新疆阿尔泰青河-富蕴地区晚新生代隆升-剥露过程——来自磷灰石裂变径迹的证据

前人已经对阿尔泰造山带中—新生代的陆内造山作用进行了大量的研究工作,但对中国境内阿尔泰山的隆升过程特别是晚新生代以来的隆升研究程度较弱。阿尔泰山现今的构造面貌究竟是何时定格的,目前仍没有确切的认识。对阿尔泰青河—富蕴地区花岗岩与片麻岩5件样品进行了磷灰石裂变径迹研究,获得了该区晚新生代以来的隆升—剥露信息,并探讨了该区的热史演化过程与阿尔泰山现代地貌的形成。样品的磷灰石裂变径迹年龄为18.7±1.6~22.7±2.2Ma,封闭径迹长度分布在11.6±1.2~13.1±1.4μm之间。热史模拟表明,阿尔泰青河—富蕴地区具有四阶段演化模式:28Ma以前的稳定阶段、28~18Ma的快速冷却阶段、18~8Ma的稳定阶段、8~6Ma以来的快速冷却阶段。8~6Ma以来是本区剥露的最快时期,这一阶段的隆升造就了现代阿尔泰山的地貌,而且也存在于中国西部的其他造山带。2期主要的快速隆升—剥露事件均与青藏高原的隆升阶段有很好的对应关系,应该是对印度—欧亚板块碰撞的响应。     

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。     

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。     

西天山白垩纪隆升-剥露的裂变径迹证据

白垩纪的隆升-剥露事件在新疆不同构造单元广泛发育。本文主要是通过磷灰石裂变径迹测年技术,结合温度-时间热模拟反演的研究,探讨西天山北段和中段白垩纪的隆升-剥露过程。17个样品分别采自西天山北段的博罗科鲁山、依连哈比尔尕山以及西天山中段的独库公路附近的花岗岩体。裂变径迹测试结果显示,样品的径迹年龄介于45.4±3.2~81.6±4.9 Ma,平均径迹长度介于12.62±0.17~13.53±0.14μm之间。进一步根据温度-时间的模拟结果推断,西天山北段和中段在晚白垩世都经历了快速隆升-剥露过程。在时间上,西天山北段样品记录的快速隆升的时间主要集中在50~70 Ma之间,西天山中段样品记录的快速隆升时间集中在70~90Ma之间。结合相应的地质证据,认为从晚白垩世开始,西天山地区开始出现差异性的隆升剥露过程,伊犁盆地从早中白垩世隆升剥蚀状态转变为晚白垩世接受沉积,其两侧山脉继续处于快速隆升剥蚀的状态。导致这种隆升-剥露事件的动力学机制是受多因素综合控制的,印亚碰撞的远程效应可能是该期事件的主要动力来源,但天山不同地段的热-流变性质的差异性及不同块体之间的相互作用是导致差异性隆升-剥蚀的主要因素。     

阿尔金断裂带中段中新生代隆升历史分析: 裂变径迹年龄制约

本文利用裂变径迹方法探讨阿尔金断裂中段吐拉-肃北之间隆升和剥露过程。古生代花岗岩和侏罗系沉积岩的磷灰石裂变径迹年龄介于107.2±9.0Ma 到14.1±1.3Ma之间,明显小于其侵位年龄或者沉积年龄。自西部的吐拉到东端的肃北,磷灰石裂变径迹年龄逐渐升高,从14.1±1.3Ma增加到107.2±9.0Ma。花岗岩和侏罗系砂岩的磷灰石裂变径迹模拟结果表明,阿尔金断裂南侧地质体经历了两阶段的快速冷却过程,早期为33Ma左右,晚期为8Ma左右; 阿尔金断裂北侧经历了晚白垩世开始的相对缓慢的冷却过程以及8Ma以来快速冷却事件。阿尔金断裂南北两侧的地质体的裂变径迹年龄和热历史略有差异,可能反映阿尔金断裂的影响。33Ma左右的快速冷却事件可能是阿尔金断裂活动引起的快速去顶作用的开始,这一事件对应了印度和欧亚板块碰撞。8Ma左右的冷却事件,与阿尔金山地区盆地内的快速沉积过程相一致,同时可能是青藏高原抬升与侧向生长在本区的响应。     

大兴安岭北段中新生代隆升与剥露历史的磷灰石裂变径迹证据

对采自大兴安岭北段漠河盆地及盆地西南缘10个中酸性侵入岩样品进行了磷灰石裂变径迹年代学测试。测试结果显示,样品的径迹年龄介于72±7~99±5Ma之间,平均径迹长度介于12.5±1.5~13.7±1.8μm之间。利用热史模拟软件AFTSovle对样品进行热史模拟,结果表明,大兴安岭北段中新生代主要经历了2个重要的构造运动阶段,分别为白垩纪(120~90Ma)快速隆升剥蚀阶段及古新世(约60Ma)以来快速隆升剥蚀阶段。由此推测,这2个构造运动事件的形成分别主要受中生代末古太平洋俯冲及新生代太平洋俯冲的影响。     

相山铀矿田成矿后隆升剥露的磷灰石裂变径迹分析

相山铀矿田现今的地貌以典型的低山侵蚀区为特征,侵蚀区的分布规律清楚地表明相山矿田目前仍处于地表侵蚀阶段。7个碎斑熔岩样品的磷灰石裂变径迹年龄为（78.7±7.1）～（34.5±4.1）Ma,高程加权平均年龄61.1Ma,碎斑熔岩在140.3～61.1Ma间,冷却速率7.6℃/Ma;从61.1Ma至现代,冷却速率为1.2℃/Ma,隆升速率为54m/Ma,即新生代以来相山矿田剥蚀了的厚度约3.3km。     

西天山隆升-剥露过程初步研究

天山造山带是在古生代造山基础上,在新生代由于印亚碰撞的远程效应而陆内再造成山.本文主要用磷灰石裂变径迹测年分析来限定西天山的隆升-剥露过程.野外系统采集西天山山脉及其伊犁盆地钻孔中的样品,挑选磷灰石进行了裂变径迹测试分析工作,着重开展了磷灰石的温度-时间反演模拟研究.根据温度-时间模拟结果推断,西天山在中新生代期间共发生了3期次的快速冷却作用,分别为早侏罗纪(200～180Ma)、白垩纪中期(115～95Ma)和新生代期间(24Ma以来);根据样品位置分析表明,西天山的隆升-剥露作用并不均一,开始于侏罗纪早期的山脉抬升范围有限,仅局限于中天山;白垩纪中期(115～95Ma),整个西天山山脉和伊犁盆地一起发生整体的抬升和剥露;新生代24Ma以来,西天山的山体块体抬升与山间盆地的断陷同时发育.     

喜马拉雅山脉新生代差异隆升的裂变径迹热年代学证据

裂变径迹年龄资料记录的雅鲁藏布江以南的喜马拉雅山脉的冷却年龄具有明显的时空差异性。在南北方向上,特提斯喜马拉雅的冷却年龄主要在8 Ma以前,局部为5.0~2.6 Ma,而高喜马拉雅的冷却年龄集中在5 Ma以后,大多数在3 Ma以来;在东西方向上体现在喜马拉雅东西构造结之间的高喜马拉雅带上,东喜马拉雅的不丹东部区域的裂变径迹热年代学数据揭示了8.0~3.0 Ma的冷却剥露的历史;东喜马拉雅的不丹西部区域为7.0~1.4 Ma;中喜马拉雅的尼泊尔地区为5.0~0.2 Ma;西喜马拉雅的印度西北部地区为3.0~1.0 Ma。最年轻的裂变径迹年龄显示出由中间向两侧增大,反映了地质晚近时期东西构造结间的高喜马拉雅山脉的剥露幅度由中间向两边减弱的趋势,揭示了以中喜马拉雅为隆升中心向两边拓展的趋势。综合有关裂变径迹年代学资料表明,喜马拉雅山脉的隆升主要发生在中新世以来,其表现为18~11 Ma、9 Ma以来的两个快速隆升期。喜马拉雅山脉隆升的动力体制可能由早期的挤压隆升—中新世的伸展隆升—上新世以来构造隆升为主,局部气候作用和构造作用耦合的山脉隆升机制。     

阿尔金山脉新生代隆升-剥露过程

阿尔金山脉位于青藏高原北缘。文中主要是利用磷灰石裂变径迹测年分析,探讨阿尔金山脉的隆升和剥露过程。来自阿尔金山脉34个花岗岩、花岗闪长岩和片麻岩样品中磷灰石的裂变径迹测试结果表明,阿尔金山脉存在至少5个阶段的剥露作用,反演出阿尔金山脉具有多期次、阶段性的隆升特征,并存在差异性:EW向的阿尔金北缘拉配泉—红柳沟山体隆升-剥露时间早(61~34Ma);NE向且末—茫崖山脉的主要隆升时间位于始新世晚期—中新世(42~11Ma);沿阿尔金(主)断裂山体的隆升-剥露最为年轻,存在三期主要的剥露作用:10·2~7·3、5·5~4·5和2·1~1·8Ma。结合区域磷灰石测年数据、区域变形事件及其阿尔金断裂走滑历史分析,推测阿尔金山脉在晚白垩世曾有过初期隆升和剥露,古近纪的剥露局限于阿尔金山脉北缘EW向的山脉,始新世晚期—中新世、上新世晚期和早更新世的山脉剥露作用遍及了青藏高原北缘山脉,8Ma是青藏高原抬升和变形的一期重要构造事件发生时间;前陆盆地和阿尔金山间盆地的沉积作用研究也显示了阿尔金山脉的隆升剥露过程与阿尔金断裂的走滑及其相关盆地沉积构造-演化具有很好的耦合关系。     

青藏高原东南缘察隅地区晚新生代岩体差异抬升-剥露和高原扩展的裂变径迹证据

对青藏高原东南缘晚新生代抬升扩展的研究是联系青藏高原周缘陆内变形发展特征的重要问题。通过藏东南察隅地区的磷灰石裂变径迹分析揭示,自北向南的德姆拉岩体、阿扎贡拉岩体和察隅岩体受控于断裂构造而表现出的晚新生代差异抬升—剥露是高原向周缘扩展的一种指示。抬升—剥露的时序为15.1～13.7Ma、6.3～4.3Ma、3.5～3.3Ma、1.9～1.7Ma和1.1～1.0Ma,活动性总体上向南扩展和迁移。晚中新世(约6～5Ma)是岩体抬升—剥露速率出现转折的关键时期,在藏东南—滇西北地区具有区域响应,并可能奠定了现今青藏高原东南缘的地势发展格局。从青藏高原东北部到东南部,高原晚新生代陆内变形向周缘的扩展和增生表现出多阶段、准同时和不均衡的发展特性。     

Denudation history of the Snowy Mountains: Constraints from apatite fission track thermochronology

Apatite fission track thermochronology from Early Palaeozoic granitoids centred around the Kosciuszko massif of the Snowy Mountains, records a denudation history that was episodic and highly variable. The form of the apatite fission track age profile assembled from vertical sections and hydroelectric tunnels traversing the mountains, together with numerical forward modelling, provide strong evidence for two episodes of accelerated denudation, commencing in Late Permian—Early Triassic (ca 270–250 Ma) and mid‐Cretaceous (ca 110–100 Ma) times, and a possible third episode in the Cenozoic. Denudation commencing in the Late Permian—Early Triassic was widespread in the eastern and central Snowy Mountains area, continued through much of the Triassic, and amounted to at least ～2.0–2.4 km. This episode was probably the geomorphic response to the Hunter‐Bowen Orogeny. Post‐Triassic denudation to the present in these areas amounted to ～2.0–2.2 km. Unambiguous evidence for mid‐Cretaceous cooling and possible later cooling is confined to a north‐south‐trending sinuous belt, up to ～15 km wide by at least 35 km long, of major reactivated Palaeozoic faults on the western side of the mountains. This zone is the most deeply exposed area of the Kosciuszko block. Denudation accompanying these later events totalled up to ～1.8–2.0 km and ～2.0–2.25 km respectively. Mid‐Cretaceous denudation marks the onset of renewed tectonic activity in the southeastern highlands following a period of relative quiescence since the Late Triassic, and establishes a temporal link with the onset of extension related to the opening of the Tasman Sea. Much of the present day relief of the mountains resulted from surface uplift which disrupted the post‐mid‐Cretaceous apatite fission track profile by variable offsets on faults.     

阿尔金山脉新生代剥露历史——前陆盆地沉积记录

新疆且末县江尕勒萨依盆地位于阿尔金山脉的北西山前,其内连续沉积了中生代一新生代地层。盆地内古新统一始新统为河流相沉积;渐新统至中新统为山麓河流相灰色砾岩和棕色砂岩;上新统为山麓洪积相砾岩夹泥岩;下更新统全为砾岩层。岩性组合特征及其砂岩碎屑、砾石组分变化规律,反映出阿尔金山脉的新生代剥蚀历史：古近纪早、中期,阿尔金山脉的地形高差小,古生界双峰式火山岩首先被剥蚀;至渐新世末一中新世早期,山脉高差加大,基底元古宇开始出露地表被剥蚀;中新世末期,山脉高差进一步加大,剥蚀速率加快;至第四纪早期西域砾岩开始沉积时,地形高差加剧,中、古元古界开始暴露被剥蚀。区域资料分析表明,阿尔金山脉在新生代具有多期次阶段性隆升的特征,存在3期次快速隆升事件：渐新世末一中新世早期、中新世晚期(大约8Ma)和第四纪早期。     

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.     

内蒙古大青山基底晚中生代以来的差异隆升-剥蚀过程及其构造意义 ——来自磷灰石裂变径迹低温热年代学的约束

地形地貌和沉积学研究表明,在内蒙古大青山地区发生过早白垩世晚期、晚白垩世和新生代三期隆升-剥蚀事件,但在大青山北部前寒武纪基底岩石中,磷灰石裂变径迹研究仅识别出晚白垩世早期和中新世以来等两期隆升-剥蚀事件.为了探讨大青山南部晚中生代以来的隆升-剥蚀过程,本文报道了6件古元古代花岗岩样品的AFT结果.这6件样品的最大高差...     

秦岭-大别-苏鲁造山带白垩纪以来的抬升冷却史——低温年代学数据约束

总计100个新的磷灰石裂变径迹数据提供了从整体上探讨晚中生代以来抬升冷却史的年代学数据。这些切过东秦岭至黄陵背斜、穿过桐柏至扬子前陆冲断带以及大别和苏鲁超高压变质岩带,南秦岭的裂变径迹年龄与扬子内的黄陵背斜相似,而北秦岭则与桐柏-大别-苏鲁相当。从北秦岭到大别,裂变径迹年龄趋于减小,但过郯庐断裂到苏鲁则略有增加。与我国西部造山带裂变径迹年龄格局相较,桐柏-大别-苏鲁带与西部各造山带显然不是处于同一挤压变形体制下。相对于超高压岩石早期快速的阶段性抬升,即岩浆活动期（～120Ma）后的抬升要和缓得多;相对于其它地质单元,扬子前陆冲断带、黄陵背斜和南秦岭在岩浆活动期后即抬升冷却到了磷灰石裂变径迹封闭温度（～110℃）对应的深度。基于裂变径迹数据和相关Ar／Ar和K-Ar数据进行的冷却史模拟结果显示：全区均表现为相似的三阶段冷却过程：（1）白垩纪早期开始快速抬升至磷灰石裂变径迹退火带的冷却阶段;（2）随后的处于部分退火带的缓慢冷却阶段;（3）上新世以来的加速抬升过程。现今的磷灰石裂变径迹年龄格局基本上受控于白垩纪的快速抬升冷却事件,但最后为晚期活动断裂所定格。     

阿尔金断裂新生代构造活动的两阶段性——来自地震属性分析的证据

自新生代以来,柴达木盆地西北缘各构造单元受青藏高原持续挤压和阿尔金断裂走滑的影响,构造变形复杂,发育有多种不同性质,不同规模的断裂.地震属性技术是三维(3D)地震资料解释和构造分析的可靠依据,有助于客观、准确的揭示断裂的空间分布情况,是复杂地区地质解释的重要工具.本文利用地震属性技术,对位于阿尔金断裂南侧柴达木盆地西部的小梁山背斜深、浅层进行详细的断裂解译,发现该地区深部发育早期EW向逆冲断层;晚期由于阿尔金断裂大规模走滑的作用,形成由深部引发的NW向“楔形”逆冲断层,深部NW向断层的活动引发浅层的滑脱褶皱.综合分析认为阿尔金断裂新生代的活动分为早期隆升形成EW向斜向逆冲断层,晚期走滑运动发育控制现今背斜形态的NW向断层,具有两阶段活动的特点.     

Late Mesozoic‐Cenozoic exhumation history of the Lesser Hinggan Mountains,NE China,revealed by fission track thermochronology

This study uses zircon and apatite fission‐track (FT) analyses to reveal the exhumation history of the granitoid samples collected from the Lesser Hinggan Mountains, northeast China. A southeast to northwest transect across the Lesser Hinggan Mountains yielded zircon FT ages between 89.8 ± 5.7 and 100.4 ± 8.6 Ma, and apatite FT ages between 50.6 ± 13.8 and 74.3 ± 4.5 Ma with mean track lengths between 11.7 ± 2.0 and 12.8 ± 1.7 µm. FT results and modelling identify three stages in sample cooling history spanning the late Mesozoic and Cenozoic eras. Stage one records rapid cooling from the closure temperature of zircon FT to the high temperature part of the apatite FT partial annealing zone (∼210–110 °C) during ca. 95 to 65 Ma. Stage two records a period of relative slow cooling (∼110–60 °C) taking place between ca. 65 and 20 Ma, suggesting that the granitoids had been exhumed to the depth of ∼1−2 km. Final stage cooling (60–20 °C) occurred since the Miocene at an accelerated rate bringing the sampled rocks to the Earth's surface. The maximum exhumation is more than 5 km under a steady‐state geothermal gradient of 35 °C/km. Integrated with the tectonic setting, this exhumation is possibly led by the Pacific Plate subduction combined with intracontinental orogeny associated with asthenospheric upwelling. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.