从海相地层磷灰石的裂变径迹探讨楚雄盆地的热史及剥蚀史

磷灰石裂变径迹分析法是恢复沉积盆地热史的一种有效方法．以大量的磷灰石裂变径迹资料为基础,分析了楚雄盆地海相地层热历史及地层剥蚀量。本区测试的各个样品的单颗粒年龄分布特征总体上集中程度不太好,分散性较强,反映这些样品可能均未经历125℃以上的完全退火;封闭径迹长度的分布特征反映本区具有较复杂的热史,这可能与楚雄盆地构造变动强烈并伴有多期次火山活动有关。裂变径迹反映本地区3个主要不整合（D₁/O₂、T₃/D_2、K₂／J₂)具不同的剥蚀量,表明楚雄盐地曾有较为复杂的剥蚀史：其中云参1井3个不整合的剥蚀量分别为220m（D₁/O₂)、180m(T₃／D₂)和105m(K₂／J₂);云龙凹陷露头剖面3个不整合的剥蚀量为263m（D₁/O₂）、149m(T₃／D₂)和280m(K₂／J₂)。     

宁芜和庐枞火山岩盆地玢岩铁矿矿床地球化学特征及其成矿动力学背景探讨

玢岩铁矿是我国铁矿的一个重要成矿类型,宁芜和庐枞火山岩盆地是长江中下游地区玢岩铁矿的主要矿集区.对宁芜和庐枞盆地的构造分析结果表明,NNE向断裂和NW向断裂控制了区内的岩浆活动,断裂的交汇部位往往是玢岩铁矿产出的有利空间.综合对比了宁芜和庐枞地区玢岩铁矿成矿岩体的主量元素、稀土元素以及铅同位素特征,表明其具有相似的地球化学特征和共同的物质来源.稀土元素特征表明两盆地玢岩铁矿的成矿物质主要来源于地幔或下地壳;Pb同位素特征则进一步说明其与EM-Ⅱ型富集地幔具有密切关系.宁芜和庐枞盆地在燕山期受太平洋板块俯冲作用的影响,成矿作用受岩浆活动所控制.两盆地玢岩铁矿成矿作用的差异,可能是由于其受地壳物质混染程度不同所致.     

阿尔金山北段阿克塞—当金山口一带新生代山体抬升和剥蚀的裂变径迹证据

阿尔金山北段阿克塞—当金山口一带的裂变径迹测年证据表明,该地区于9～7 Ma以来发生过快速抬升和剥蚀,并且一直持续形成了现今所见的阿尔金山。新生代以来至少经历了三次抬升:早期43.6～24.3Ma、中期19.6～13.6 Ma、晚期9～7 Ma。抬升速率先缓慢、后相对快速,9～7 Ma以来的抬升速率为0.94 mm/a。晚期的构造拾升可能与阿尔金断裂带左行走滑活动有关,而与相邻的柴达木盆地北缘地区的构造抬升并不一致。     

西藏冈底斯新生代以来的抬升过程——磷灰石裂变径迹热史模拟的证据

西藏冈底斯南缘中酸性侵入岩的磷灰石裂变径迹年龄在37~25Ma之间,热史模拟过程反映冈底斯经历了3个阶段的抬升演化。40~26Ma的快速冷却抬升阶段:受控于印度-欧亚大陆完全碰撞拼合的影响,并在37~26Ma抬升至现今海拔高度;26~8Ma的剥蚀阶段:受夷平和大型逆冲推覆活动的影响,出现剥蚀和抬升交替过程;8~0Ma的缓慢冷却阶段:受南北向裂谷作用影响,出现内部差异抬升。此外,北部墨竹工卡地区和南部泽当、桑耶地区,西部桑耶地区和东部泽当地区,均具有相似的抬升过程和历史,没有明显差异,暗示冈底斯经历了整体性、较均一的阶段性抬升过程。     

金川铜镍矿床中新生代抬升冷却过程：来自裂变径迹的证据

本文基于热年代学理论,利用锆石和磷灰石裂变径迹测年数据及对磷灰石热史的模拟,分析探讨金川铜镍矿床在中新生代的抬升冷却过程,认为金川超基性岩体自中生代以来一直处于持续的冷却抬升阶段,且在中侏罗世和晚白垩世早期经历了两期快速的抬升冷却事件,推断此事件与青藏高原后期活动时间相对应,证明金川岩体受到该事件的远程效应波及,致使该矿床遭受了一定的改造。     

滇西北独龙江岩体晚中新世以来的热史和剥蚀历史的磷灰石裂变径迹记录

位于藏东-滇西高原构造急剧转折地段的独龙江地区,其花岗岩体内系统垂向取样的9个花岗闪长岩样品的磷灰石裂变径迹年龄数据在4～6.8Ma之间.裂变径迹分析显示样品应处于剥露的部分退火带,其表观年龄主体表现为冷却年龄,部分具混合年龄特征.热史分析揭示出岩体至少记录了自晚中新世以来的3个显著冷却阶段.早期的时限可推至约13～8Ma,中、晚期的时限分别在约5.5Ma和2.8Ma,基本可以与区域上的不整合相对应.依据冷却史推导的各阶段剥蚀速率分别为0.10～0.12mm/a,0.26～0.3mm/a和0.85～1.02mm/a,可以与藏东-滇西高原周缘及邻区的盆地沉积记录相对应.研究结果为探讨藏东-滇西高原晚中新世以来的构造抬升-伸展变形提供了定量的参照时限.     

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。     

湘鄂西褶皱带中-新生代剥蚀特征及其构造指示:来自磷灰石裂变径迹的证据

恢复湘鄂西褶皱带中-新生代以来的剥蚀历史, 探讨其变形的时空格架, 对于研究陆内褶皱造山以及指导该地区的油气勘探具有重要的意义.利用该地区磷灰石样品进行裂变径迹年龄测定与热史模拟, 对中-新生代的剥蚀厚度和速率进行分析.结果表明, 湘鄂西地区磷灰石裂变径迹的年龄为71~100 Ma, 与川东隔挡式褶皱带中的磷灰石样品年龄进行对比, 具有由SE到NW向递进变新的趋势; 中新生代以来的热史呈现出"三段式"的特征, 这3个阶段的转折时期为115~90 Ma和35~20 Ma, 分别对应了从晚侏罗世-早白垩世挤压造山到晚白垩世伸展成盆再到新生代整体抬升的构造转换; 燕山期为湘鄂西褶皱带的主变形期, 变形时序呈现出由SE到NW向递进变新的趋势, 剥蚀程度呈现出由SE到NW向变弱的趋势.这些认识为燕山期湘鄂西-川东褶皱带陆内递进变形的形成演化研究提供了有力的证据.      

扬子地台东南缘武陵凹陷区新生代以来的隆升剥蚀过程——来自碎屑岩磷灰石裂变径迹的证据

为揭示扬子板块东南缘新生代以来的热隆升历史, 选取扬子地台东南缘武陵凹陷区为研究区, 开展磷灰石裂变径迹测年和热演化史模拟, 揭示扬子地台东南缘武陵凹陷区古近纪以来的构造-热演化过程。测年结果显示, 武陵凹陷区自晚中生代以来经历了晚三叠世—白垩纪的坳陷沉降和白垩纪末期以后的持续隆升剥蚀2个构造发展演化阶段。定量分析结果显示, 研究区新生代以来的隆升可分为2期: Ⅰ期自约80 Ma开始, 该隆升事件的启动应与四川运动有关; Ⅱ期自约28 Ma开始, 该时期持续的隆升与印度板块和欧亚板块在雅鲁藏布江带的碰撞有关。扬子地台东南缘武陵凹陷区的磷灰石裂变径迹数据, 揭示了武陵凹陷区的构造-热演化过程, 弥补了该区热年代学研究的不足, 对揭示武陵凹陷区乃至整个中上扬子中—新生代的构造热演化过程具有重要意义。     

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。     

阿尔金北缘EW向山脉新生代隆升剥露的裂变径迹证据

本文主要利用磷灰石裂变径迹测年技术探讨了阿尔金北缘EW向山脉隆升的时空差异特征。22个岩体分别采自阿尔金北缘EW向山体中的卓尔布拉克、大平沟和喀腊大湾地区。裂变径迹测试结果显示,样品的径迹年龄介于(62.6±3.5)~(28.3±1.7)Ma,平均径迹长度均介于(13.25±0.15)~(14.29±0.1)μm之间。进一步根据裂变径迹长度和温度数据,开展了磷灰石温度-时间的反演模拟。结果表明,阿尔金北缘山体的隆升呈现一定的规律:在南北方向上,南部率先隆升并向北部扩展,东西方向上,山脉中段大平沟样品径迹年龄较其他样品年龄大且时间局限在古新世和始新世,呈现中间向两侧隆升趋势。所有样品热史模拟曲线形态相对一致,径迹长度分布呈单峰式,表明阿尔金北缘地区可能仅仅新生代经历了古新世—渐新世(65—28 Ma)的快速隆升-剥露事件,中新世及后期的构造隆升-剥露事件在本区不发育。对比分析阿尔金地区的隆升剥露热事件可知,阿尔金山脉新生代的隆升-剥露整体性和差异性共存:古近纪阿尔金山脉隆升具有普遍性和区域性,而中新世至今的隆升和剥露仅仅存在于NEE走向阿尔金主断裂带旁侧的山体和NE向的山体,推测中新世以来阿尔金主断裂带的快速走滑并没有影响阿尔金北缘EW向山体的隆升和剥露。     

南黄海中部隆起晚白垩世以来地层剥蚀的磷灰石裂变径迹分析

南黄海中部隆起自印支期以来经历显著的构造隆升及剥蚀过程.基于大陆架科学钻探CSDP-2井的钻井岩心,应用磷灰石裂变径迹技术研究了南黄海中部隆起晚白垩世以来的剥蚀过程及响应特征.所获得的8个磷灰石样品的裂变径迹年龄显示出两个年龄组,除单个样品为38±3 Ma外,其余样品都集中在（52±4）~（65±5）Ma范围内,基本反映了同一期构造热事件年龄,并且均远小于样品所处的二叠纪年龄,表明样品完全退火并记录了晚白垩世以来的热历史.样品热史模拟结果表明,基于泥岩镜质体反射率计算的最高古地温处于样品退火带温区范围内,各样品从晚白垩世早期（约100 Ma）以来经历持续的降温过程,在约80~75 Ma开始进入部分退火带.南黄海中部隆起第一期快速冷却降温过程出现在晚白垩世末期,并持续至古新世早期,随后进入古近纪表现为持续相对缓慢的降温过程,降温幅度约30 ℃,渐新世末期到中新世早期存在另一期快速冷却过程.热史模拟结果较好地指示了南黄海中部隆起晚白垩世以来的地层剥蚀响应特征.      

黔中隆起金沙地区中新生代隆升剥蚀的裂变径迹分析

对贵州金沙地区取样进行了裂变径迹热史模拟,结合地质分析再现了黔中隆起的沉降和隆升剥蚀作用过程。该地区经历了180～70Ma时期的沉降埋藏增温和70Ma之后的剥蚀冷却降温两大阶段。沉降阶段的增温速率为0.909℃/Ma,对应的T3—K的沉积厚度约为4550m。冷却降温曲线分为三段:70～15Ma,样品温度从120℃降低到60℃,冷却速率为1.09℃/Ma;15～5Ma为一个"平台"期,样品温度维持在60℃左右;5Ma至今,样品温度从60℃快速冷却至20℃,冷却速率达8℃/Ma,这与喜马拉雅期云贵高原的整体隆升和晚期快速崛起相对应。计算表明,晚白垩世以来的隆升剥蚀量达2800m左右。     

宁芜玢岩铁矿磷灰石的稀土元素特征

文章分析了宁芜玢岩铁矿 4种产状磷灰石的稀土元素组成 ,并与Kiruna型铁矿和斜长岩、苏长岩及钛铁霞辉岩中磷灰石的稀土元素组成进行了对比。结果表明产地和母岩不同的矿床中 ,它们的磷灰石稀土元素分布型式一致 ,以轻稀土富集和Eu负异常明显为特征 ,属陆相岩浆成因。前 3种产状磷灰石的ΣREE变化于 30 31.48×10 -6～ 12 0 80× 10 -6,第 4种产状磷灰石的ΣREE仅为 195 8× 10 -6,反映岩浆演化到热液的晚期阶段成矿溶液稀土元素含量较低。尽管辉长闪长玢岩与磷灰石的稀土元素分布型式一致 ,但辉长闪长玢岩无Eu异常或有弱Eu正异常 ,代表它们的地幔源区低氧逸度的还原环境 ,或反映氧逸度较高情况下的分离结晶作用。不混溶作用形成的矿浆在冷凝过程中 ,Eu2 + 优先被透辉石捕获 ,使得稍晚结晶的磷灰石产生负Eu异常     

太原西山煤田新生代隆升史的磷灰石裂变径迹约束

位于吕梁山中段东缘的太原西山煤田不但是我国重要的炼焦煤基地,同时也是煤层气开发基地。多年开发实践表明该煤田煤层气分布非均质性强、无气-低产井比例高,因此理解控制该煤田煤层气分布的地质因素是预测富集高产区的基础。由于构造抬升不利于煤层气的保存,因此认识煤层生气高峰后的隆升史可以确定煤层气保存的关键时期。通过太原西山煤田晚古生代含煤岩系标志层的5件砂岩样品的磷灰石裂变径迹测年及热历史模拟分析,结合前人在西山煤田西北部边缘及西部吕梁山中段核部前寒武基底地层的磷灰石热年代学数据,可以确定,该煤田在46±4~52±6Ma左右抬升退出磷灰石退火带,而核部前寒武基底地层则在早白垩世已抬升退出磷灰石退火带,吕梁山具有核部抬升早、边缘抬升晚的特点。自新生代以来,太原西山煤田经历了3个抬升阶段:48Ma以前的快速抬升,48±4~10±2Ma的缓慢抬升和10±2Ma以来的剧烈抬升,与前人获得的吕梁山存在缓慢抬升(120~65 Ma)、加速抬升(65~23 Ma)及强烈抬升(23 Ma以来)3个隆升演化阶段相比具有较大的差异,表明吕梁山不同部位具有不同的隆升史。10Ma以后的剧烈抬升与晋中盆地成盆及快速堆积期相一致,它们具有盆山耦合关系,该阶段也是西山煤田煤层气保存的关键时期。     

Geochemistry of Apatite from the Apatite-rich Iron Deposits in the Ningwu Region, East Central China

Four types of apatite have been identified in the Ningwu region.The first type of apatite is widely distributed in the middle dark colored zones(i.e.iron ores) of individual deposits.The assemblage includes magnetite,apatite and actinolite(or diopside).The second type occurs within magnetite-apatite veins in the iron ores.The third type is seen in magnetite-apatite veins and (or) nodules in host rocks(i.e.gabbro-diorite porphyry or gabbro-diorite or pyroxene diorite).The fourth type occurs within apatite-pyrite-quartz veins filling fractures in the Xiangshan Group.Rare earth elements (REE) geochemistry of apatite of the four occurrences in porphyry iron deposits is presented.The REE distribution patterns of apatite are generally similar to those of apatites in the Kiruna-type iron ores,nelsonites.They are enriched in light REE,with pronounced negative Eu anomalies.The similarity of REE distribution patterns in apatites from various deposits in different locations in the world indicates a common process of formation for various ore types,e.g. immiscibility.Early magmatic apatites contain 3031.48-12080×10~(-6) REE.Later hydrothermal apatite contains 1958×10~(-6) REE,indicating that the later hydrothermal ore-forming solution contains lower REE.Although gabbro-diorite porphyry and apatite show similar REE patterns,gabbro-diorite porphyries have no europium anomalies or feeble positive or feeble negative europium anomalies, caused both by reduction environment of mantle source region and by fractionation and crystallization(immiscibility) under a high oxygen fugacity condition.Negative Eu anomalies of apatites were formed possibly due to acquisition of Eu~(2+) by earlier diopsite during ore magma cooling. The apatites in the Aoshan and Taishan iron deposits yield a narrow variation range of ~(87)Sr/~(86)Sr values from 0.7071 to 0.7073,similar to those of the volcanic and subvolcanic rocks,indicating that apatites were formed by liquid immiscibility and differentiation of intermediate and basic magmas.     

磷灰石裂变径迹在确定造山带隆升速率中的应用

矿物裂变径迹技术是一种低温热史及年代学测定技术,广泛应用于含油气盆地热史分析、沉积物来源、造山带隆升剥蚀、地质年代学测定等方面的研究。近年来,磷灰石裂变径迹在研究造山带构造隆升速率方面取得了大量成果。笔者在结合前人研究成果基础上,分别介绍了利用裂变径迹反演热史、裂变年龄和矿物对-封闭温度法确定构造隆升速率的原理、方法和应用,并分析其优缺点,指出应用磷灰石裂变径迹研究构造隆升速率时应该注意的问题。     

Apatite Fission Track Evidence of Uplift Cooling in the Qiangtang Basin and Constraints on the Tibetan Plateau Uplift

The Qiangtang basin is located in the central Tibetan Plateau. This basin has an important structural position,and further study of its tectonic and thermal histories has great significance for understanding the evolution of the Tibetan Plateau and the hydrocarbon potential of marine carbonates in the basin. This study focuses on low temperature thermochronology and in particular conducted apatite fission track analysis. Under constraints provided by the geological background,the thermal history in different tectonic units is characterized by the degree of annealing of samples,and the timing of major(uplift-erosion related) cooling episodes is inferred. The cooling history in the Qiangtang basin can be divided into two distinct episodes. The first stage is mainly from the late Early Cretaceous to the Late Cretaceous(69.8 Ma to 108.7 Ma),while the second is mainly from the MiddleLate Eocene to the late Miocene(10.3 Ma to 44.4 Ma). The first cooling episode records the uplift of strata in the central Qiangtang basin caused by continued convergent extrusion after the BangongNujiang ocean closed. The second episode can be further divided into three periods,which are respectively 10.3 Ma,22.6–26.1 Ma and 30.8–44.4 Ma. The late Oligocene-early Miocene(22.6–26.1 Ma) is the main cooling period. The distribution and times of the earlier uplift-related cooling show that the effect of extrusion after the collision between Eurasian plate and India plate obviously influenced the Qiangtang basin at 44.4 Ma. The Qiangtang basin underwent compression and started to be uplifted from the middle-late Eocene to the early Oligocene(45.0–30.8 Ma). Subsequently,a large-scale and intensive uplift process occurred during the late Oligocene to early Miocene(26.1–22.6 Ma) and the basin continued to undergo compression and uplift up to the late Miocene(10.3 Ma). Thus,uplift-erosion in the Qiangtang basin was intensive from 44.5 Ma to about 10 Ma. The timing of cooling in the second episode shows that the uplift of the Qiangtang basin was caused by the strong compression after the collision of the Indian plate and Eurasian plate. On the whole,the new apatite fission-track data from the Qiangtang basin show that the Tibetan Plateau started to extrude and uplift during 45–30.8 Ma. The main period of uplift and formation of the Tibetan Plateau took place about 22.6–26.1 Ma,and uplift and extrusion continued until the late Miocene(10.3 Ma).