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.     

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。     

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。     

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。     

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。     

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.     

东昆仑东段哈拉郭勒-哈图一带中生代的岩石隆升剥露--锆石和磷灰石裂变径迹年代学证据

根据对东昆仑地区东段哈拉郭勒—哈图一带不同高度基岩的系列锆石裂变径迹年龄分析，结合磷灰石裂变径迹年龄分析和中酸性侵入岩角闪石压力计分析揭示了东昆仑东段中生代的岩石隆升剥露冷却历史．巴隆哈图一带中酸性侵入岩角闪石压力计分析结果反映晚海西—印支期以来的总体剥露幅度约8～9km，早二叠世至晚三叠世初剥蚀作用极为缓慢，大约为20～40m／Ma．不同高程样品的锆石裂变径迹年龄分析结果揭示了东昆仑地区东段在中晚侏罗世处于缓慢的岩石隆升剥露阶段，其中中侏罗世相对较快，抬升速率77～88m／Ma，晚侏罗世相对较慢，抬升速率小于37m／Ma，且呈减慢趋势，这种减慢趋势反映了早中侏罗世之交强构造抬升期后的逐渐衰退．锆石裂变径迹—磷灰石裂变径迹年龄分析结果反映了中侏罗世以来的剥蚀速率一般不超过55m／Ma，岩石的剥蚀速率与岩石的抬升速率基本为同一量级，中侏罗世—白垩纪剥蚀作用与岩石抬升作用基本处于平衡状态。     

新疆天山造山带新生代多期次剥露作用过程

天山造山带新生代剥露过程一直受到普遍关注。对沿横穿天山的乌鲁木齐-库尔勒公路胜利达坂以南段采集的基岩样品进行了详细的磷灰石裂变径迹分析。热史模拟结果显示,该段天山的新生代剥露历史分为两个阶段,即古近纪期间的缓慢剥露阶段和中新世以来的快速剥露阶段,其剥露速率分别为<30m/Ma和70~160m/Ma。综合分析前人在东天山、北天山以及南天山等天山不同区域取得的低温热年代学数据,我们认为,新生代天山造山带可能经历了4次快速剥露过程,分别开始于新生代早期(67~65Ma)、始新世中期(约 40±5Ma)、渐新世末-中新世中期(约 20±5Ma)以及中新世中晚期(约 10±2Ma)。这4次快速剥露过程分别发生于造山带的某一或某些区域,表明新生代天山地区的剥露过程存在明显的空间差异性。从整个天山造山带来看,渐新世末-中新世中期开始的快速剥露影响范围可能最广,是新生代天山地区一次重要的剥露作用过程。     

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-祁连山晚新生代隆升-剥露过程——来自岩屑磷灰石裂变径迹热年代学的制约

阿尔金-祁连山位于青藏高原北缘, 其新生代的隆升-剥露过程记录了高原变形和向北扩展的历史, 对探讨高原隆升动力学具有重要意义。本文采用岩屑磷灰石裂变径迹测年分析, 利用岩屑的统计特征限定阿尔金-祁连山新生代的隆升-剥露过程。磷灰石裂变径迹测试结果表明, 阿尔金-祁连山地区存在4个阶段的抬升冷却: 21.1~19.4 Ma、13.5~10.5 Ma、9.0~7.3 Ma、4.3~3.8 Ma。其中, 4.3~3.8 Ma抬升冷却事件仅体现在祁连山地区, 9.0~7.3 Ma抬升冷却事件在区内普遍存在, 且9.0~7.3 Ma隆升-剥露造就了现代阿尔金-祁连山的地貌。区域资料分析表明, 9~7 Ma(或者8~6 Ma)期间, 青藏高原北缘、东缘, 甚至整个中国西部地区发生了大规模、区域性的抬升, 中国现今"西高"的构造地貌形态可能于当时开始形成。阿尔金-祁连山地区4期抬升冷却事件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。     

阿尔金山新生代隆升历史:来自塔东南若羌凹陷的沉积记录

阿尔金山位于青藏高原北部边缘,在高原隆升和演化过程中扮演着重要的角色。但是,关于它的新生代隆升历史现今仍存在较大的争议。阿尔金山北麓若羌凹陷新生代接受来自山脉的剥蚀物质。因此,凹陷内的沉积特征记录了阿尔金山新生代隆升的重要信息。本文利用石油钻井编录资料及地震剖面,通过对盆地区新生代各个地层之间的接触关系、沉积相组合和沉积速率变化进行研究,结果显示阿尔金山34Ma以来的隆升分为两阶段:第一阶段为34~20.4Ma,持续低速隆升;第二阶段为16Ma至现今,急剧快速隆升。结合前人研究成果,认为渐新世—早中新世,阿尔金断裂作为一个局限在中、下地壳的韧性剪切带造成阿尔金山一带产生大范围的地表隆起,控制了山脉在第一阶段的持续低速隆升;中中新世以来,阿尔金断裂大规模左行走滑,青藏高原北缘主要通过地壳缩短的形式释放应力,控制了山脉在第二阶段的急剧快速隆升。     

阿尔金断裂带新生代活动在柴达木盆地中的响应

阿尔金断裂新生代以来发生多期次的走滑运动,并伴随强烈的隆升作用,进而影响柴达木盆地新生代的构造演化。本文通过遥感卫星影像解译、地震反射剖面解释、区域地层分析,结合野外考察资料对阿尔金断裂新生代活动在柴达木盆地中的响应进行了研究。对柴达木盆地卫星影像的解译发现盆地中褶皱形态指示了近东西走向的褶皱构造带与近南北走向的褶皱构造带的叠加干涉效应,其中近东西向褶皱构造带是在印度/欧亚板块碰撞作用下青藏高原隆升并向北东扩展过程的响应,近南北向褶皱构造带是阿尔金断裂新生代活动的响应。对NW-SE向穿过阿尔金山-柴达木盆地的盆山结合带地震反射剖面的再解释,发现新生代地层中发育的多层生长地层,记录了阿尔金断裂新生代活动的信息。对盆地中新生代地层分布等厚图褶皱干涉样式的分析表明,上油砂山组沉积时期(14.9Ma)阿尔金断裂活动已经明显影响到柴达木盆地,而狮子沟组沉积时期(8.2~2.6Ma)断裂活动对柴达木盆地改造最强。通过对研究区已有的低温热年代学数据和沉积、构造、磁性地层年代学等方面研究成果的总结和分析,认为阿尔金断裂在新生代至少存在三期(~30Ma,~8Ma、~2.6Ma)强烈的构造活动和隆升作用,在柴达木盆地内表现为相应地质时代沉积速率的加快、沉积物岩性的变化、构造地貌的变形和同构造生长地层的出现。其中后两期(~8Ma、~2.6Ma)构造活动在整个青藏高原及周边地区广泛存在,为准同期构造事件,而月牙山地区地震地表破裂带的发现则表明阿尔金断裂带现在仍在强烈活动,并且直接影响到了柴达木盆地。阿尔金断裂带新生代以来的构造活动具有多期性,并影响和改造了柴达木盆地,可能对油气成藏有重要影响。     

AGE OF THE ALTYN TAGH STRIKE—SLIP FAULT

AGE OF THE ALTYN TAGH STRIKE—SLIP FAULT     

阿尔金断裂新生代活动方式及其与柴达木盆地的耦合分析

位于青藏高原北缘的阿尔金左旋走滑断裂是世界上规模最大也是最重要的线性构造之一,其新生代以来的活动方式是限定高原生长机制的重要边界条件.本文在对阿尔金山中不同方向隆起构造进行分析的基础上,综合前人资料论证了阿尔金断裂在晚始新世-中中新世时以基底剪切为主,大规模地表走滑则发生在中中新世以后.对柴达木盆地内近东西向和北西向断裂系统的分布、形态、活动时间进行了详细的分析,发现它们是在不同时间、不同区域、不同控制条件下形成的两套断裂系统,与阿尔金断裂的两阶段活动方式存在很好的耦合关系.柴达木盆地西北侧的沉积和构造特征表明阿尔金山的隆升幅度和范围在中中新世达到最大,随后则逐渐减小,这种变化也与阿尔金断裂从基底剪切到地表走滑的转换非常吻合.     

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。     

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.     

阿拉善地块新生代构造作用——兼论阿尔金断裂新生代东向延伸问题

阿拉善地块在新生代的变形是青藏高原北部活动的直接结果,各方面的资料显示这种影响仅发生在中新世中晚期,前的活动性已经很低。阿尔金断裂的延伸并不能穿过阿拉善与南蒙古相关断裂相连,我们的研究更偏重认为阿尔金断裂没有进入阿拉善地区,而是经过金塔—花海盆地南缘的宽滩山—黑山地区与合黎山—龙首山南缘断裂相连,中新世中晚期,由于青藏高原北部重要的构造事件,青藏高原由南向北挤压河西走廊地区,造成了金塔—花海盆地内部由近南北向构造转变为近东西向构造。同时形成北山地区控制上第三系沉积(上新统)的东西向断裂。而阿拉善南缘产生右行走滑运动,地块的北部及内部则产生了近南北向的第三纪伸展构造,这些伸展构造以及金塔—花海盆地第三纪断裂控制的沉积与前人认为的强前陆、弱限制性边界的侧向挤出类似。我们认为阿拉善及蒙古地区中新世—上新世期间,由于受到青藏高原近南北向的挤压,产生区域性的"共轭"断裂系统,由于这些地区早期构造的控制,这些新活动的断裂主要迁就于老构造,以脆性活动为主,在蒙古国形成了沿阿尔泰山的北西—南东向断裂和东南部的北东—南西向"共轭"断裂系统,而阿尔金断裂与合黎山—龙首山南缘断裂则形成南侧的"共轭"断裂系统。北山以及金塔—花海地区则是这两组断裂的交汇地区,挤压作用明显,控制了新生代的沉积,并导致了新生代金塔—花海盆地的形成。阿拉善地块作为夹持在这两组断裂之间的地块,发生了一定程度的向东挤出运动,在其东缘贺兰山西侧形成了新生代的挤压构造,而在其东北缘和西南缘则迁就早期的韧性剪切带分别向北东和南西运动,产生相应的变形。该模型能够合理地解释阿拉善周围地区及其内部中新世以来的变形及其与青藏高原北部构造运动之间的关系。