中新生代天山地区隆升历史的裂变径迹证据

本文对天山及其两侧盆地的8条典型地质剖面进行了大量的磷灰石裂变径迹测试,重点分析了天山地区不同区域的抬升历史的差异。结果表明天山主要经历4次构造抬升过程,每次抬升的范围并不相同,且存在东西差异:①早白垩世抬升,在天山南北两侧都有发生,且南边抬升早,北边抬升晚。本次抬升导致早中侏罗世天山地区准平原化状态开始解体,盆山分异开始出现;②晚白垩世抬升,从约96Ma开始,天山南侧为盆山同升的区域性隆升,天山北侧的抬升主要发生在东部地区;③古近纪抬升,从约46Ma开始,主要发生在中天山和南天山,造成天山两侧盆地物源区的重大变化,本次抬升为印度-亚洲碰撞在天山地区产生的最早的远程效应;④中新世以来的抬升,从约25Ma开始,主要发生在库车盆地北缘和北天山—准噶尔南缘。从抬升剥蚀量来看,从东向西逐渐变大。     

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.     

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。     

四川盆地东南缘中新生代构造隆升的裂变径迹证据

通过对四川盆地东南缘8件不同层位的磷灰石样品裂变径迹的分析,获得了该区中新生代构造隆升的时限,并分析了其构造和油气地质意义。磷灰石裂变径迹分布形态总体具有单峰特征,部分具有双峰特征,平均径迹长度在10～13μm,标准偏差在1.5～2.5μm,反映了磷灰石在地质历史时期经历过较缓慢的冷却退火过程。样品的热史模拟结果显示,所有样品在进入部分退火带(PAZ)以后没有再经历明显的沉降埋藏,均表现为持续的隆升,但不同地区进入隆升期的先后次序不同。盆地东南缘的隆升起始时间在95～60Ma左右,即晚白垩世—古近纪,向北到达盆地边缘的时间为40～35Ma,为古近纪晚期。几乎所有的样品都具有晚期快速抬升的特点,抬升时限均在10Ma以内,多数小于5Ma,部分小于2Ma。从油气地质的角度看,川东南地区喜山期的强烈隆升一方面可能造成已有的气藏破坏,另一方面也可能有利于形成新的具裂缝性储层的岩性气藏或者水溶气气藏。     

泰山新生代抬升的裂变径迹证据

对采自鲁西隆起泰山的16个样品进行了磷灰石／锆石裂变径迹分析。分析结果表明泰山在前新生代（晚元古代到晚白垩世）抬升缓慢，新生代以来抬升速度明显加快，共经历了48Ma、44～37Ma和23～20Ma三个抬升阶段，其中后两个阶段为快速抬升时期。新生代泰山快速抬升与济阳坳陷构造演化有着良好的隆-坳耦合关系，暗示44Ma之前鲁西隆起与济阳坳陷是一个相连的联合盆地，44～37Ma泰山的抬升将二者分开，抬升事件进而控制了坳陷中烃源岩的形成。新生代泰山抬升与渤海湾盆地及其周边山系的构造演化也存在对应关系。     

中新生代库车-南天山盆山系统隆升历史的裂变径迹证据

通过对库车河剖面中新生界砂岩中碎屑磷灰石裂变径迹分析测试,得出磷灰石样品可分为3组,分别反映库车盆地边缘或其物源区天山的剥露冷却。对测试数据分析和热史模拟表明,南天山及库车盆地在中新生代经历了3次主要隆升事件,且山盆隆升时间上具有差异性的特点。从142Ma南天山开始隆升,使天山地区从准平原化状态开始盆山分异;96~75Ma为晚白垩世开始的盆地与天山共同经历的区域性隆升;54~30Ma为天山与盆地边缘差异隆升阶段,是盆山边界处盆地基底向天山方向的阶梯式抬升所导致的。     

利用磷灰石裂变径迹计算隆升速率的一些问题

主要讨论了利用磷灰石理解变径迹年龄－－地形高差法计算隆升速率存在的一些问题，介绍了近年来国外在磷灰石裂变径迹退火方面取得的新进展及其在研究隆升速率问题上的应用，并分析了利用磷灰石裂变径迹研究隆升速率应当注意的问题，强调了加强径迹长度分析的研究。     

青藏高原东缘甘孜地区新生代隆升过程之磷灰石裂变径迹证据

通过青藏高原东缘甘孜地区7件砂岩磷灰石样品裂变径迹分析,取得了测试样品的表观年龄,运用模拟退火法对所有样品进行了热史模拟,获得了样品的热演化史;分析出甘孜地区在新生代古近纪以来经历了相似的构造演化过程,强构造隆升阶段分别发生在古近纪46~30 Ma间和新近记9 Ma以来,平均抬升速率和平均抬升量分别为1261 m/Ma、2634 m和388 m/Ma、1043 m;甘孜地区构造隆升具有不平衡性、阶段性、地区性差异,冷却速率、抬升速率和抬升幅度也存在偏差。     

天山、西昆仑山中、新生代幕式活动的磷灰石裂变径迹记录

通过对天山独山子—库车公路、西昆仑山新疆—西藏公路出露的7个花岗岩样品的磷灰石裂变径迹分析，研究了天山、西昆仑山脉低温（＜110℃）热历史。磷灰石裂变径迹年龄范围为（9.6±0.8）～（89.2±2.3）Ma，平均裂变径迹长度变化范围为（7.9±3.7）～（11.6±1.9）μm。磷灰石裂变径迹年龄反映冷却作用时代，地质资料和磷灰石裂变径迹分析数据表明，天山在白垩纪存在一次抬升作用，天山和西昆仑山在中新世发生另一次抬升作用。     

Mesozoic thermal history of the Prebetic continental margin (southern Spain): Constraints from apatite fission-track analysis

Apatite fission-track analysis was applied to Triassic and Cretaceous sediments from the South-Iberian Continental Margin to unravel its thermal history. Apatite fission-track age populations from Triassic samples indicate partial annealing and point to a maximum temperature of around 100–110 °C during their post-depositional evolution. In certain apatites from Cretaceous samples, two different fission-track age populations of 93–99 and around 180 Ma can be distinguished. Track lengths associated with these two populations enabled thermal modelling based on experimental annealing and mathematical algorithms. These thermal models indicate that the post-depositional thermal evolution attained temperatures ≤ 70 °C, which is consistent with available vitrinite-reflectance data. Thermal modelling for the Cretaceous samples makes it possible to decipher a succession of cooling and heating periods, consisting of (a) a late Carboniferous–Permian cooling followed by (b) a progressive heating episode that ended approximately 120 Ma at a maximum T of around 110 °C. The first cooling episode resulted from a combination of factors such as: the relaxation of the thermal anomaly related to the termination of the Hercynian cycle; the progressive exhumation of the Hercynian basement and the thermal subsidence related to the rifting of the Bay of Biscay, reactivated during the Late Permian. Jurassic thermal evolution deduced from the inherited thermal signal in the Cretaceous sediments is characterized by progressive heating that ended around 120 Ma. This heating episode is related to thermal subsidence during Jurassic rifting, in agreement with the presence of abundant mantle-derived tholeiitic magmas interbedded in the Jurassic rocks. The end of the Jurassic rifting is well marked by a cooling episode apparently starting during Neocomiam times and ending at surface conditions by Albian times.     

中、新生代天山隆升过程及其与准噶尔、阿尔泰山比较研究

根据穿越天山地质剖面观察、系统裂变径迹(FT)测年年龄与热演化模拟结果分析,并综合前人研究结果,天山陆内造山带中、新生代主要经历2次明显的隆升事件,分别为晚侏罗世—早白垩世和中新世以来(25~0Ma)。从天山地区磷灰石FT年龄结果来看,主要记录了早期隆升年龄,但热演化模拟结果显示普遍经历了中新世以来的快速隆升。在天山北缘从盆山边缘的近25Ma开始隆升到前缘带的现今活动,表明天山陆内造山带在隆升的同时还逐渐“增生”扩展。系统研究和分析表明,东西准噶尔和阿尔泰地区则主要记录了晚中生代以来的持续隆升过程,新生代构造活动不明显或强度相对天山要弱。上述事实表明,天山及其中亚地区新生代的陆内活动是受喜马拉雅碰撞与青藏高原隆升的影响,具有向北渐弱的特征。     

中吉天山隆升时代对比——裂变径迹年代学证据

中吉天山成矿带境内外天山在成矿时代、矿产种类、矿床规模等多方面存在重大差异。它们的成矿条件基本类似,是否因为保存条件的不同而产生这种差异值得关注。文章对采自吉尔吉斯斯坦北天山(境外西天山)的磷灰石样品进行了裂变径迹测试分析和温度-时间反演模拟研究,表明吉尔吉斯斯坦北天山在中新生代发生了四期抬升剥露作用,分别为晚侏罗世、晚白垩世、始新世和渐新世,且不同区域其抬升剥露史也不相同:晚侏罗世的抬升局限于伊塞克湖南岸的泰尔斯山脉,始新世的抬升主要发生在伊塞克湖南北两侧的泰尔斯山脉和昆格山脉,晚白垩世和渐新世的抬升为吉尔吉斯斯坦北天山整体抬升。与东部境内西天山对比表明,境内西天山整体隆升时间较早,历时较长,有可能隆升剥蚀程度超过境外西天山,从而造成了成矿方面的重大差异。     

天山山脉中新生代差异隆升及其机制探讨

为了揭示长约2500 km的天山山脉中新生代隆升特征,本文系统梳理分析了已发表的磷灰石裂变径迹数据和本次野外采样测得磷灰石裂变径迹数据约460个,岩性以花岗岩和砂岩为主。结果显示整个天山山脉隆升具有明显的时空差异性。白垩纪以前记录的径迹数据约占14%,白垩纪以来的数据约占86%,晚古生代末天山已有径迹年龄记录,到晚侏罗世天山部分地区发生隆升,整体隆升不明显,早白垩世以来整个天山普遍隆升,且存在多期隆升事件,但隆升剥蚀速率存在明显差异。南北方向上,自南向北径迹年龄有减小的趋势,揭示山脉隆升自南天山向北天山扩展;东西方向上,西天山隆升时限较东天山隆升早,但白垩纪以来东、西天山均有隆升记录。天山山脉差异性隆升是不同陆块对亚洲板块南缘碰撞增生作用的共同结果,其内部块体的结构特征和力学性质是差异隆升的基础和前提。     

Denudation and cooling of the Lake Teletskoye Region in the Altai Mountains (South Siberia) as revealed by apatite fission-track thermochronology

Lake Teletskoye occupies a narrow graben located in the northwestern sector of the Altai fold belt in South Siberia. The lake basin is thought to have formed during the Pleistocene as a distant result of the Cenozoic collision of India and Eurasia that caused a tectonic reactivation of the Palaeozoic Gorny–Altai (GA) and West Sayan (WS) blocks.The present work reports of a pilot fission-track study performed on 13 apatite separates collected from rocks that were sampled along two profiles in close proximity of the lake. The age–length data and AFT thermochronological modelling reveal two important phases of cooling in the Altai Mountains, a first one during the Late Jurassic–Early Cretaceous and a second one that started in the Miocene–Pliocene and that persists until today. The first event is interpreted to result from uplift-induced denudation probably related to the closure of the Mongol–Okhotsk Ocean; the second event can be linked to the young Cenozoic movements that lie at the origin of the formation of the Lake Teletskoye basin.     

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。值较低,为0．56％,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。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。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。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。晚侏罗世一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—5kin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。     

北大巴山凤凰山基底隆起晚中生代构造隆升历史

对采自于北大巴山凤凰山基底隆起8个样品的磷灰石裂变径迹年代学分析和热历史模拟表明,凤凰山基底隆起陆内造山运动结束后的隆升历史大致可以划分为2个阶段：早白垩世中晚期（135±5～95±5 Ma）缓慢隆升,晚白垩世（95±5～65±5 Ma）快速隆升。大巴山北缘韧性剪切带黑云母40Ar/39Ar坪年龄证实大巴山北缘中晚侏罗世（165.7±1.9 Ma～161.2 Ma）存在快速隆升剥蚀,其与大巴山强烈陆内造山作用阶段有关; 早白垩世中晚期缓慢隆升代表了陆内造山结束后的稳定阶段; 晚白垩世快速隆升为一次区域性隆升事件,在秦岭、大别和武当等地区均有反映,隆升过程中伴随着强烈的伸展垮塌作用,沿秦岭造山带发育一系列伸展断陷盆地。区域对比分析表明,凤凰山基底隆起隆升历史与黄陵、汉南地块接近,但与武当地块存在明显区别,反映了秦岭造山带的不均一隆升过程。南大巴山前陆带1个样品的热史模拟结果显示,南大巴山前陆带自早白垩世以来与凤凰山基底隆起经历了一致的隆升过程。