赞比亚卢弗里安弧构造带再活化的证据:锆石和磷灰石裂变径迹年代学

锆石和磷灰石裂变径迹年代学对揭示构造热事件的形成及演化过程具有重要的研究意义.利用锆石和磷灰石裂变径迹测试及热史模拟探讨了卢弗里安弧构造带自泛非构造运动以来的构造热演化过程.谦比希铜矿床和恩昌加铜（钴）矿床位于卢弗里安弧铜-钴成矿带中的赞比亚境内.对采自该两个矿床中的5件新鲜岩石样品进行挑选,获得了5件锆石和4件磷灰石样品.首次获得了卢弗里安弧构造带中的裂变径迹年龄,5件锆石样品的年龄分别为265±22 Ma、230±10 Ma、228±9 Ma、225±9 Ma和221±10 Ma.4件磷灰石样品的年龄分别为145±10 Ma、133±10 Ma、130±10 Ma和92±9 Ma,径迹长度介于（11.4±2.4）~（11.8±2.4）μm.从热历史模拟结果可看出,从300~260 Ma,古地温持续降低至90 ℃左右;随后,缓慢降低至现今的地表温度.对比卢弗里安弧构造带、赞比西构造带和达马拉构造带中的年龄数据,研究表明非洲中南部地区二叠纪-白垩纪的构造活动是一个区域性的构造活动事件.      

吕梁山脉中北段元古代花岗岩体隆升演化的裂变径迹证据

研究区位处华北克拉通中部造山带,在中-新生代经历了多次构造体制与区域构造属性的重大转变。对吕梁山脉中北段古元古代花岗岩体隆升剥露的定量化研究,可以更加整体、直观的认识中部构造带内基底岩石隆升剥露作用,有助于了解华北克拉通演化过程。同时能为周围能源型盆地的形成演化提供佐证,深化对盆地资源赋存条件的认识,从而为资源的开发提供基础证据。通过对研究区古元古代花岗岩体系统的裂变径迹热年代学采样分析,揭示了基底岩石初始隆升剥露作用发生在晚白垩世至新生代早期,主要有两个阶段:白垩世晚期约88~77Ma和新生代早期约65~53Ma。之后,样品处在磷灰石退火带之上,虽有短暂的再次埋藏,但总体一直处在抬升剥露作用下。磷灰石裂变径迹数据和热史模拟表明,不同岩体抬升剥蚀在时空上具有非均衡性,晚白垩世早期,中部关帝山岩体呈穹隆状隆升剥蚀。北部芦芽山岩体和云中山岩体晚白垩世遭受挤压,发生隆褶变形。新生代以来,岩体加速隆升,早期(65~53Ma)是岩体抬升-剥露速率出现转折的关键时期,与东西两侧相邻断陷的发育具成因上的耦合联系,在华北地块中部地区具有区域响应,并可能奠定了现今吕梁山脉中北段的地势发展格局。     

鲁西地块NW走向断层的活动特征及裂变径迹证据

不同于华北克拉通东部普遍存在的NE走向断层,鲁西地块广泛发育一组特征明显的NW走向断层,包括非控盆断层和控盆断层两类。前者位于鲁西地块最南部,倾角相对较陡,错开了古生界及以下地层,下盘太古宇中发育韧性剪切带,断层碎裂岩指示断层存在多期活动;后者位于非控盆断层以北,除蒙山断层外韧性剪切带不发育,倾角相对较缓,控制了中生代以来的沉积。磷灰石/锆石裂变径迹证据分析得出NW走向断层的活动存在差异。断层上、下盘样品磷灰石裂变径迹表观年龄在在67±5~35±2Ma之间,径迹直方图表明样品在冷却过程中没有受到热扰动。通过平均径迹长度-年龄(或香蕉图)图、单颗粒峰值年龄、径迹年龄谱模式以及热史反演模拟综合分析来约束断层的活动时间,结果表明非控盆断层可能在早侏罗世约184Ma开始活动,之后在晚白垩世80~75Ma以及新生代~61Ma和51~43Ma活动,43Ma之后不再活动。控盆断层活动时间稍晚,于早白垩世约141Ma、晚白垩世80~75Ma活动,新生代活动时间为约61Ma、49~42Ma以及36~32Ma。总体上,NW走向断层由早到晚由南向北发育,非控盆断层活动时间早、结束早;控盆断层活动晚、结束晚,并控制了凹陷的向北发育。中生代以来区域构造应力场的变化和郯庐断裂带的走滑作用是导致两类NW走向断层差异演化的根本原因,在深部则受控于晚三叠世以来华北、扬子板块陆陆碰撞和古太平洋板块俯冲方向和速度的改变。印支期后挤压到伸展的转变,加上郯庐断裂带的左行走滑,使靠近华北克拉通南缘的前端NW走向断层首先发育,因倾角较大故不控制盆地发育;向北的后端相对伸展,成为控盆断层,后经早白垩世约141Ma期间的伸展、晚白垩世末80~75Ma和新生代的发育断层最终成型。NW走向断层的这种大致向北迁移的规律,隐示华北克拉通破坏可能始于早侏罗世或晚侏罗世,且由南向北逐渐拆沉。     

海南岛北部晚中-新生代剥露过程的低温年代学约束

【目的】研究海南岛大地构造在中-新生代的隆升剥露过程与热演化史,为华南地块的构造演化提供有力证据。【方法】利用磷灰石裂变径迹(AFT)、磷灰石及锆石(U-Th)/He等构造热年代学研究方法,重建海南岛北部岩体的构造-热演化历史,分析侵入岩体在不同构造热演化阶段的冷却剥蚀速率,并进一步探讨岩体隆升过程的动力学过程。【结果】AFT年龄介于(33.3±2.5)~(45.0±3.5)Ma之间,磷灰石平均长度为(12.68±0.28)~(13.04±0.9)μm;磷灰石(U-Th)/He(AHe)单颗粒年龄(36.3±2.2)~(60.2±3.7)Ma,锆石(U-Th)/He(ZHe)单颗粒年龄为(79.5±4.9)~(98.4±6.1)Ma及(37.1±2.3)~(59.6±3.7)Ma。联合反演热史揭示,研究区岩体自晚白垩世(约100 Ma)以来的冷却过程有明显的差异性,可分为4个阶段:1)约100~45 Ma相对缓慢冷却阶段;2)约45~35 Ma快速冷却剥蚀阶段;3)约30~35 Ma至10 Ma缓慢冷却过程;4)约10 Ma以来再次快速冷却剥露。【结论】海南岛北部花岗岩体阶段性抬升冷却与(古)太平洋板块的俯冲后撤、西南部印度-欧亚大陆碰撞和中新世晚期菲律宾海板块向西俯冲挤压有关。海南岛北部在Ⅰ、Ⅱ期(始新世晚期)剥蚀阶段基本造成总剥蚀量的2/3。     

沉积盆地热演化史研究方法与叠合盆地热演化史恢复研究进展

沉积盆地构造热事件的研究是盆地热演化史研究的热点及前缘领域。介绍了低温热年代学方法、古温标法及地球动力学模型方法研究中的新进展。叠合盆地构造-热演化史恢复是热演化史研究的前缘领域及难点,低温热年代学测年技术已成为叠合盆地构造-热演化史恢复的重要方法。中国普遍发育叠合盆地,叠合盆地古地温场经历的后期叠加改造普遍存在,叠合盆地的后期盆地对前期盆地的古地温场信息有抹去或掩盖作用。从叠合盆地叠加与改造对古地温场产生影响的角度出发,根据叠合盆地不同演化阶段地温场信息记录、保持及后期叠加改造情况的不同,结合多种古地温研究方法,以正确的地质模型及大量的实际地质资料为约束,提出分演化阶段真实恢复叠合盆地热演化史的新思路及方法。     

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。     

裂变径迹方法约束的塘古兹巴斯坳陷中-新生代热演化史——来自青藏高原构造运动的响应

塘古兹巴斯坳陷中生代地层缺失严重,中生代以来的构造发育、隆升过程,是该区构造-沉积演化的难点。裂变径迹低温热年代学技术是近年来用于沉积盆地热史研究的新技术,在地质热事件定年、地质体热演化历史、构造区隆升与剥蚀等方面应用十分广泛,在确定隆升过程及热历史上有其独到的优越性。本文通过塘参1井钻井岩心样品的裂变径迹实验和热演化史模拟,结合地层发育情况,揭示了塘古兹巴斯坳陷中-新生代存在5个冷却抬升-增温沉降旋回,即248~240Ma(早-中三叠世)、199~120Ma(三叠纪末-早白垩世)、72~55Ma(晚白垩世-古新世)、24~15Ma(晚渐新世-早中新世)和7.4~2.2Ma(中新世晚期-上新世)等5个抬升冷却期,期间为沉降沉积期。此5个冷却阶段的平均冷却速率的变化具有先增后降的过程,从三叠纪至中新世期,平均冷却速率逐渐增大;在早中新世达到最大为4.22℃/Myr;晚中新世至今,平均冷却速率逐渐减小。反映了中-新生代以来隆升最快的时期为喜马拉雅中期(24~15Ma)。持续最长时间的抬升表现在侏罗纪-早白垩世中期,塘古兹巴斯坳陷处于前缘隆起,未接受沉积,并使中上三叠统沉积地层遭受剥蚀。且塘古兹巴斯坳陷中古生代及晚古生代早期沉积地层,在早-中三叠世前经历了较高的古地温,致使磷灰石样品发生完全退火,锆石样品部分退火,不同于相邻的巴楚地区。塘古兹巴斯坳陷热演化过程中冷却(抬升)及增温(沉降)事件的发生时期,与古特提斯、新特提斯闭合及印度-亚洲碰撞的关键时刻相吻合,可作为青藏高原多阶段构造运动的响应。     

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。     

山上擒“盗贼”

11月19日上午,固始县方集国土资源所工作人员在方集镇吴上楼山上动态巡查时,细心的易所长突然发现地上有挖掘机履带的痕迹。于是他带着几个人沿着痕迹开始追查。大约走了一公里后,他们发现一台大型挖掘机正停在一废弃小煤窑IEI处,旁边有刚刚挖掘的痕迹,现场却没有人。“看样子是有人想挖开窑口,伺机偷采煤炭。”     

扬子地台东南缘武陵凹陷区新生代以来的隆升剥蚀过程——来自碎屑岩磷灰石裂变径迹的证据

为揭示扬子板块东南缘新生代以来的热隆升历史,选取扬子地台东南缘武陵凹陷区为研究区,开展磷灰石裂变径迹测年和热演化史模拟,揭示扬子地台东南缘武陵凹陷区古近纪以来的构造-热演化过程。测年结果显示,武陵凹陷区自晚中生代以来经历了晚三叠世—白垩纪的坳陷沉降和白垩纪末期以后的持续隆升剥蚀2个构造发展演化阶段。定量分析结果显示,研究区新生代以来的隆升可分为2期：Ⅰ期自约80 Ma开始,该隆升事件的启动应与四川运动有关;Ⅱ期自约28 Ma开始,该时期持续的隆升与印度板块和欧亚板块在雅鲁藏布江带的碰撞有关。扬子地台东南缘武陵凹陷区的磷灰石裂变径迹数据,揭示了武陵凹陷区的构造-热演化过程,弥补了该区热年代学研究的不足,对揭示武陵凹陷区乃至整个中上扬子中—新生代的构造热演化过程具有重要意义。