燕山山脉隆升的动力学过程

本文应用热年代学方法,测定侵入体的热历史,进而分析燕山山脉的隆升过程。研究结果表明,燕山造山带的隆升过程在时空上具有明显非均匀性。燕山中段南部的盘山岩体约于226.48 Ma侵位,在96～35 Ma期间以3.45 C/Ma的速度冷却,对应于0.115 mm/a的快速隆升过程;燕山中段北部的雾灵山岩体约于132 Ma侵位,在86～45 Ma期间以5.61/Ma的速度冷却,对应于0.186 mm/a的快速隆升过程;燕山西段的云蒙山岩体约于143 Ma侵位,在106～103.95 Ma与20～     

大龙山岩体冷却史及其成矿关系的同位素研究

根据全岩Rb-Sr、锆石U-Pb和角闪石、黑云母、钾长石K-Ar同位素年龄综合测定结果,再造了安庐石英正长岩带中大龙山岩体的冷却史。矿物对氧同位素地质测温结果证实,扩散作用是控制同位素体系封闭的主导因素。假定岩体冷却与地温梯度(100℃/Ma)同步降低,以二维热模式为参照,可以推算出大龙山岩体的原始侵位深度约为8km,成岩温度为800±50℃。早阶段石英正长岩体在136Ma侵位结晶后开始快速的冷却上升,冷却速率为27.4℃/Ma,上升速率为0.27mm/a;经过约18Ma后,岩体上升至地下约3km深处,温度为300±50℃,转为缓慢冷却上升,冷却速率为6.3℃/Ma,上升速率为0.06mm/a.晚阶段碱长花岗岩体于117Ma侵位结晶,嗣后开始快速的冷却上升,冷却速率为58.6℃/Ma,上升速率为0.59mm/a;经过约8Ma后,岩体转为缓慢冷却上升,冷却速率为7.2℃/Ma,上升速率为0.07mm/a.结合对国内外其它深成岩体冷却历史的研究,可见这类岩体的侵位上升一般经历了两个阶段:(1)早期高温岩体快速上升至定位,冷却速率显着大于区域地温梯度降低幅度;(2)晚期低温岩体与区域地质体一起缓慢隆起上升,冷却速率与区域地温梯度降低幅度一致。对形成于大龙山岩体接触带的热液铀矿床进行了沥青铀矿U-Pb同位素年龄测定,得到的矿化时间与黑云母K-Ar体系的封闭时间相近。气液包裹体测温结果指示,矿化温度与黑云母的Ar封闭温度相一致;脉石矿物氧同位素组成研究得到,成矿流体为岩浆期后热液。因此,该热液铀矿床的形成与岩浆结晶分异及嗣后的岩体缓慢冷却密切相关。     

黑龙江省东部佳木斯隆起多期隆升剥露历史的热年代学研究

黑龙江省东部佳木斯隆起是佳木斯地块重要组成部分,经历了多期板块碰撞闭合事件的影响,对其隆升剥露历史的热年代学研究有助于加深对东北各地块的碰撞拼贴历史以及古亚洲洋东端构造演化的认识。本文通过对黑龙江省东部佳木斯隆起老平岗花岗岩岩体中的锆石LA-ICP-MS、独居石Th-U-Pb化学法(CHIME)以及(钾长石、黑云母)~(40)Ar-~(39)Ar法同位素年龄的测定,恢复了佳木斯隆起多期隆升剥露的构造热演化历史。研究结果显示佳木斯隆起晚三叠世之前主要存在三个隆升阶段,分别为早古生代早期(511~494Ma)和晚二叠世-中三叠世早期(260~240Ma)的快速隆升阶段以及期间的相对慢速隆升阶段。511~494Ma快速隆升阶段,冷却速率为11.76℃/Myr,隆升速率为0.294mm/a,17Myr隆升总幅度达5.00km,代表了佳木斯地块与松嫩地块的碰撞拼贴事件;494~260Ma相对慢速隆升阶段,冷却速率为1.51℃/Myr,隆升速率为0.038mm/a,234Myr隆升总幅度仅有8.80km;260~240Ma快速隆升阶段,冷却速率平均为8.44℃/Myr,隆升速度平均为0.211mm/a,20Myr隆升幅度平均达4.22km,该事件应与佳木斯地块与华北板块在晚二叠世-中三叠世的碰撞拼接事件有关。     

念青唐古拉花岗岩热演化历史和山脉隆升过程的热年代学分析

念青唐古拉山是青藏高原内部的重要山脉,主体由黑云母二长花岗岩组成,岩体内部发育不同类型的变质岩包体如Lgn、Ygn片麻岩和元古代（Pt）变质岩,岩体东西两侧发育伸展型韧性剪切带。对念青唐古拉黑云母二长花岗岩进行矿物对热年代学分析,良好地揭示了岩浆热演化历史和山脉隆升过程。通过单颗粒锆石离子探针测年,发现65．0～55．0Ma发生早期岩浆侵位事件,形成Lgn、Ygn花岗片麻岩包体;在18．3～11．1Ma期间,在约11km深度的Lgn、Ygn下方发生大规模岩浆侵位和结晶成岩事件,形成念青唐古拉黑云母二长花岗岩（NG）。在11．1～9．3Ma期间,念青唐古拉花岗岩发生快速冷却和隆升过程,平均降温速度约222．2℃／Ma,对应的平均差异隆升速率为5．56mm／a;在9．3～8．6Ma期间,念青唐古拉花岗岩继续发生差异隆升和快速降温,平均降温速率为142．8℃／Ma,对应的差异隆升速率为3．57mm／a;在8．0～5．0Ma期间,念青唐古拉山区发生伸展型韧性剪切变形,导致念青唐古拉花岗岩快速隆升,平均差异隆升速率为3．50mm／a;在5．0～3．7Ma期间,念青唐古拉花岗岩继续发生构造隆升,平均降温速率约92．3℃／Ma,对应的平均差异隆升速率为2．31mm／a。自3．7Ma以来念青唐古拉花岗岩平均降温速度达27．0℃／Ma,平均抬升速度达0．68mm／a。念青唐古拉岩浆集聚、NG花岗岩侵位与INDEPTH-Ⅱ地震深反射亮点揭示的地壳局部熔融存在动力学成因联系,导致上地壳伸展构造变形、NG花岗岩缓慢冷却和念青唐古拉山脉快速隆升。     

房山岩体构造-热演化:来自(U-Th)/He年龄的约束

房山岩体位于华北克拉通北缘,明确其中-新生代的隆升剥露过程及构造演化史可以为华北克拉通的构造演化提供有力证据.运用锆石裂变径迹、磷灰石（U-Th）/He及锆石（U-Th）/He等构造热年代学研究方法,综合房山岩体高、中、低温热年代学资料,重建了房山岩体的构造-热演化历史,并根据不同矿物的封闭温度差（ΔT）和与之对应冷却年龄差（Δt）的关系,计算侵入岩体在不同构造热演化阶段的抬升冷却速率,分析了岩体隆升速率的变化特征,结合前人研究成果进一步探讨了房山岩体隆升过程的基本特点.研究表明,房山侵入岩体构造热演化分为4个阶段:（1）130.0~123.5 Ma,侵位岩浆结晶-固结阶段,岩体平均冷却速率高达88.46 ℃/Ma;（2）123.5~56.0 Ma,岩体相对缓慢冷却阶段,平均冷却速率为0.74 ℃/Ma,平均隆升速率为29.6 m/Ma;（3）56~35 Ma,岩体相对快速冷却阶段,平均冷却速率为6.90 ℃/Ma,隆升速率为276.0 m/Ma;（4）35 Ma以来,岩体相对缓慢冷却阶段,平均冷却速率为1.0 ℃/Ma,隆升速率为40.0 m/Ma,构造趋于稳定.结合区域构造动力学环境的研究,分析了房山岩体构造热演化可能的动力学成因,认为房山岩体阶段性抬升冷却可能与华北克拉通东部太平洋板块的俯冲作用、南北两侧陆内俯冲造山作用和西南部印度-欧亚大陆碰撞、青藏高原隆升等远程构造挤压有关.房山岩体的形成及相对快速抬升冷却阶段分别对应于华北克拉通两期重要的破坏高峰.      

磷灰石裂变径迹研究新疆阿尔泰山南缘剥露历史及古地形再造

本文应用裂变径迹技术对阿尔泰地区13个磷灰石裂变径迹样品进行分析研究,揭示了该地区的隆升剥露历史,并进行了古地形再造.热历史演化模式具有3个阶段的特征:①约120～80 Ma至70 Ma,温度较高,处于磷灰石裂变径迹退火带底部温度,主体高于100℃,晚白垩世末期和早第三纪初期,阿尔泰地区构造运动不明显,仅有微弱的升降运动,均夷作用显著;②从80～70 Ma至30～20 Ma,快速冷却,温度由85～75℃降至35～30℃,晚第三纪,自中新世起,特别是中新世中晚期,由于喜马拉雅运动的影响,块断升降运动较为加强,山区上升,盆地相对下降;③从约30～20 Ma至现今,缓慢冷却,温度由35～30℃降为现在的地表温度(平均20℃).三阶段隆升速率分别为0.025 mm/a,0.027 mm/a和0.02 mm/a;隆升幅度分别为1.14 km,1.34 km和0.43 km.地表隆升幅度变化于634～2394m之间.区内平均剥蚀量为2168m,平均隆升量3318m,二者之差1150 m便是现在的平均高程.     

安徽绩溪伏岭岩体隆升时代的磷灰石裂变径迹证据

安徽绩溪伏岭岩体位于安徽省南部、黄山花岗岩体的东部。伏岭岩体裂变径迹（AFT）热年代分布于51±5～68±7 Ma之间,围限径迹长度为11.9～12.9μm。岩体形成之后,所在山系经历了速率波动较大的隆升过程,至55 Ma期间为一加速隆升过程,到55 Ma时速度达到最大的73 mm/ka;随后速度减缓,54 Ma左右时的平均抬升速率为60 mm/ka;54～51 Ma间又是一个快速加速隆升时期,到51 Ma时,速度达到70 mm/ka。研究区具有三个主要的冷却剥露阶段：130～116 Ma左右,冷却速率约为1.34℃/Ma;70～60 Ma左右,进入第二个较为快速冷却阶段,冷却速率约为25℃/Ma;在7～8 Ma左右发生突然加剧冷却事件,持续至今,速率达到8℃/km。总体来说,伏岭岩体经历了速率逐渐增加的冷却过程。由于黄山山体与伏岭岩体在大地构造位置、岩性特征及侵入时间上具有很大的相似性,二者的隆升时代、速率以及抬升剥蚀量是大致相当的。     

昆仑山南部西大滩盆北花岗岩的年龄与热历史

对南昆仑缝合带中段西大滩盆北花岗岩,应用不同的年代学方法,测定岩浆结晶时代和构造热事件年龄,分析构造地貌演化过程。应用离子探针方法,测出西大滩盆北花岗岩的锆石U-Pb同位素年龄为196.4- 212.1 Ma,平均年龄204.1±2.6 Ma,代表岩浆侵位结晶时代。西大滩盆北花岗岩的黑云母K-Ar和Ar-Ar同位素年龄为134.47-145.3 Ma,指示晚期韧性剪切变形时代。应用矿物对热年代学方法,揭示出204.1-134.47 Ma、57. 67-26.0 Ma、26 Ma以来3期构造热事件,降温速率分别为6.46℃/Ma、4.91℃/Ma、3.84℃/Ma,对应的隆升速率分别为0.21 mm/a、0.16 mm/a、0.13 mm/a;说明134.47-57.67 Ma为缓慢降温和剥蚀夷平时期,对应的降温速率为0.64℃/Ma、差异隆升速率为0.02 mm/a。结合磷灰石裂变径迹测年和风火山群、五道梁群挤压缩短时代、区域伸展走滑起始年龄资料,推断昆仑山南部新生代山脉快速隆升发生于渐新世-中新世早期,估算隆升速率达0.26 mm/a。     

华南武功山中生代花岗岩体热史及隆升机制研究

根据全岩Rb－Sr和黑云母、钾长石、全岩K－Ar、磷灰石裂变径迹同位素年龄测定结果,结合地质构造证据,分析了华南武功山花岗岩体的冷却历史。假定岩体冷却和地温梯度降低同步,估算出武功山中生代岩体的原始侵位深度为6km。在岩浆冷却过程中,岩体冷却上升速率逐渐降低。该岩体在180．8Ma。热侵位结晶,以较快的速率冷却上升,冷却速率为10．7C／Ma。,上升速率为0．11mm／a。经过28Ma后,岩体上升至地下约3km深处,转为缓慢冷却,平均冷却速率为1．7C／Ma,平均上升速率为0．02mm／a。最后对武功山地区晚中生代构造演化过程、热演化模式及其大地构造意义进行了讨论。     

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.      

Thermal Evolution of Plutons and Uplift Process of the Yanshan Orogenic Belt

Thermochronological dating was used to study the thermal evolution of the Mesozoic plutons and uplift history of the Yanshan orogenic belt. The results show that the cooling history of the plutons is complicated, corresponding to the inhomogeneous uplift process of the Yanshan orogenic belt. The Panshan granite cooled fast during 226.48-204.95 Ma at a rate of 10.22℃/Ma after its emplacement at a depth of about 10 km, and its fast uplift occurred in about 96-35 Ma at an average rate of 0.115 mm/a. The Wulingshan pluton cooled fast during 132-127.23 Ma at a rate of 94.34℃/Ma, and its rapid uplift occurred in 86-45 Ma at an average rate of 0.186 mm/a. The Yunmengshan granite cooled fast during 143-120.99 Ma at a rate of 19.51℃/Ma, and its rapid uplift occurred in 106-103.95 Ma and 20-0.0 Ma at a rate of 1.06 mm/a and 0.15 mm/a respectively. The Sihetang granite-gneiss uplifted rapidly since 13 Ma at an average rate of 0.256 mm/a. The Badaling granite uplifted rapidly since 6 Ma at an average rate of 0.5     

广西大厂笼箱盖复式岩体的LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

广西大厂矿田中部的笼箱盖岩体是一个多期次侵入的复式岩体,尽管前人对其中个别阶段岩体进行过年龄精测,但迄今还没有对多期岩体进行过系统的年代学精测。本文在运用阴极发光技术对岩体中锆石进行细致的内部结构分析的基础上,利用LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb原位定年方法,系统测定了岩体中单颗粒锆石的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄,结果显示出,笼箱盖复式岩体形成经历了103.8~102Ma、96.6~93.86Ma、90.1~85.1Ma 3期活动,其中96.6~93.86Ma为主体形成时期,其第一阶段形成中细粒含斑黑云母花岗岩(96.6±2.5Ma)、细粒含斑的黑云母花岗岩(94.3±2.2Ma),第二阶段形成中细粒等粒状黑云母花岗岩(96.1±2.0Ma),第三阶段形成似斑状黑云母花岗岩(93.86±0.84Ma)。这些岩体之间界限清晰、无明显冷凝边,说明岩浆活动是一种连续的脉动过程。大厂矿田的锌铜矿体、锡多金属矿体的形成主要与笼箱盖复式岩体的第二期岩浆活动密切相关,成矿过程在短暂时间完成。笼箱盖复式岩体的形成时期与中国东部110~80Ma大规模成矿过程是吻合的,成岩成矿作用可能与岩石圈伸展作用有关。     

豫南团山花岗岩LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

豫南团山花岗岩是灵山岩体的一个独立单元,具有含斑细粒黑云二长花岗岩和细粒黑云二长花岗岩两种岩性,是在灵山序列主岩浆期后形成的第一个补充期产物,也是最大规模的补充期产物,基本代表了灵山花岗岩的形成年龄下限。为了限定此年龄和研究灵山岩体与紧邻的肖畈小岩体的关系及其形成的构造背景,对团山花岗岩的两种岩石进行锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb年龄测试,并结合前人研究成果综合论述了团山花岗岩的基本地质特征。测试结果显示团山独立单元两种岩性的形成时间分别为129.90±0.63 Ma(MSWD=0.78)和129.92±0.61 Ma(MSWD=0.74),两种岩性形成时间基本一致。灵山岩体晚于肖畈岩体近10 Ma形成,推测两者为两期不同的岩浆活动产物。灵山及其附近早白垩世花岗岩体均具有与区域韧性断裂带形迹方向基本一致的北西-北西西轴线和接触界线,可作为扬子板块与华北板块碰撞事件和断裂事件的岩浆活动响应的证据。此外,通过分析收集到的灵山岩体年龄测试数据发现灵山岩体的形成年龄集中分布于95～110 Ma、120～135 Ma,推测灵山岩体在形成过程中可能经历了两次大的岩浆活动。     

Incremental emplacement and syn-tectonic deformation of Late Triassic granites in the Qinling Orogen: Structural and geochronological constraints

Granitoids are important components of major orogenic belts, and provide important information about the regional geodynamic evolution. The emplacement mechanism of granite plutons and its relationship with regional tectonics has long been discussed, although it still remains debated. The Qinling Orogen within the Central China Orogen was marked by the emplacement of numerous Late Triassic granitic plutons. Although the petrology, geochemistry and geochronology of these intrusions have been addressed in various studies, their tectonic setting remains controversial, particularly since the structural aspects not been evaluated in detail. In this study, we attempt to reconstruct the emplacement process of the Late Triassic Dongjiangkou pluton in the South Qinling Belt. Field observations show extensive syn-plutonic deformations both in the pluton and its contact zones. Microstructural observations demonstrate that fabrics in the pluton were mainly acquired during submagmatic flow to high-T solid-state deformation. Zircon U–Pb ages reveal that the pluton is a composite intrusion which is composed of two juxtaposed small plutons with distinct ages (~210 Ma and ~200 Ma). Al-in-hornblende thermobarometer indicates that the pluton was formed at depths ranging from 4.7 km to 8.8 km, with an increasing depth trend from the inner unit to the outer unit. Distribution of the internal fabrics shows two concentric patterns which are concordant with pluton margins at the pluton scale and were probably induced by the regional sinistral transpression. Integrating these analyses, an incremental emplacement model is proposed for the syn-tectonic pluton. This model not only solves the ‘room problem’ but also accounts for the zoned petrological features of the pluton. Combined with previous studies, we suggest that the Late Triassic granite plutons in the Qinling Orogen were emplaced under a syn-collisional convergence setting, and that the granite magmatism was probably controlled by regional tectonics. Additionally, the incremental emplacement model may be a common mechanism for the Late Triassic granite plutons.     

低温热年代对黄陵隆起中新生代古地形的约束

低温热年代技术已经广泛应用于造山带的剥露作用和古地形演化的研究。本文对黄陵隆起进行了裂变径迹和(U-Th)/He热年代学研究,分析计算其隆升剥露速率和厚度,恢复黄陵隆起中新生代古地形。依据岩石样品冷却历史计算出的剥露速率以及剥露厚度结果,综合黄陵隆起现今地形起伏,均衡回弹作用以及古海平面变化情况,获得了黄陵隆起早侏罗世、早白垩世、晚白垩世、晚始新世以及现今5个时期的古地形变化情况。结果表明黄陵隆起地形表现为持续降低的趋势,并存在两期剧烈的隆升剥露阶段。分析认为,白垩纪(140~80 Ma±),黄陵隆起的快速隆升剥露作用与秦岭大别造山带大规模的挤压作用密切相关,晚始新世以来(40~0 Ma)黄陵隆起的快速抬升剥露作用则是对喜山期构造运动的响应。     

Geochronology and Geochemical Characteristics of the Early Mesozoic Tangquan Pluton in Southwestern Fujian and Its Tectonic Implications

The Tangquan granodioritic pluton in Dalian County, southwestern Fujian, China, which extends in a NE direction with an exposed area of about 130 km2, used to be considered a product of Early Cretaceous magmatism. The present study suggests for the first time that the pluton was formed in the Early Jurassic by using multiple methods for isotopic dating, which give zircon U-Pb ages of 186.8 Ma and 179.0 Ma, Rb-Sr isochron age of 162.02±4.5 Ma, and biotite 40Ar/39Ar plateau age of 158.1±0.7 Ma. The cooling rate for the pluton was relatively low (4.76℃/Ma) during the early stage (183-162 Ma) because of the compressional environment. It was emplaced in a higher cooling rate (50℃/Ma) in an extensional environment during the later stage (162-158 Ma). The granodiorites are metaluminous-peraluminous, relatively enriched in Na2O and depleted in K2O, and characteristic of I-type granites of crust-mantle mixed sources. They are moderately enriched in Rb, Th, Hf and LREE, and depleted in Ti, Nb, Ta and Sr, and     

新疆东准噶尔北部青格里河下游花岗岩类的时代及地质意义

选取新疆东准噶尔北部青格里河下游一带乌图布拉克、阿热勒托别和哈旦逊岩体等具一定规模的3个代表性岩体,通过全岩Rb-Sr等时线同位素定年,确定了研究区内玛音鄂博断裂南侧花岗岩类的形成时代分别为(334.1±9.5)M a、(300±9)M a和(280±12)M a,其初始87Sr/86Sr比值分别为0.704 33、0.704 35和0.703 84。结果表明研究区内花岗岩分别形成于华力西中晚期的不同阶段。乌图布拉克岩体形成于早石炭世,为碰撞造山作用晚期的钙碱性花岗岩,可能是早泥盆世富Nb玄武岩部分熔融的产物;结合前人厘定的板块俯冲时间(408~376 M a),推测西伯利亚板块与哈萨克斯坦—准噶尔板块的碰撞时限为376~334 M a。阿热勒托别岩体形成于后碰撞拉张环境,可能是形成于岛弧环境的中基性火山岩部分熔融的产物;哈旦逊岩体虽然也形成于后碰撞拉张环境,但拉张程度更高,属于与岩浆底侵作用有关的花岗岩类。     

Inversion of topographic evolution using low-T thermal history: A case study from coastal mountain system in Southeastern China

The topographic evolution of a mountain system provides key information for understanding surface processes. We present a new and relatively simple method to reconstruct two-dimensional paleotopography composed of two steps: (1) construction of thermal history using low-temperature thermochronological data and (2) conversion of the thermal history into topographic evolution. A new computer program “Low-T Topo” was developed to perform the suggested conversion of thermal history to paleotopography. This approach, when applied to the coastal mountain system (CMS) in Southeastern China, suggests an uneven topographic evolution along the Changting-Zhangzhou section since the Late Cretaceous. According to our modeling, the SE segment of the section was higher (maximum peak elevation = ~3.8 km) than the NW segment (~3.4 km) during ~80–50 Ma. The modeling also suggests that both the SE and NW segments experienced an initially higher exhumation rate of ~0.14 km/Myr at 80–70 Ma, which steadily decreased to about 0.03 km/Myr at 40 Ma. Since then, exhumation rates stayed relatively low (≤~0.05 km/Myr). The elevation reduction in the CMS since the Late Cretaceous played an important role introducing the warm and humid Pacific air to the inland.