裂变径迹定年方法的进展及应用

裂变径迹分析方法利用裂变径迹年龄及裂变径迹长度分布形态来反映随时间产生的裂变径迹积累及由温度控制的退火(裂变径迹缩短或消失)两种因素综合作用的结果。近几年来,有关磷灰石的退火特征进行了大量实验和野外研究,取得了较大进展。本文通过对80年代以来国内外裂变径迹研究状况的追踪调研结果,简要介绍裂变径迹定年方法的主要进展及应用情况。     

裂变径迹热年代学

裂变径迹热年代学(Fission Track Thermochronology)是近十年发展起来的一门新的地质学分支学科,其研究对象是沉积盆地及其周缘地区的热作用事件,目的在于了解特定范围的生烃史及大地的造演化,为油气勘探和基础地质研究服务。 裂变径迹本来是同位素地质学的一个概念。矿物或岩石中的铀原子(~(238)U)在地质年代中会不断自发产生核裂变,一般可形成两块碎片,朝相反方向辐射,总能量可达162Mev。这种带电的高能质点在快速穿过矿物晶格时,会使邻近原子电离化。这种电离化的正离子在库仑排斥力的作用下,挤向两边的晶格,从而在晶格中留下了线状连续缺损。这就是裂变径迹。60年代中期,裂变径迹技术开始应用于地质年代测定和地球化学研究中,并且很快在铀矿床成因、矿石和岩石形成年代及地热等领域取得了令人满意的效果。     

磷灰石裂变径迹技术与地学应用综述

天然裂变径迹的形成和演化是一个连续不可逆的过程，经历了漫长地质演化的矿物的所有裂变径迹综合起来就可以看作一个热时钟体系。它不仅反映了矿物冷却到封闭温度(退火温度)的时间，还记录了矿物所经历的低于封闭温度的整个热历史的信息。由此可以建立起用于恢复矿物热史信息的各种模型(包括时间——温度模型)。这些模型的建立对沉积盆地沉降／埋藏历史、造山带浅部壳层冷却／剥露历史的研究以及低温热历史重建等地学方面的应用意义重大。     

鄂尔多斯盆地钻井样品的锆石裂变径迹年龄及意义

鄂尔多斯盆地钻井样品的锆石裂变径迹年龄测定结果，证实了该盆地在中生代晚期发生过温度达210℃左右的热事件。不同构造单元样品的锆石裂变径迹数据存在明显差别，这是因中生代晚期盆地构造运动强度不同所致。     

准噶尔盆地周缘造山带裂变径迹研究及其地质意义

通过对准噶尔盆地东西两侧造山带地质剖面观察、系统裂变径迹测年与热演化模拟结果分析,并结合前人研究结果,准噶尔盆地周缘造山带中,主要经历了中生代晚期构造热事件。通过裂变径迹分析对比,准噶尔盆地两侧造山带具有不同的隆升历史,盆地西北缘早于东部隆升,隆升速率亦大于东部。准噶尔盆地西北缘自白垩纪以来经历了由准噶尔盆地边缘向扎伊尔山先后依次隆升事件,表明了准噶尔西北缘逆冲断裂系向盆内后展式逆冲推覆。准噶尔盆地东西两侧造山带岩石裂变径迹数据均反映了白垩纪以来的冷却隆升事件,充分证实了燕山晚期构造运动在准噶尔地区的普遍存在,为详细研究燕山期新疆北部陆内构造活动提供了证据。     

裂变径迹分析法研究河北南梁金矿床成矿时代及其热历史

河北南梁（下营坊）金矿不同蚀变带中锆石和磷灰石裂变径迹实测年龄为153.9-103.3Ma，其成矿时代应属于燕山早期，成矿时间持续50Ma以上，成矿热历史总体上是早期温度高、冷却快，晚期温度低、冷却慢，转变时间在120Ma左右，转变温度在100℃左右，呈现两期热液成矿过程，第一期热液金矿矿活动发生在150Ma前后，与花岗斑岩体的侵位有关；第二期金成矿作用发生在135Ma前后，与流纹斑岩和岩浆隐爆角砾岩的形成有关。锆石裂变径迹年龄相当于早期成矿时代，磷灰石裂变径迹年龄相当于晚期成矿时代。矿区石英-绢云母化蚀变作用发生时间不仅比钾比蚀变早，而且持续时间亦比钾化长。     

裂变径迹分析基础及其在盆地分析中的应用

本文介绍的裂变径迹分析是一种分析盆地热演化史的新方法。裂变径迹分析法与有机质成熟度指标或包裹体测温技术相比,具有其独特的优点,即同时提供盆地的受热时间和温度的信息。     

从裂变径迹分析探讨房山岩体地质热历史

测定了房山岩体内部相的花岗闪长岩中磷灰石和榍石的裂变径迹年龄和磷灰石自发和诱发裂变封闭径迹长度。根据磷灰石自发裂变封闭径迹平均长度和年龄对岩体热历史进行了模拟和探讨，长度分布模拟特征和参数与实测结果基本一致。并依据磷灰石和榍石裂变径迹年龄和封闭温度探讨了岩体的冷却和上升速度。     

广西十万大山盆地中生代地层的裂变径迹研究及其地质意义

对采自中国南方十万大山盆地中生代地层的11个磷灰石样品和6个锆石样品进行了裂变径迹分析,所有磷灰石样品以及锆石样品SS-5、SW033、SW055的裂变径迹年龄数据均小于样品的地层年龄,表明这些样品在沉积后所经历的埋藏温度曾经大于最大退火温度。样品Shw-1、SW027、SW025的锆石裂变径迹年龄大于样品的地层年龄,反映的是源区的锆石年龄。根据磷灰石裂变径迹年龄数据进行的时间一温度历史模拟表明,十万大山地区的磷灰石样品基本反映了相同的低温段热演化史。各个样品在41～85Ma之间分别达到最大古地温值(介于98～175℃之间),此后各个样品的热演化史总体上呈冷却的趋势。自晚白垩世以来,盆地各地普遍遭受了抬升剥蚀过程,估算的地层剥蚀量在2281～4484m之间。     

济阳坳陷第三系地层中自生磷灰石的裂变径迹年龄测定

经电镜分析发现,胜利油田主要产油(气)的第三系沉积岩中存在少量自生磷灰石,其特征为:具有自形或半自形;颗粒周围无风化晕圈;沿大的裂隙也无风化晕带。作者采用裂变径迹法对该自生磷灰石作了单颗粒年龄测定。实践证明,裂变径迹法测定年轻沉积地层的年龄是可行的。     

Fission track evidence for the Mesozoic Cenozoic tectonic uplift of Mt. Bogda, Xinjiang, Northwest China

1 IntroductionThe Mesozoic-Cenozoic tectonic evolution and ki-netics mechanism of the intracontinental orogen are thekey subjects of continental dynamics (Ma Zongjin andGao Xianglin, 2004) and the key to understanding theregional geological tectonics (Qia…     

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。     

Fission Track Thermochronology Evidence for the Cretaceous and Paleogene Tectonic Event of Nyainrong Microcontinent, Tibet

Fission track dating was applied to analyze the 20 samples from Nyainrong microcontinent, and we obtained 20 apatite and 15 zircon fission track ages. The results show single population grain ages with a single mean age and associated central ages mainly ranging from 108±7Ma to 35±4Ma.Their mean track lengths are 12.2–13.9 μm with a single peak. Zircon fission track age range from 78±3 Ma to 117±4 Ma. The results represented the two tectonic uplift events in the study area, namely the Cretaceous and Paleogene periods. According to thermal history modeling results, uplifting rates of two tectonic events is 0.31–0.1 mm/a and 0.07–0.04 mm/a respectively. Combined with field condition and study results, it is suggested that the Cretaceous tectonic uplift event was related to the closure ocean basin caused by Qaingtang–Lhasa collision, and the Paleogene tectonic uplift event was related to the south to thrust system caused by Indo–Asian collision.     

新疆阿尔泰造山带构造活动的磷灰石裂变径迹证据

从对新疆阿尔泰造山带西部构造活动的研究中获得一批较为系统的磷灰石裂变径迹分析结果。 32个磷灰石裂变径迹年龄为 (16 3.0± 6 .4 )～ (4 6 .9± 7.2 )Ma ,平均径迹长度为 (14 .5± 0 .1)～(11.3± 0 .4 ) μm ,长度标准差为 1.4～ 2 .7μm。区内具有 3阶段热历史 :约 110Ma之前处于约 10 0～12 0℃较高温稳定阶段 ,然后在约 110～ 4 0Ma期间发生快速冷却与隆升事件 ,从约 4 0Ma开始发生另一较为缓慢的冷却事件。总体上自北而南 ,剥蚀速率和冷却速率均逐渐变小。文中裂变径迹资料表明 ,阿尔泰山西段主要断裂带现在向南倾斜 ,区内构造演化亦主要受Tesbahan、Kulti和Basei三条断裂带逆冲热事件的控制。     

相山矿田邹家山铀矿床成矿热事件的锆石裂变径迹年龄响应

文章以相山矿田邹家山铀矿床为研究对象,探索应用锆石裂变径迹法限定铀成矿热事件时代的可行性。通过对铀矿化蚀变碎斑流纹岩开展锆石裂变径迹峰值年龄拟合解析,获得邹家山矿床碱交代型铀成矿热事件时代为118.8~113Ma,酸交代型铀成矿热事件时代为103.2~99.4Ma,均与两期沥青铀矿U-Pb等时线年龄基本一致。认为热液型铀矿锆石裂变径迹年龄(或峰值年龄)可以限定铀成矿时代。     

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。     

花海拗陷的热演化和生烃期的磷灰石裂变径迹证据

利用裂变径迹分析方法测量了取自花海拗陷的钻井磷灰石样品的裂变径迹年龄和长度。结果表明,随井深增加年龄减小,平均径迹长度亦变短。取自白垩纪地层的磷灰石样品的裂变径迹年龄都比地层年龄年轻得多,表明沉积后曾长时间处于磷灰石裂变径迹退火带中,沉积前的径迹记录已部分消失,古地温高于今地温。利用蒙特卡罗随机取样的热史模拟方法对裂变径迹数据进行了分析,结果表明白垩纪地层沉积后曾经历过超过110 ℃的加热,达到最高古地温的地质时代是早白垩世晚期—晚白垩世末,为主要生烃期。新生代以来盆地变冷,生油岩的成熟度主要受古地温控制     

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。