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。     

中新世以来吕梁山及邻区构造——沉积演化

裂变径迹研究显示中新世早期(23±3Ma)现今吕梁山及周缘地区发生了一次整体性快速隆升。中新世晚期(约8Ma前),吕梁山前、鄂尔多斯盆地及东部宁武—沁水盆地结束了长期剥蚀历史,开始广泛接受新生代沉积。沉积物的垂向叠置关系及横向展布特征显示:8.35～6.7Ma为吕梁山快速差异隆升期,在山前(东西两侧)堆积了冲积扇相芦子沟组砾岩层,暗示了吕梁山已经地貌上成山;与此同时地势相对平坦且摆脱地表水流影响的鄂尔多斯盆地广泛堆积了风尘堆积—红黏土(保德组)。中新世晚期—早更新世早期(6.7～1.8Ma),吕梁山西部山前及鄂尔多斯地区整体缓慢隆升,堆积了新近纪保德组上部、静乐组红黏土及早更新世午城组黄土—古土壤序列。受西部六盘山快速抬升作用影响,鄂尔多斯西部抬升速率略高于东部,于早更新世中期(1.8～1.4Ma)形成现今西高东低的地势格局和南北向晋陕谷地,进而黄河及其支流顺流而下。中更新世以来,鄂尔多斯地区沉积与抬升并重,最终形成现今黄土高原。吕梁山以东的沁水盆地中新世演化史与西部相似,上新世起盆地开始断陷,汾河地堑开始形成。断陷一直持续到早更新世,自下而上依次沉积了下土河组、小白组、大沟组、木瓜组湖相地层,盆地边缘则持续抬升堆积了静乐组和午城组风成堆积。中更新世以来,断陷结束,盆地整体抬升。     

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。     

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。     

碧口地块东-北缘中、新生代构造隆升及演化：来自磷灰石和锆石裂变径迹的证据

青藏高原具有复杂的构造演化特征,该地区自中、新生代以来的构造隆升和构造演化机制一直是地质研究的热点。为精细刻画青藏高原板块、华北板块和华南板块之间的拼合关系及差异性隆升特征,对位于青藏高原东北端的碧口地块进行了磷灰石和锆石裂变径迹测试,以及热史模拟和岩石冷却速率计算。结果锆石和磷灰石裂变径迹年龄分别在（118±5～265±29）Ma和（29.0±2.7～54.0±7.0）Ma之间;碧口地块东北缘及北缘冷却速率接近,在3.125～3.448 ℃/Ma之间,东缘冷却速率相对较低,为2.041～2.273 ℃/Ma。结果表明,中、新生代以来,碧口地块及其周缘总体上经历了持续隆升过程,但不同地区隆升特征具有差异性：碧口地块北侧在早、中侏罗世（151±7）Ma经历了构造挤压和隆升过程;东部相对较晚,在晚侏罗世（143±11）Ma经历了构造隆升阶段;东北端在早白垩世才与华北板块拼接并进入持续构造隆升阶段。进入古近纪（54.0±7.0）Ma隆升阶段,即始新世早期后,碧口地块东缘在始新世中后期（44 Ma）开始发生构造隆升,北缘自渐新世中晚期（29～32 Ma）开始发生显著的构造隆升。上述区域在10 Ma（中新世晚期）共同进入快速隆升阶段。     

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。     

缅甸中央盆地北部新生代隆升的裂变径迹证据

缅甸中央盆地北部新生代隆升作用的研究,不仅对全面认识西缅地块的演化具有重要的意义,而且对该地区的油气勘探也具有重要的指导意义.对采自研究区的2个碎屑岩样、1个钻井基底样品进行了磷灰石裂变径迹测年及热历史模拟分析.在弧前钦敦坳陷西缘冲断带、东缘冲起带和西缅岛弧带获得了逐渐变年轻的裂变径迹年龄（分别是70.6±9.3 Ma、53.4±7.5 Ma和22.7±3.0 Ma）,表明缅甸中央盆地北部在空间上存在自西向东的递进变形过程.磷灰石的热历史模拟分析显示,缅甸中央盆地北部自晚白垩世（80±1 Ma）开始,经历了隆升→快速隆升→平稳→缓慢隆升4个阶段.缅甸中央盆地29~20 Ma的快速隆升冷却事件是缅甸北部区域性隆升剥露作用的体现;4 Ma以来缅甸中央盆地缓慢隆升,这一构造事件是印度板块向东挤压碰撞作用的响应.研究表明缅甸中央沉积盆地的空间发育演化与递进式构造变形（隆升）是新特提斯洋/印度洋岩石圈在新生代期间向西缅地块下的多期次俯冲的直接响应.      

青藏高原循化、临夏和贵德盆地新近纪沉积充填 速率演化及其对构造隆升的响应

通过对青藏高原东北部循化盆地、临夏盆地和贵德盆地沉积相和沉积充填速率演化的对比分析,提出研究区新生代4个构造隆升阶段。①渐新世晚期—中新世早期(25～20Ma),3个盆地沉积相和沉积速率的变化表明青藏高原新生代向北东的增生作用在渐新世已抵达西秦岭北缘地区,同时,22Ma拉脊山强烈隆升,区域上整体地势差异不显著。②中新世中期(17～13Ma),随着高原东北缘盆山耦合的相互作用,湖盆进一步扩张,14Ma左右积石山的隆起及西秦岭、拉脊山的持续隆升,使得研究区转变为盆地周缘型。③中新世晚期(11～6Ma),8Ma左右沉积相的转变、沉积速率的增大及不整合面的存在,都说明高原在该段时间内存在强烈的构造隆升活动,裂变径迹热年代学证据反映的构造隆升与沉积响应也是一致的。④上新世(5Ma以来),沉积速率继续增大,区域上地势差异增强,湖盆逐步萎缩消亡。     

孙吴-结雅盆地沉降-隆升演化史分析

位于松辽盆地东北部的孙吴—结雅盆地是横跨黑龙江的中、新生代断坳叠置型陆相残留盆地,具有良好的油气前景,目前实际油气勘探程度较低。为揭示该地区中、新生代盆地的构造及演化特点,笔者在孙吴—结雅盆地3个主要断陷内,利用4口钻井资料进行了地层的精确划分与对比,恢复各时代地层的沉降--隆升史曲线。研究表明,自晚侏罗世晚期形成以来,盆地经历了3次沉降和2次隆升。盆地所经历的2次较大规模的隆升年代分别为103.4～93.9 Ma和42.3～23.0 Ma(北部为33.9 Ma),其后期隆升时间明显长于前期,隆升幅度也大于前期。盆地的主体沉积形成时间为109.8 Ma。孙吴—结雅盆地的形成与演化经历伸展断陷、构造反转、整体坳陷、晚期反转和差异升降等5个阶段,造就了现今盆地的下断上坳、隆坳相间的盆地基本构造结构和格局。     

鄂尔多斯盆地构造与多种矿产的耦合成矿特征

多种能源矿产共存富集的盆地动力学问题正在成为地质学家期待解决的前缘科学问题。鄂尔多斯盆地是在古生代华北克拉通盆地基础上发育形成的中新生代多旋回沉积盆地,盆地构造与多种能源矿产时空配置关系的研究表明,油-气-煤-铀等多种沉积能源矿产虽然赋存于盆地的不同构造单元和古生界至中生界的不同地质层位,但它们在空间分布和成矿时间上却表现出相互关联,共存富集的统一性,促使它们统一成矿、共存定位的峰值时代主要发生在盆地重大变革的燕山中晚期(140~120Ma±)和后期改造过程的早喜山期(60Ma±),明显受控于盆地中新生代的构造演化关键时期的构造转换及其耦合成矿作用。因此,探索研究鄂尔多斯盆地不同演化阶段的古构造面貌、关键变革时期的构造应力场环境及其叠加转换关系,有助于客观认识多种能源矿产共存富集可能受控的统一构造动力学环境及其耦合成矿效应。     

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.      

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。     

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。     

中生代鄂尔多斯盆地陆源碎屑成分及其构造属性

运用区域沉积-构造背景分析与陆源碎屑成分判别构造环境相结合的综合研究方法,在对鄂尔多斯盆地沉积-构造特征及其演化历史研究的基础上,采用Dickinson等陆源碎屑成分与构造环境关系判别标准和图版,统计分析了鄂尔多斯盆地中生代陆源碎屑成分特征及其与盆地构造属性的关系。结果表明,中生代鄂尔多斯盆地具有前陆盆地的性质,但又不同于典型的前陆盆地,称之为类前陆盆地似乎更能反映盆地的实际。     

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。     

西藏羌塘盆地东部中生代构造古地理特征及演化

在大量的区域地质调研和野外露头观测资料基础上,详细研究了西藏羌塘盆地东部中生代不同构造单元的沉积充填序列、地层发育特征与接触关系、构造界面性质、沉积体系配置和沉积相分布等,阐述了盆地沉积与周缘构造带演化之间的耦合关系,重建了研究区中生代不同时期的构造古地理面貌。研究表明,羌塘盆地是一个大型叠复式盆地,盆地东部中生代有海相、海陆过渡相和陆相3个沉积体系组、9个沉积体系和多个沉积（亚）相。盆地内部包括南羌塘坳陷、北羌塘坳陷、唐古拉山隆起带,以及不同时期的次级凸起与断凹等构造单元。其中,多玛断凹是以前石炭纪构造片岩为基底的侏罗纪-早白垩世早期被动大陆边缘陆表海盆地,早白垩世晚期转换为前陆盆地,晚白垩世以来与索县-左贡断凹联合为一体,在陆内造山过程中经历了压陷型盆地充填演化阶段。索县-左贡断凹是在晚三叠世班公湖-怒江沟-弧-盆体系基础上发展起来的前陆盆地。北羌塘坳陷是以华力西期开心岭-杂多隆起带为基底,经过晚三叠世昌都前陆盆地沉积、早侏罗世断陷盆地火山-沉积作用之后,于中侏罗世与索县-左贡断凹联合为一体,形成北羌塘-昌都巨型坳陷型盆地。白垩纪北羌塘陆块和昌都陆块处于隆升剥蚀状态。     

鄂尔多斯盆地西南地区蓟县系古地温演化历史及岩浆热事件的影响

深层油气成藏机理研究的首要前提是要明确烃源岩的热演化历史,这对区域油气勘探潜力的评价有着重要的指导意义。鄂尔多斯盆地西南缘蓟县系烃源岩在中生代以来的热演化史有何特征,是否受早白垩世岩浆热作用的影响,影响程度如何等问题的不明确,制约着人们对该地区中元古界烃源岩的生烃潜力的认识及进一步勘探开发的思路。通过对安口—铜城地区出露的三叠系、侏罗系及铜城岩体进行磷灰石裂变径迹、磷灰石/锆石(U-Th)/He测试,结合镜质组反射率数据,分别恢复了该地区沉积岩在中三叠世以来和侵入岩在早白垩世以来的冷却历史,结合岩浆岩体的空间分布特征和泥页岩镜质组反射率,估算蓟县系烃源岩古地温。热年代学模拟表明,蓟县系烃源岩自中生代以来先后经历了三叠纪—侏罗纪的正常埋深增温,达到了生烃温度门限,自早白垩世约130～110 Ma开始冷却,其中个别样品表现为自始新世中期至45 Ma微弱加速冷却,中新世晚期至8 Ma以来快速冷却。研究表明,中晚侏罗世是鄂尔多斯盆地西南缘蓟县系生烃的关键时期,烃源岩处于主生油温度范围,之后的早白垩世晚期岩浆侵入事件的热作用范围有限,对蓟县系烃源岩古地温的影响仅发生在局部地区。鄂尔多斯盆地西南缘...     

对山西隆起区中新生代构造演化的认识

对山西隆起区中新生代构造演化的认识,是探讨华北陆块演化、破坏等科学问题的基础。在中新生代期间,不论是岩石圈的差异演化、构造体制转换、岩浆活动,还是地貌反转,位于华北陆块中心部位的山西地区总是处于过渡带的位置。该地理位置说明了该区在华北陆块演化研究中的重要性。在近年1∶5万、1∶25万区域地质调查成果及以往研究资料的基础上,以中生代区域性断裂、新生代汾渭裂谷及山体隆升为主要研究内容,探讨山西隆起区中新生代岩石圈从增厚到减薄、构造体制从挤压到伸展转换,以及随华北陆块一起经历地貌格局从东高西低到西高东低转换的构造演化进程。研究认为,山西地区中新生代构造体系的发育从属统一的区域动力学环境,周边板块之间的相互作用引起深部软流圈变化: 软流圈下沉,岩石圈则相对增厚,地壳垂向伸展,横向收缩; 软流圈上涌,岩石圈相应减薄,地壳水平伸展。软流圈的变化对该地区中新生代构造变形、沉积格局、岩浆活动等方面起着控制作用。