中、上扬子白垩纪以来的剥蚀过程及构造意义——低温年代学数据约束

通过对磷灰石裂变径迹（AFT）数据系统的对比,本文从整体上分析了中、上扬子区块各地质单元在晚中生代、新生带抬升冷却特征,并初步构建了区域上中-新生代构造活动与内陆变形的时空关系.它们的构造活动在空间上具有分区性和连续性特征,在时间上具有幕式性特征.空间上的分区性与连续性主要表现在各地质单元隆升特征的差异性,即中扬子北缘江汉盆地、黄陵隆起最早开始冷却到大巴山逆冲带、米仓山-汉南隆起晚侏罗世自北（东）向南（西）的隆升与江南-雪峰山隆起、湘鄂西褶皱带、川东褶皱带及川东北地区自南东向北西依次递进逆冲褶皱变形的差异;构造活动时间上的幕式特征主要表现在阶段性的快速冷却及其相间的缓慢冷却过程.中、上扬子北缘大巴山逆冲带、米仓山-汉南隆起磷灰石裂变径迹年龄从北（东）向南（西）逐渐变小,它们在晚中生代、新生代处于秦岭-大别造山带向扬子地块逆冲挤压变形的动力学背景;而湘鄂西褶皱带、川东褶皱带及川东北地区磷灰石裂变径迹年龄自南东向北西方向减小的趋势主要受控于太平洋板块的俯冲挤压效应.中、上扬子喜山晚期的快速冷却主要是青藏高原隆升及其向东与南东方向构造逃逸挤压作用及亚洲季风等气候变化的响应.磷灰石裂变径迹的系统分析为中、上扬子递进扩展构造变形提供了年代学约束.     

中扬子北缘京山二叠系古油藏特征及石油地质意义

通过详细的野外地质调查和有机地球化学、流体包裹体、(U-Th)/He、裂变径迹及盆地模拟等测试分析手段,深入系统地探讨了中扬子北缘京山雁门口二叠系古油藏源岩、原油有机地球化学特征及古油藏形成-改造过程。研究结果表明：区内二叠系烃源岩有机质丰度高、类型好,属于优质烃源岩;区内油气显示主要为黄绿色或褐黄色轻质油苗,产状以晶洞型、裂缝型和缝洞型为主;源岩和原油的有机质主要来源于海相还原环境,推测原油可能主要来源于二叠系烃源岩,为自生自储;古油藏油气显示保存至今的最主要因素可能是保存条件或封闭条件较好。通过流体包裹体和地层埋藏史分析认为,区内二叠系烃源岩生油时间主要在早三叠世初期;而在晚三叠世-晚侏罗世(203~159 Ma)有一期或多期与油气运移有关的热流体活动,同时也是古油藏形成的关键期。裂变径迹和(U-Th)/He热年代学证据则显示古油藏形成后主要经历3期构造叠加改造(晚侏罗-早白垩世的强烈构造抬升-冷却、晚白垩世-古近纪早期的缓慢抬升-冷却及古近纪中后期以来的相对强烈的抬升-冷却),其中晚侏罗世-早白垩世的构造抬升剥蚀-冷却事件可能是古油藏被改造,乃至完全破坏的主要因素。通过对该古油藏系统分析认为,在中扬子燕山期构造活动较弱地区,二叠系裂缝、晶洞发育带内上古生界海相油气勘探潜力较大。     

下扬子中生代构造-热事件及其对海相烃源岩生烃的影响

温度是控制烃源岩有机质生烃的主要因素,构造-热事件下的高温作用对烃源岩的增熟和生烃历程具有显著影响.通过地质分析和磷灰石、锆石裂变径迹、磷灰石U-Th/He低温热年代学数据、火山岩年龄数据分析认为,下扬子中生代存在印支期(T_3-J_2),燕山期(J_3-K_1)构造-热事件,沉积盆地达到最高古热流的时间大约为130~110Ma.古温标镜质体反射率热史反演结果揭示句容地区最高地表古热流达到~94mW·m~(-2),泰兴地区为~78mW·m~(-2),热事件的强度由西至东减弱.基于EASY%Ro模型的生烃史正演结果揭示:寒武系烃源岩在常州地区主生气期为早二叠世晚期至晚三叠世末,在句容、泰兴地区主生气期为晚三叠世-早白垩世.由于T_3-J_(1-2)前陆盆地沉积和早白垩世岩浆活动热事件的双重作用,海相烃源岩有机质在早白垩世末达到最高古地温.虽然K_2-E期间在句容、泰兴和常州部分地区具有一定的沉降幅度,甚至使得部分地区海相烃源岩的埋深超过早期的埋深,但由于K_2以来大地热流降低,海相烃源层地层温度却低于早期的地温,有机质未能普遍进一步增熟生烃,即这些地区不存在大面积的二次生烃.     

秦岭太白山新生代隆升冷却历史的磷灰石裂变径迹分析

伸展正断层下盘的冷却历史记录了主要伸展变形的时间及幅度.太白山位于秦岭北缘,作为伸展正断层的下盘,其新生代伸展隆升冷却历史有助于我们更好地理解渭河盆地的伸展变形时间及其幅度.本文利用磷灰石裂变径迹分析方法对太白山的冷却历史进行了研究.来自太白山总计17个样品的磷灰石裂变径迹数据及热历史模拟揭示出山体经历了始于约48 Ma的小幅度快速抬升冷却阶段,和始于约9.6 Ma的大幅度快速抬升冷却阶段;分别对应平行于秦岭北缘山脉的两阶段伸展变形.始于约48 Ma的伸展变形可能是印度板块与欧亚板块碰撞作用在大陆内部的远场响应,而始于约9.6 Ma的快速伸展变形可能与青藏高原在该时期快速隆升和对外扩展有关.     

阿尔金东段白垩纪以来阶段性隆升的裂变径迹年龄证据

阿尔金山处于青藏高原北缘,其中—新生代形成与演化过程研究是认识青藏高原隆升扩展的关键。以阿尔金东段拉配泉一带岩体为研究对象,通过锆石、磷灰石低温热年代学研究来揭示阿尔金东段白垩纪以来的抬升冷却过程,进而全面认识阿尔金中—新生代的隆升剥露史。结果表明：拉配泉地区锆石和磷灰石的裂变径迹中心年龄分别为116～108和47～19 Ma,记录了阿尔金东段地区早白垩世以来的冷却事件。热史模拟结果显示：阿尔金东段北缘在60～48和约10 Ma以来发生了两期快速降温事件;第1期事件,在印度板块向欧亚板块俯冲作用下,青藏高原北缘隆升并产生逆冲推覆作用,阿尔金断裂再次开始活动,阿尔金东段山体发生快速剥露;第2期事件,在印度板块和欧亚板块碰撞的远程效应下,阿尔金主断裂的大规模走滑运动导致了该地区的快速剥露;这两期事件的平均冷却速率分别为2.85℃·Ma^-1和4.84℃·Ma^-1。     

东昆仑五龙沟金矿床成矿热历史的裂变径迹热年代学证据

本文将取自五龙沟地区3个金矿体(区)的锆石和磷灰石进行裂变径迹热年代学分析,实测锆石裂变径迹年龄为197.4～235.0Ma,实测磷灰石年龄为200.5Ma,磷灰石校正年龄为244Ma,这与已有的RbSr和KAr同位素年龄范围207.1～252.9Ma基本一致,代表了相应温度时的成矿时代。热历史模拟结果显示,矿区主要经历了2次升温和降温过程,不仅体现了成矿作用的长期性,而且体现了成矿作用多期次的特征,各矿体矿石中锆石的裂变径迹年龄相差较大亦是佐证,并且符合多期次成矿的地质特征。     

嘉黎断裂带两侧晚新生代差异隆升的磷灰石裂变径迹纪录

对嘉黎断裂带两侧的磷灰石裂变径迹年代学测试表明,断裂带北侧的磷灰石裂变径迹年龄在5.6~11.7Ma之间,属中新世晚期;断裂带南侧的磷灰石裂变径迹年龄明显较小,6个样品中有5个样品的磷灰石裂变径迹年龄在4.0~5.9Ma之间,属上新世早期.嘉黎断裂带北侧5.6~11.7Ma期间的隆升速率为0.07~0.09mm/a.5.8Ma以来平均剥露速率为0.50mm/a,平均隆升速率1.33mm/a.断裂带南侧4.7Ma以来平均剥露速率为0.62mm/a,平均隆升速率1.68mm/a.两侧样品都反映上新世以来有较强烈的隆升作用,并且南侧比北侧隆升作用更强烈.     

裂变径迹法在研究造山带隆升过程中的应用介绍

介绍了４种类型的造山带隆升－冷却模式,不同模式对应不同的磷灰石裂变径年龄－－高程图特征;了不同构造造背景下的热历史特征一裂变径迹年龄序列。裂变径变宅遮挡同统计分布型式对应于不同的热历史,具有不同的年代学意义。     

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。     

秭归盆地中新生代构造-热演化的裂变径迹约束

通过磷灰石裂变径迹年龄的测定以及时间-温度热历史的反演,揭示了秭归盆地中新生代构造-热演化过程。结果表明:秭归盆地自120 Ma左右开始缓慢隆升,主要经历了3个强烈的隆升阶段:(1)晚白垩世100~80 Ma开始强烈隆升,是燕山期造山运动在该地区作用的结果,也可能是黄陵背斜晚白垩世强烈抬升向西延伸的响应;(2)晚始新世40 Ma的强烈隆升,可能是印度板块和亚欧板块碰撞初期作用的远程响应;(3)中新世中期到末期10~5 Ma的强烈隆升,是青藏高原东部边界向东扩展及亚洲季风气候变化的响应。秭归盆地内部自白垩纪以来一直隆升剥蚀,展现出与盆地边缘构造-热演化的差异。通过与黄陵背斜东部的当阳盆地构造-热事件的对比,暗示了黄陵背斜在晚白垩世已隆升剥露至地表,分割了两个盆地。晚侏罗世—早白垩世,秦岭大规模挤压变形逆冲推覆构造作用使得米仓山—汉南隆起和黄陵背斜地区成为中上扬子地区磷灰石裂变径迹年龄相对最大的区域,江南—雪峰陆内造山作用向西北方向的扩展使得湘鄂西地区向川东地区磷灰石裂变径迹年龄具有整体变年轻的趋势。晚白垩世以来太平洋板块俯冲挤压效应使得川东褶皱带周缘及川东北磷灰石裂变径迹年龄自南东向北西方向减小,江汉盆地、当阳盆地及龙泉山以西记录的年轻的磷灰石裂变径迹年龄则与青藏高原隆升及其向南东方向构造逃逸的挤压作用和亚洲季风等气候变化的影响有关。