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。     

五台山新生代隆升剥露的磷灰石裂变径迹研究

五台山是中国三级地貌重要分界线之一太行山脉海拔最高的山,其隆升历史的研究对中国三级地貌形成时代的确定具有重要意义.沿五台山最高峰北台顶向北自上而下至山根和阜平县境内长城岭地区海拔最高点向东自上而下至山根两条剖面,分别采集一系列岩石样品,最后挑选16个样品进行磷灰石裂变径迹研究.通过对封闭径迹长度分布直方图的分析,表明五台山样品自晚白垩纪末以来一直在单调冷却,即五台山在持续地隆升;通过对样品径迹年龄-高程图的分析,同时结合热史模拟及Excel数据拟合,表明晚白垩纪末以来五台山的隆升为分阶段幕式过程,共经历了三期快速隆升：74～58 Ma、46～31 Ma及15 Ma左右.五台山晚白垩纪末以来的隆升与太行山其他地区及周边张宣隆起、泰山等其他山系的隆升在时间上存在对应关系,所以,五台山新生代隆升为区域性构造演化的一部分.     

川西坳陷鸭子河地区基于多种古温标的钻井热史恢复

利用镜质体反射率(Ro)、磷灰石裂变径迹(AFT)和伊利石结晶度(IC指数)等古温标恢复了四川盆地川西坳陷的钻井热史,对比了不同温标最高古地温的恢复结果.研究表明,研究区晚白垩世至今总体表现为冷却及抬升剥蚀的过程,地温梯度由约26℃·km-1降低至约22℃·km-1,剥蚀量约1.3~1.9km.约80 Ma以来开始抬升剥蚀,40—2.5 Ma经历了一个热平静期,第四纪存在一定的增温,地温梯度增高约5℃·km-1.三种古地温恢复结果具有较高的一致性,相对于镜质体反射率(Ro)和磷灰石裂变径迹(AFT)等成熟古温标,伊利石结晶度作为有机质成熟度指标和沉积岩古温标的应用处于定性分析阶段,该指标的热演化模型仍需进一步探索.     

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。     

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。     

地球化学在物源及沉积背景分析中的应用

物源分析是盆地分析和古地理分析不可或缺的内容和方法,地球化学在物源及沉积背景分析中起着非常重要的作用。运用文献研究法对“地球化学在物源及沉积背景分析中的应用”有关文献进行了研究,分析阐述了常量元素分析、稀土一微量元素分析以及裂变径迹、K—Ar、Ar-Ar、Rb—Sr、Sm—Nd、UPb、Re-Os、S、0、Si同位素分析等方法及其优势与不足。结果表明：常量元素、稀土一微量元素分析在源区物质组成、构造背景、源区风化强度、成分成熟度及氧化一还原条件判别方面有很好的应用效果;各种同位素分析体系在不同目的的研究中具有自身优势,均得到了很好的应用。但影响岩石化学成分的因素较多,特别是对于沉积岩,很容易受外生营力的影响;物源及沉积背景分析中的地球化学方法运用单一;对研究区区域地质情况的研究不足。为此,建议在利用地球化学方法进行物源及沉积背景分析时,需要充分认识影响碎屑沉积物化学组成的因素,综合运用多种方法进行物源区分析,扬长补短,同时要特别注意对区域地质情况的研究。     

鄂尔多斯、沁水盆地晚新生代隆升-剥蚀历史

鄂尔多斯、沁水盆地的裂变径迹资料显示晚新生代以来鄂尔多斯、沁水盆地经历了两次隆升过程 ,分别发生于 2 7～ 2 0Ma间和 8Ma以来。隆升造成沁水盆地一带约 4.2 km的剥蚀量 ,鄂尔多斯盆地东部约 3.7km的剥蚀量 ,鄂尔多斯盆地西部约2 .2 km的剥蚀量。     

磷灰石低温热年代学技术及在塔里木盆地演化研究中的应用

随着磷灰石低温热年代学技术理论研究的不断完善和发展,它已被广泛用于地质体定年、构造-热演化、地形地貌演化等研究领域。该文首先对磷灰石裂变径迹和(U-Th)/He热定年技术近几年的研究进展进行了综述,在此基础上阐述了低温热年代学方法在塔里木盆地构造-热历史和物源分析领域的应用效果。多组分动力学退火模型的建立、激光剥蚀ICP-MS方法的提出及裂变径迹自动测试仪的开发极大地推动了磷灰石裂变径迹技术的发展。对于磷灰石(U-Th)/He热定年技术,FT-等效圆校正模型极大地降低了He年龄校正过程中产生的误差;辐射损伤捕获扩散模型首次揭示了晶格缺陷对4 He扩散的影响模式;辐射损伤积累和退火模型有效地解释了克拉通盆地部分磷灰石样品裂变径迹年龄小于He年龄的现象。塔里木盆地巴楚隆起的低温热年代学数据和热史模拟结果揭示出巴楚隆起自中生代以来曾经历过185~140Ma、140~100Ma、75~50 Ma等三期快速隆升事件,主要是由羌塘地体、拉萨地体、印度板块与欧亚板块南缘碰撞引起的。塔北隆起钻孔内浅部样品的磷灰石裂变径迹年龄和(U-Th)/He年龄都大于相应的地层年龄,记录的是物源区南天山的热信息;其热史模拟结果揭示出南天山曾经历过晚中新世—早上新世(15~5 Ma)一期快速隆升事件,并以此构建了塔里木盆地北部与南天山晚中新世—上新世构造-沉积耦合演化模式。     

低温热年代对黄陵隆起中新生代古地形的约束

低温热年代技术已经广泛应用于造山带的剥露作用和古地形演化的研究。本文对黄陵隆起进行了裂变径迹和(U-Th)/He热年代学研究,分析计算其隆升剥露速率和厚度,恢复黄陵隆起中新生代古地形。依据岩石样品冷却历史计算出的剥露速率以及剥露厚度结果,综合黄陵隆起现今地形起伏,均衡回弹作用以及古海平面变化情况,获得了黄陵隆起早侏罗世、早白垩世、晚白垩世、晚始新世以及现今5个时期的古地形变化情况。结果表明黄陵隆起地形表现为持续降低的趋势,并存在两期剧烈的隆升剥露阶段。分析认为,白垩纪(140~80 Ma±),黄陵隆起的快速隆升剥露作用与秦岭大别造山带大规模的挤压作用密切相关,晚始新世以来(40~0 Ma)黄陵隆起的快速抬升剥露作用则是对喜山期构造运动的响应。     

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。