区持续隆升遭受剥蚀,而卡拉麦里山北部奥克什山地区隆升-剥蚀时间相对较晚,于160~80 Ma快速隆升,该期快速隆升控制了五彩湾-老君庙-将军庙与卡姆斯特地区沉积地层发育、古水流方向、区域不整合与构造掀斜等,从而控制着2个地区的砂岩型铀矿成矿条件.五彩湾-老君庙-将军庙地区下侏罗统物源充足、砂体与氧化发育,是该地区主要找矿目的层,而卡姆斯特地区随着晚侏罗世-晚白垩世,盆地东北部奥克什山乃至青格里底山的隆升,增加了物源供给,下侏罗统沉积地层在该地区表现出了更好的成矿潜力.      

青藏高原东部中新生代差异隆升的热年代学证据

为定量分析青藏高原东北部中新生代以来构造隆升时序及特征,笔者开展了磷灰石和锆石裂变径迹年龄测试。结果表明：研究区磷灰石裂变径迹年龄为(66±9)～(4.3±1) Ma,锆石裂变径迹年龄为(187±11)～(69±4) Ma,东北部及东部裂变径迹年龄值较大;研究区西北缘构造隆升较早(200～160 Ma),东南部隆升相对较晚(140～30 Ma),西(南)部构造隆升最晚(90～10 Ma),新近纪之后则整体进入构造隆升;岩石冷却速率和剥蚀速率广元—江油一带西侧较高,红原—文县一带南侧更高,理县附近最大,分别为23.26℃/Ma和0.78 mm/a,这种分区差异性主要受多条区域性大型断裂带制约。     

鄂尔多斯盆地东北部差异隆升过程裂变径迹分析

基于磷灰石裂变径迹(AFT)的分析方法,探讨鄂尔多斯盆地东北缘差异隆升过程及其隆升强度,为鄂尔多斯盆地东北缘(晋西挠摺带府谷—吴堡区段)构造演化历史及其与多种能源矿产耦合关系提供新的认识。不同构造单元及其不同层系样品的AFT分析表明:研究区北段府谷—兴县地区构造抬升相对较早,且经历了白垩纪晚期(86~56Ma)和古近纪(44~37 Ma)两次隆升过程,平均隆升速率分别为24.5 m/Ma和41.8 m/Ma;研究区中段紫金山地区抬升相对较晚,主控构造事件发生在晚白垩世末期—古近纪早期(68~56 Ma)和古近纪中晚期(35 Ma),平均隆升速率分别为48.8 m/Ma和49.2 m/Ma;研究区南段临县—吴堡地区抬升最晚(35~21 Ma),平均隆升速率为73.9 m/Ma。因此,鄂尔多斯盆地东北缘晚白垩世以来的差异隆升过程具有北段抬升早、中段抬升相对较晚和南段抬升更晚的特点,南北区段统一的强烈构造抬升活动主要发生在古近纪以来的晚近时期,且构造隆升强度由南向北逐渐减弱。结合已有的成矿(藏)年代学资料分析表明,鄂尔多斯盆地东北缘关键构造事件及其隆升强度与多种矿产耦合成矿(藏)事件关系密切,构造事件与成藏(矿)事件呈现出显著的协同耦合特点。     

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。     

嘉黎断裂带两侧晚新生代差异隆升的磷灰石裂变径迹纪录

对嘉黎断裂带两侧的磷灰石裂变径迹年代学测试表明,断裂带北侧的磷灰石裂变径迹年龄在5.6~11.7Ma之间,属中新世晚期;断裂带南侧的磷灰石裂变径迹年龄明显较小,6个样品中有5个样品的磷灰石裂变径迹年龄在4.0~5.9Ma之间,属上新世早期.嘉黎断裂带北侧5.6~11.7Ma期间的隆升速率为0.07~0.09mm/a.5.8Ma以来平均剥露速率为0.50mm/a,平均隆升速率1.33mm/a.断裂带南侧4.7Ma以来平均剥露速率为0.62mm/a,平均隆升速率1.68mm/a.两侧样品都反映上新世以来有较强烈的隆升作用,并且南侧比北侧隆升作用更强烈.     

黄陵隆起中-新生代隆升作用的裂变径迹证据

通过对8个样品磷灰石裂变径迹年龄和3个样品锆石裂变径迹年龄的测定以及时间-温度热演化历史的反演,研究黄陵隆起中新生代的隆升作用过程,结果表明：黄陵隆起自晚三叠世200Ma开始隆升,表现为持续的隆升过程,经历了4个阶段：200Ma～160Ma±的缓慢隆升冷却作用阶段;160Ma～98．4Ma的快速隆升冷却阶段,岩体进入磷灰石部分退火带中;之后进入了一个构造相对稳定的阶段,样品滞留在部分退火带中;随后36．7Ma～28．4Ma以来,再次快速隆升剥蚀冷却。两次快速的隆升作用指示了中扬子地区两次强烈的构造活动和构造变革。作为印支期以来持续的古隆起,黄陵隆起周缘地区是中扬子地区海相油气运聚有利的指向区。     

塔北中新生代构造演化与砂岩型铀成矿作用关系——来自磷灰石裂变径迹的证据

塔里木盆地北部萨瓦甫齐及塔里克地区4个样品的磷灰石裂变径迹测年以及热史反演结果显示,两个地区的隆升时代不同,其中萨瓦甫齐地区裂变径迹年龄为3．5～3．9Ma,而塔里克地区的裂变径迹年龄为53～59Ma。热史分析揭示出岩体至少记录了自晚白垩世以来的3个显著冷却阶段。同时,结合前人对塔北中新生代隆升剥蚀研究结果,重点对塔北地区中新生代构造隆升阶段进行了详细研究与划分,结合新疆中新生代砂岩型铀成矿年龄,提出了对塔北地区中新生代构造演化与砂岩型铀成矿作用的新认识。     

藏北唐古拉山木乃花岗岩地壳隆升的裂变径迹证据

应用磷灰石裂变径迹定年,对出露于青藏高原腹地羌塘地体唐古拉山中央隆起带北坡不同高程的木乃花岗岩进行了系统的裂变径迹测年,分别获得（66．9±10．9）Ma,（66．7±16．1）Ma,（65．2±9．9）Ma,（55．8±5．4）Ma和（55．6±7．5）Ma等中值年龄;部分磷灰石裂变径迹年龄与花岗岩体的形成年龄（67．1±2．0）Ma相当,这从另一角度证明了唐古拉山木乃花岗岩形成于白垩纪末期的事实。根据青藏高原羌塘地体的古地温梯度为2．45℃／100m～2．68℃／100m,磷灰石冷却温度为110℃,求得的木乃花岗岩浆成岩深度为4100m～4500m,木乃花岗岩的平均剥蚀速率为0．061mm／a～0．081mm／a,据此推算出藏北唐古拉山木乃地区的在中生代末以来的地壳隆升幅度至少在9550m～9950117．以上．     

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。