沂沭断裂带早白垩世晚期伸展的低温年代学证据

沂沭断裂带(郯庐断裂带山东段)由4条断裂组成,其西部的两条分别称鄌郚—葛沟断裂和沂水—汤头断裂。横跨这两条断裂及夹持的中生代盆地,分别获得6个磷灰石裂变径迹数据,年龄分布在102~82Ma,封闭径迹长度集中在13.0~14.0μm。数据反演结果显示:隆起区在距今105~100Ma及约距今85Ma时有过两次快速冷却事件;这两条断裂所夹持的断陷区经历过快速沉降,达到最大古地温后,在距今85~60Ma快速抬升。结合区域地质背景资料,以及在沂沭断裂带附近南北向玄武岩脉及北西向断层的断层泥K-Ar年龄数据综合分析,认为沂沭断裂带在早白垩世晚期经历以伸展为主的左行张剪活动。     

青川鹰咀山花岗岩体侵位与山脉隆升

运用磷灰石裂变径迹法对鹰咀山花岗岩进行了分析,所取样品的裂变径迹年龄位于50.6~69.6Ma之间,小于其地层时代或侵入年龄,表明摩天岭推覆构造带的隆升开始于晚白垩世,用磷灰石裂变径迹年龄来计算可知:研究区内花岗岩50.6Ma以来的冷却速率和剥蚀速率分别为2.08℃/Ma和0.063mm/a,50.6~69.6Ma之间的相对抬升与剥蚀速率为0.013mm/a,因此说明摩天岭推覆构造带从晚白垩世以来一直处于持续隆升冷却的过程。     

青川鹰咀山花岗岩体侵位与山脉隆升

运用磷灰石裂变径迹法对鹰咀山花岗岩进行了分析,所取样品的裂变径迹年龄位于50.6⁶9.6Ma之间,小于其地层时代或侵入年龄,表明摩天岭推覆构造带的隆升开始于晚白垩世,用磷灰石裂变径迹年龄来计算可知:研究区内花岗岩50.6Ma以来的冷却速率和剥蚀速率分别为2.08℃/Ma和0.063mm/a,50.669.6Ma之间,小于其地层时代或侵入年龄,表明摩天岭推覆构造带的隆升开始于晚白垩世,用磷灰石裂变径迹年龄来计算可知:研究区内花岗岩50.6Ma以来的冷却速率和剥蚀速率分别为2.08℃/Ma和0.063mm/a,50.6⁶9.6Ma之间的相对抬升与剥蚀速率为0.013mm/a,因此说明摩天岭推覆构造带从晚白垩世以来一直处于持续隆升冷却的过程。     

宁武盆地及周缘岩体裂变径迹对山西地块中—新生代构造演化的约束

宁武盆地及周缘岩体的抬升剥蚀对于山西地块中—新生代构造演化具有重要的指示意义。本文对宁武盆地及周缘岩体进行裂变径迹分析,磷灰石裂变径迹年龄97～47 Ma,锆石裂变径迹年龄161～141 Ma。裂变径迹记录了早白垩世早期(145～125 Ma)、晚白垩世(85～70 Ma)、古新世晚期—始新世早期(59～53 Ma)和渐新世晚期(28 Ma)的4次抬升剥蚀事件。综合分析山西地块的裂变径迹数据,表明隆起区晚古生代以来发生了多期抬升剥蚀事件。山西地块中—新生代构造演化具有时空差异。周缘岩体样品的裂变径迹年龄大于盆地内沉积地层样品的年龄,指示了周缘山体先于盆地抬升剥蚀。晋东北抬升剥蚀时限早于晋西南。山西裂谷系西南端裂开较早。裂谷系发育具有由南向北扩展的特征,这与地层保留记录相一致。山西地块现今地貌格局是在中生代发育一系列雁行状排列的复背斜和复向斜构造基础上发展而成的。     

阿尔泰造山带富蕴基性麻粒岩折返过程:来自裂变径迹热年代学的限定

论文在阿尔泰造山带富蕴县乌恰沟基性麻粒岩的锆石SHRIMP年代学、地球化学、变质温压条件和形成的大地构造背景研究基础上,利用麻粒岩、围岩片麻岩和侵入到麻粒岩的辉绿岩岩墙的裂变径迹热年代学探讨了麻粒岩从深部折返至地表的过程。裂变径迹年代学研究发现基性麻粒岩的锆石裂变径迹年龄为三叠纪,而麻粒岩、围岩片麻岩和侵入到麻粒岩的辉绿岩岩墙的磷灰石裂变径迹年龄均显示为晚白垩世至新生代早期。对磷灰石裂变径迹测试所得到的径迹长度和单颗粒年龄数据进行热史模拟表明,三叠纪时,基性麻粒岩抬升至约地表以下7.8km的上地壳,温度冷却至锆石裂变径迹的封闭温度;晚白垩世至新生代早期(约100～50Ma),麻粒岩、围岩片麻岩和辉绿岩抬升至约地表以下3.5km,温度冷却至磷灰石裂变径迹的封闭温度;约50～15Ma,三者滞留在约地表以下1.7km的磷灰石部分退火带;约15Ma以来,喜马拉雅运动使得它们被抬升剥蚀至地表。     

鲁西地块NW走向断层的活动特征及裂变径迹证据

不同于华北克拉通东部普遍存在的NE走向断层,鲁西地块广泛发育一组特征明显的NW走向断层,包括非控盆断层和控盆断层两类。前者位于鲁西地块最南部,倾角相对较陡,错开了古生界及以下地层,下盘太古宇中发育韧性剪切带,断层碎裂岩指示断层存在多期活动;后者位于非控盆断层以北,除蒙山断层外韧性剪切带不发育,倾角相对较缓,控制了中生代以来的沉积。磷灰石/锆石裂变径迹证据分析得出NW走向断层的活动存在差异。断层上、下盘样品磷灰石裂变径迹表观年龄在在67±5~35±2Ma之间,径迹直方图表明样品在冷却过程中没有受到热扰动。通过平均径迹长度-年龄(或香蕉图)图、单颗粒峰值年龄、径迹年龄谱模式以及热史反演模拟综合分析来约束断层的活动时间,结果表明非控盆断层可能在早侏罗世约184Ma开始活动,之后在晚白垩世80~75Ma以及新生代~61Ma和51~43Ma活动,43Ma之后不再活动。控盆断层活动时间稍晚,于早白垩世约141Ma、晚白垩世80~75Ma活动,新生代活动时间为约61Ma、49~42Ma以及36~32Ma。总体上,NW走向断层由早到晚由南向北发育,非控盆断层活动时间早、结束早;控盆断层活动晚、结束晚,并控制了凹陷的向北发育。中生代以来区域构造应力场的变化和郯庐断裂带的走滑作用是导致两类NW走向断层差异演化的根本原因,在深部则受控于晚三叠世以来华北、扬子板块陆陆碰撞和古太平洋板块俯冲方向和速度的改变。印支期后挤压到伸展的转变,加上郯庐断裂带的左行走滑,使靠近华北克拉通南缘的前端NW走向断层首先发育,因倾角较大故不控制盆地发育;向北的后端相对伸展,成为控盆断层,后经早白垩世约141Ma期间的伸展、晚白垩世末80~75Ma和新生代的发育断层最终成型。NW走向断层的这种大致向北迁移的规律,隐示华北克拉通破坏可能始于早侏罗世或晚侏罗世,且由南向北逐渐拆沉。     

羌塘盆地中央隆起带的抬升演化:构造-热年代学约束

本文综合磷灰石裂变径迹年龄(113~43 Ma)、锆石裂变径迹年龄(169~103 Ma)、锆石U-Pb年龄(215~206 Ma)、黑云母K-Ar年龄(186~178 Ma),通过磷灰石热史模拟,TASC图谱分析和矿物封闭温度年龄等手段,获得了中央隆起晚三叠世至今较为完整的冷却抬升历史。中央隆起主要经历了早侏罗世、晚侏罗世-早白垩世、晚白垩世-中新世早期和中新世晚期至今四期冷却事件,与南北羌塘板块后碰撞伸展、拉萨羌塘板块碰撞、新特提斯洋板片俯冲、印度欧亚板块碰撞以及中新世南北向走滑伸展存在动力学联系,造成11.4 km、2.85 km、4.3~5 km和0.85 km的抬升量。中央隆起在侏罗纪相对两侧盆地抬升,随着两侧盆地经历了侏罗纪的沉积增厚,与两侧盆地高差减小,在早白垩世早期可能位于海平面附近,随后快速抬升至2~2.5 km,统一接受晚白垩世红层沉积,并经历长期持续的逆冲推覆构造活动,进一步抬升至5 km,随后受到中新世古大湖夷平和南北向伸展作用影响,中央隆起相对盆地发生差异抬升。     

阿尔泰山南缘白垩纪以来的剥露历史和古地形恢复

应用裂变径迹技术研究阿尔泰山南缘中新生代以来的隆升剥露历史,并对古地形进行恢复。对所获得的11个磷灰石样品的裂变径迹年龄分析表明,裂变径迹年龄变化分布于99.1~43.7 Ma之间。该地区晚白垩世以来平均视剥露速率为0.050 mm/a。热史模拟结果表明,阿尔泰山南缘自白垩纪以来经历了多期冷却剥露历史:早白垩世至晚白垩世晚期(约120~75 Ma),剥露速率为0.044 mm/a;晚白垩世晚期至始新世(约75-70~50 Ma),剥露速率为0.070 mm/a;中新世以来(约20-15 Ma~现今),剥露速率为0.081 mm/a。对研究区进行古地形恢复显示,自白垩纪(120 Ma)至今,平均剥露幅度达约5 km,古地形海拔降低约0.8 km。阿尔泰山南缘白垩纪以来古地形海拔仅在17.5~50 Ma期间保持基本稳定,其他阶段均有降低的趋势。早白垩世的构造抬升与蒙古-鄂霍茨克海最后阶段的闭合以及西伯利亚板块和中朝-蒙古板块的最终收敛和碰撞有关;晚白垩世晚期至始新世的构造活动则是受拉萨地块、Kohistan-Dras岛弧增生的远距离影响;中新世以来快速隆升可能与印度板块与欧亚板块碰撞的远程效应有关。     

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。     

天山北缘侏罗系地层热历史演化及其地质意义：磷灰石裂变径迹和镜质体反射率证据

对天山北缘石场-玛纳斯、安集海河和四棵树河地区18个样品进行了磷灰石裂变径迹年龄测定,同时测定了中生界地层10件裂变径迹样品相应煤层的镜质体反射率。结果表明地层由老到新镜质体反射率逐渐增加,磷灰石裂变径迹中值年龄逐渐降低。石场-玛纳斯地区,下部三叠系煤层镜质体反射率 R_o 值较低,为O.56%,磷灰石裂变径迹中值年龄较大,为125.3±9.1Ma;八道湾组煤层 R_o 为0.53%～0.64%,磷灰石裂变径迹中值年龄介于81.3±4.7～87.8±5.9Ma;上部西山窑组煤层 R_o 最高,达到0.81%,磷灰石裂变径迹中年龄较低,为44.0±5.4～11.8±1.8Ma;相同层位,东部石场-玛纳斯一带 R_o比西部四棵树地区高,磷灰石裂变径迹年龄刚好相反。磷灰石裂变径迹模拟结果表明中生界三叠系、下侏罗统地层的埋藏深度相对较浅,上覆沉积持续的时间到晚侏罗世到早白垩世基本上已经结束,然后保持在基本不变的深度,直至中新世,不整合在三叠系之下的花岗岩的模拟结果也支持这样的认识。晚侏罗世—早白垩世的冷却降温事件可能是地温梯度变化和隆升作用的共同结果;中侏罗统地层埋藏增温过程持续时间较长,在玛纳斯地区直至渐新世末期。所有样品中磷灰石裂变径迹模拟都记录了10Ma 左右的快速冷却过程,近4～5km 的地壳表层物质被剥蚀,平均剥蚀速率400～500m/Ma。这一剥蚀过程应该与天山地区的快速隆升,以及向北的冲断推覆作用相对应。天山地区山前带的变形应不早于10Ma,这一认识与野外地质证据一致。     

莺歌海盆地构造转折界面的确定及其地质意义

中国西南部红河断裂带的活动演化历史长期以来备受国内外学者的关注,该断裂从陆地向海域延伸进入莺歌海盆地,并对莺歌海盆地的形成和演化起重要的控制作用。目前,红河断裂带经历早期的左旋走滑运动和后期的右旋走滑运动已经得到公认,但对于其精细的构造演化历史及其左旋走滑向右旋走滑运动转换的时间还未能达成共识。本文利用构造控制沉积、沉积反映构造的思想,通过对莺歌海盆地三维地震资料的构造解析,从T27界面上下地层厚度存在"跷跷板"式的变化、沉积中心的迁移、沉积速率的变化、陆架-陆坡坡折带的出现、微小断裂的特征以及底辟构造等方面的研究,确定莺歌海盆地红河断裂带的左旋走滑运动停止于T40(10.5Ma);T40~T30(10.5~5.5Ma)是构造变形的平静期;T30~T27(5.5~2.4 Ma)为左旋走滑运动向右旋走滑运动转换时期;T27(2.4 Ma)以后右旋走滑活动开始,并控制坡折带(包括莺歌海盆地和琼东南盆地)和底辟构造等的形成;T20(1.9 Ma)以来,右旋走滑活动逐渐减弱。     

Polyphase movement on the Lavanttal Fault Zone (Eastern Alps): reconciling the evidence from different geochronological indicators

The Lavanttal Fault Zone (LFZ) is generally considered to be related to Miocene orogen-parallel escape tectonics in the Eastern Alps. By applying thermochronological methods with retention temperatures ranging from ~450 to ~40°C we have investigated the thermochronological evolution of the LFZ and the adjacent Koralm Complex (Eastern Alps). ⁴⁰Ar/³⁹Ar dating on white mica and zircon fission track (ZFT) thermochronology were carried out on host rocks (HRs) and fault-related rocks (cataclasites and fault gouges) directly adjacent to the unfaulted protolith. These data are interpreted together with recently published apatite fission track (AFT) and apatite (U-Th)/He ages. Sample material was taken from three drill cores transecting the LFZ. Ar release spectra in cataclastic shear zones partly show strongly rejuvenated incremental ages, indicating lattice distortion during cataclastic shearing or hydrothermal alteration. Integrated plateau ages from fault rocks (~76 Ma) are in parts slightly younger than plateau ages from HRs (>80 Ma). Incremental ages from fault rock samples are in part highly reduced (~43 Ma). ZFT ages within fault gouges (~65 Ma) are slightly reduced compared to the ages from HRs, and fission tracks show reduced lengths. Combining these results with AFT and apatite (U-Th)/He ages from fault rocks of the same fault zone allows the recognition of distinct faulting events along the LFZ from Miocene to Pliocene times. Contemporaneous with this faulting, the Koralm Complex experienced accelerated cooling in Late Miocene times. Late-Cretaceous to Palaeogene movement on the LFZ cannot be clearly proven. ⁴⁰Ar/³⁹Ar muscovite and ZFT ages were probably partly thermally affected along the LFZ during Miocene times.     

鲁西北西向断裂系与沂沭断裂带晚中生代演化关系及其动力学背景探讨

晚中生代是华北地块构造演化的转折时期。由出露于沂沭断裂带、鲁西地体、鲁东地体的中生代地层、岩浆,结合断裂活动年代学、区域地质等资料分析,可以将沂沭断裂带晚中生代构造演化划分出距今约160Ma、130～110Ma、90～80Ma等3个关键时期,并分别与左行压剪、左行张剪、右行压剪构造活动相对应。晚中生代沂沭断裂带与鲁西北西向断裂系间的几何学、运动学、年代学的共轭匹配关系表明,它们为特定构造动力学背景下形成的一组共轭断裂系。同时对鲁东地体晚中生代构造演化、鲁东北西向断裂系特征,以及沂沭断裂带、北西向断裂系晚中生代构造演化的动力学背景进行探讨。     

肥东花岗质岩脉的变形及年代学特征对郯庐断裂带早白垩世构造活动的指示

郯庐断裂带肥东段位于大别造山带与苏鲁造山带之间。在肥东段西韦采石场内发育了大规模的北北东向左行走滑韧性剪切带和一条低角度的韧性滑脱正断层。走滑韧性剪切带为郯庐断裂带走滑活动的产物,低角度滑脱正断层则代表了伸展背景下的构造活动。低角度滑脱正断层上、下盘发育未变形和变形的岩脉,走滑韧性剪切带内外也发育有受剪切带活动而变形的岩脉。对采石场内岩脉的构造和同位素年代学研究表明,低角度韧性滑脱正断层在129~126Ma之间发生过剪切活动,走滑韧性剪切带的活动时间在125Ma之后。综合研究认为,郯庐断裂带的伸展活动可能开始于早白垩世早期(130Ma),但在早白垩世并非一直处于伸展活动之中,125Ma之后的左行走滑活动很可能发生在早白垩世的晚期。     

班公湖- 怒江缝合带东段八宿地区花岗岩体差异性隆升：来自锆石和磷灰石裂变径迹证据

班公湖- 怒江缝合带为青藏高原内部分隔羌塘和拉萨两地块的构造边界,是研究青藏高原构造演化的重要窗口之一。该缝合带自西向东分为西段（班公湖至改则）、中段（安多至东巧）和东段（丁青至怒江）,其中东段的研究程度较低。本次以东段八宿县郭庆乡一条花岗岩高程剖面为研究对象,采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪（LA- ICPMS）法对锆石和磷灰石开展裂变径迹测试。花岗岩锆石U- Pb年龄为~180 Ma,指示其结晶时代为早侏罗世。锆石和磷灰石裂变径迹年龄分别为180～130 Ma、86～61 Ma,对应的年龄- 海拔曲线分别为负斜率和正斜率。QTQt模拟显示花岗岩高程剖面顶部在130～60 Ma时剥蚀冷却速率快,中部在130～40 Ma时剥蚀冷却速率居中,而底部在~130 Ma之后一直保持最低的剥蚀冷却速率。这种差异性隆升源自班公湖- 怒江缝合带东段的南向俯冲板片断离早于北向俯冲板片断离。     

郯庐断裂带肥东段早白垩世中期走滑运动的年代学证据

郯庐断裂带肥东段西韦地区和桃花源地区出露了大规模的北北东向韧性剪切带。桃花源地区韧性剪切带显示出2期构造变形的叠加。野外构造和显微构造分析皆指示为左行走滑韧性剪切带。糜棱岩中石英与长石的变形行为指示其变形温度分别为400~450℃和500℃。通过对这两处走滑剪切带内糜棱岩化花岗岩脉的锆石LA-ICP-MS定年,获得了3个样品的侵位年龄分别为(133.2±1.9)Ma,(131.3±2.0)Ma,(130.3±2.0)Ma。再结合已有的研究成果,认为在128~124Ma(早白垩世中期)郯庐断裂带发生过左行走滑活动。综合分析表明,郯庐断裂带在晚侏罗世和早白垩世中期分别经历了2期左行走滑活动,而期间和之后的早白垩世则处于伸展活动之中。伸展活动持续较长,控制发育了西侧的合肥盆地及断裂带内一系列岩浆活动;而区域挤压背景下出现的走滑活动则相对短暂。这些演化规律显示该断裂带在晚侏罗世—早白垩世呈现为交替式的走滑和伸展活动。新发现的早白垩世中期走滑活动,与太平洋区伊泽纳崎板块板块运动方向的调整相对应,是大洋板块运动方向短暂调整的构造响应。     

Late Cretaceous‐Cenozoic Multi‐Stage Denudation at the Western Ordos Block: Constraints by the Apatite Fission Track Dating on the Langshan

The apatite fission track dating of samples from the Dabashan(i.e., the Langshan in the northeastern Alxa Block) by the laser ablation method and their thermal history modeling of AFT ages are conducted in this study. The obtained results and lines of geological evidence in the study region indicate that the Langshan has experienced complicated tectonic-thermal events during the the Late Cretaceous-Cenozoic. Firstly, it experienced a tectonic-thermal event in the Late Cretaceous(~90–70 Ma). The event had little relation with the oblique subduction of the Izanagi Plate along the eastern Eurasian Plate, but was related to the Neo-Tethys subduction and compression between the Lhasa Block and Qiangtang Block. Secondly, it underwent the dextral slip faulting in the Eocene(~50–45 Ma). The strike slip fault may develop in the same tectonic setting as sinistral slip faults in southern Mongolia and thrusts in West Qinling to the southwest Ordos Block in the same period, which is the remote far-field response to the India-Eurasia collision. Thirdly, the tectonic thermal event existed in the late Cenozoic(since ~10 Ma), thermal modeling shows that several samples began their denudation from upper region of partial annealing zone(PAZ), and the denudation may have a great relationship with the growth of Qinghai-Tibetan Plateau to the northeast. In addition, the AFT ages of Langshan indicate that the main body of the Langshan may be an upper part of fossil PAZ of the Late Cretaceous(~70 Ma). The fossil PAZ were destroyed and deformed by tectonic events repeatedly in the Cenozoic along with the denudation.