裂变径迹定年技术在构造演化研究中的应用

裂变径迹技术是一种以磷灰石和锆石等矿物为定年对象的低温热年代学方法,特别适用于研究上地壳岩石冷却剥露的时间和过程。该技术在地学中的应用早期以定年为主,随着对裂变径迹长度分布特征与裂变径迹退火特性的深入研究,这种方法得到更广泛的应用,在此基础上综述了裂变径迹技术在下列构造演化问题中的应用和进展,包括：（1）造山带隆升时代及隆升速率的研究;（2）造山带热演化历史的研究;（3）快速蚀顶或冷却事件的年代确定;（4）盆地反转时代的确认;（5）盆地基底岩系构造热历史的研究;（6）盆山耦合过程的研究。     

准噶尔盆地北部燕山中期古地温梯度恢复

运用磷灰石裂变径迹(AFT)法和镜质体反射率(Ro)法恢复了准噶尔盆地北部燕山中期的古地温梯度。研究结果显示,磷灰石裂变径迹(AFT)恢复的古地温梯度分布在3.5~3.9℃/hm;镜质体反射率(Ro)恢复的古地温梯度接近4.0℃/hm;平均接近3.7℃/hm,明显高于2.3℃/hm的现今地温梯度。准噶尔盆地北部燕山中期较高古地温场背景不仅对烃源岩热演化研究具有重要意义,同时也指示了准噶尔盆地北部存在一次燕山中期构造热事件。     

青藏高原腹地羌塘盆地白垩纪快速隆升的锆石裂变径迹测年证据

青藏高原的成因与形成过程一直是全球地质学家争议的焦点。为了约束青藏高原腹地晚中生代的构造隆升运动。本文在青藏高原中部的羌塘盆地内三个地区采集了14件锆石裂变径迹测年样品,并进行了系统测年分析。结果显示,羌塘盆地在早白垩世(148Ma~94Ma)发生了强烈的构造运动。由于新特提斯洋向拉萨地块之下不断消减挤压,羌资盆地与拉萨地块之间发生了重要的板块碰撞,从而使羌塘盆地在28Ma~48Ma的时间间隔内发生了快速的隆升运动,岩石迅速从~300℃冷却到~180℃以下,降温幅度达120℃。快速的构造隆升使得羌塘盆地的古海拔迅速增大,进而可能形成一个以南羌塘为核部,地貌向南、北逐渐降低的原始高原。原始高原的出现使得南羌塘地区成为剥蚀区,为拉萨地块内的萎缩海盆提供物源供给。羌塘盆地晚白垩世(89Ma~73Ma)的构造隆升很有限,但此次构造隆升可能在拉萨地块内比较显著,从而导致了拉萨地块内海相沉积的结束和大量陆相粗碎屑沉积的开始,并且可能使原始高原的范围不断扩大,甚至延伸到整个拉萨地块。     

西昆仑及邻区区域构造演化的碎屑锆石裂变径迹年龄记录

通过对西昆仑北部山前的碎屑锆石裂变径迹年代学分析,将年龄划分为8个峰值区间:P1—4.7Ma以来;P2—13～9Ma;P3—24～18Ma;P4—47～33Ma;P5—79～57Ma;P6—131～103Ma;P7—185～180Ma;P8—267～235Ma,各峰值分布受阶段性抬升剥露和热事件共同影响。P8与P5主要受热事件控制,P6、P4、P3、P2、P1主要和抬升剥露有关,P7主控因素不明显。裂变径迹年龄峰值与西昆仑及邻区发生的一系列重大构造事件的时限吻合,并伴随强烈的区域性断裂活动,指示裂变径迹年龄峰值记录了西昆仑及邻区构造演化的重大事件;其中,晚白垩世以来喜马拉雅东、西构造结抬升具有相似性,反映了青藏高原自印度板块与欧亚大陆碰撞以来经历了相似的阶段性抬升。柯克亚连续沉积剖面显示西昆仑及邻区4.7Ma以来开始最后一次大规模抬升,并指示上新世以来西昆仑及邻区的径迹年龄储备表现出由多样性向一致性、由无规律向年轻化的发展趋势,暗示4.7Ma以来的抬升具整体抬升性质;3.6Ma为抬升的转折点,表现为抬升剥露速率加快、基底开始大规模出露地表,西昆仑山对南边的水流形成障碍。     

新疆博格达—哈尔里克山晚新生代压扭性变形与隆起成山

压扭性走滑变形是陆内变形的最主要构造样式之一,并且是陆内造山系统得以形成的最基本构造样式。位于天山东部的博格达—哈尔里克山链,横亘在吐哈盆地和准噶尔盆地之间,是研究新生代山脉形成理想的野外实验室。本文结合压扭造山带的研究,通过野外地质填图、遥感解译和DEM分析,裂变径迹测试等研究,确认博格达—哈尔里克山与山脉隆起相关的断裂构造主要为北东东向和北西西向压扭性走滑断裂,认为它是晚新生代压扭造山带(transpressional orogen)。主要证据是:首先博格达—哈尔里克山与山脉隆起相关的构造变形为北东东70°走向和北西西290°走向,山脉两侧呈现向盆地方向的逆冲冲断构造,体现了近南北向为构造主压应力场特点;其次天池河床砂岩屑AFT分析出的年龄峰值集中在42.8 Ma(62.8%)、18.8 Ma(29.0%)、3.2 Ma(8.2%),表明样品所代表的流域地质体在42.8 Ma、18.8Ma、3.2 Ma经历了3次冷却事件。依据裂变径迹等年龄投影圈闭图显示博格达山裂变径迹年龄存在中间新,两边老的特点。基于相同的大地构造背景,压扭造山模式也可以解释整个天山晚新生代山脉强烈隆升。     

龙门山冲断隆升及其走向差异的裂变径迹证据

大量的低温年代学研究用来讨论龙门山晚新生代的隆升,但很少涉及其走向差异和中生代隆升。本文分别沿龙门山北、中、南段3条剖面进行了锆石和磷灰石裂变径迹测试,结合已有的热年代学数据,以期揭示整个中-新生代期间龙门山隆升历史及其时空变化。中生代以来,龙门山主要有印支期(约200 Ma)、早白垩世末(约100 Ma)、早新生代(65～30 Ma)以及晚中新世(15～9 Ma)等或快或慢的冷却事件,总体上经历了中生代至早新生代的缓慢冷却和晚新生代快速冷却2个阶段,快速剥露开始于15～9 Ma,剥蚀速率由早期的0.1 mm/a增加到0.15～0.3 mm/a左右,局部可达0.9 mm/a左右。走向上,龙门山北段相对偏小的锆石裂变径迹年龄和相对偏大的磷灰石裂变径迹年龄反映其在中生代较中、南段隆升更快,而裂变径迹年龄总体上从北段向中、南段减小,表明中、南段在新生代发生了更快的隆升。倾向上,多种热年代学数据显示新生代期间在北川断裂和彭灌断裂两侧存在明显的差异剥露,这种差异在中、南段表现比北段更为突出。龙门山晚新生代快速隆升和剥露是青藏高原区域隆升背景上叠加的冲断活动所致,而非下地壳流动驱动。     

宁武盆地及周缘岩体裂变径迹对山西地块中—新生代构造演化的约束

宁武盆地及周缘岩体的抬升剥蚀对于山西地块中—新生代构造演化具有重要的指示意义。本文对宁武盆地及周缘岩体进行裂变径迹分析,磷灰石裂变径迹年龄97～47 Ma,锆石裂变径迹年龄161～141 Ma。裂变径迹记录了早白垩世早期(145～125 Ma)、晚白垩世(85～70 Ma)、古新世晚期—始新世早期(59～53 Ma)和渐新世晚期(28 Ma)的4次抬升剥蚀事件。综合分析山西地块的裂变径迹数据,表明隆起区晚古生代以来发生了多期抬升剥蚀事件。山西地块中—新生代构造演化具有时空差异。周缘岩体样品的裂变径迹年龄大于盆地内沉积地层样品的年龄,指示了周缘山体先于盆地抬升剥蚀。晋东北抬升剥蚀时限早于晋西南。山西裂谷系西南端裂开较早。裂谷系发育具有由南向北扩展的特征,这与地层保留记录相一致。山西地块现今地貌格局是在中生代发育一系列雁行状排列的复背斜和复向斜构造基础上发展而成的。     

皖南黄山花岗岩体隆升时代的裂变径迹制约

皖南黄山岩体一系列构造隆升事件是由古太平洋板块与欧亚板块碰撞引发驱动的.相应的低温热年代学研究能够更好地揭示隆升机制和区域构造演化.黄山岩体南部7个锆石裂变径迹(ZFT)样品的x2检验结果显示,单颗粒年龄值分布广泛,不符合泊松单一年龄群分布特征.通过二项式峰值拟合法,4个典型ZFT样品的单颗粒年龄共区分出三个主要的年龄...