鄂尔多斯盆地渭北隆起抬升期次及过程的裂变径迹分析

渭北隆起处于活动带(秦岭造山带)与稳定地块(鄂尔多斯地块)的过渡地带,构造位置独特重要,该带抬升期次及过程的确定对盆山作用、盆地动力学演化及油气成藏研究具有重要意义.本文运用磷灰石、锆石裂变径迹分析方法及热史模拟方法对渭北隆起进行了低温热年代学研究,研究表明渭北隆起抬升冷却在南北方向上具有明显的差异性,具有南早北晚的特点.南部奥陶系-下二叠统抬升早,主要为早白垩世晚期102~107 Ma以来,北部自新生代65Ma以来抬升,主要抬升时期为晚始新世40 Ma以来.渭北隆起主要有早白垩世晚期(102~107Ma)及40 Ma以来两期快速隆升,40 Ma以来为渭北隆起的主要快速隆升时期.热演化史模拟曲线表明渭北隆起在约125~100 Ma快速抬升,在100~40 Ma为缓慢抬升,自古近纪晚始新世约40 Ma以来,特别是5 Ma以来发生快速抬升冷却.渭北隆起新生代40 Ma以来的整体快速隆升与秦岭造山带北缘的隆升具有同时性,与渭河盆地的新生代以来快速沉降具有很好的耦合关系.     

雅鲁藏布江逆冲带活动的裂变径迹定年证据

从拉萨至浪卡子南北向约70km长的剖面中选择9个磷灰石样和4个锆石样进行裂变径迹年龄测定，其中磷灰石裂变径迹年龄约37-14Ma，与主要构造-热事件有关，即沿雅藏布江带发生陆-陆磁撞的时代。裂变径迹年龄-样品高程关系图表明该区存在两个构造演化期，约37-20Ma的构造-热事件没有造成差异抬升；约20-14Ma期间出现快速差异抬升的逆冲活动，伴随有快速冷却，其垂直位移量约1020m，总计约2.9km的垂直厚度被剥蚀。约14Ma以来的冷却速率和剥蚀速率分别约为7℃/Ma和约207m/Ma。锆石的裂变径迹分析证实约90Ma以来的构造-热事件温度没有超过310℃。     

沁水盆地构造-热演化史的裂变径迹证据

根据沁水盆地锆石裂变径迹、磷灰石裂变径迹分析结果，结合构造变动、岩浆活动及其它古地温温标等分析资料的综合研究，认为沁水盆地在古生代-中生代中期，沁水盆地地温梯度较低．中生代晚期地温梯度高，在盆地中部可达5.56℃/100 m，在盆地南北两端地温梯度可达8.00℃/100 m以上，表明沁水盆地存在异常地温场，发生过一期强烈的构造热事件．构造热事件发生在110～140 Ma之间，主峰值在120～140Ma之间．构造热事件发生受岩石圈深部热活动性增强及岩浆侵入的控制．沁水盆地石炭-二叠系煤层热演化程度主要受中生代晚期异常地温场控制．磷灰石裂变径迹资料记录了26.2～11.5 Ma前的一次快速抬升冷却事件，盆地抬升冷却具有南、北部抬升冷却早，中部抬升冷却晚的特点．石炭-二叠纪地层在50 Ma以前处于完全退火带，古地温大于125℃，50 Ma以来尤其是渐新世—中新世以来才大规模快速抬升冷却，石炭-二叠纪地层抬升退出了退火带(70～125℃)，处于低温环境．中生代晚期构造热事件控制了沁水盆地石炭-二叠系煤层的生烃高峰期，生烃高峰期在晚侏罗世～早白垩世，新生代渐新世—中新世以来发生大规模抬升冷却，地层温度降低，石炭-二叠系煤层生烃过程停止．     

雅鲁藏布大峡谷气候因素引起地壳剥蚀冷却的证据

雅鲁藏布大峡谷处于东喜马拉雅构造结, 是全球气候和构造作用最为强烈的地区, 也 是地貌演化最为迅速的区域, 因此成为了研究气候构造两者相互作用的良好野外实验室. 在这一地区利用磷灰石裂变径迹的方法, 对多雄拉-背崩剖面上海拔高程分布在4210~710 m 之间11 个基岩样品进行测试. 该剖面是一个综合的气候、构造因素的多元梯度带, 具有降雨量、地形高程、变质程度、热史年龄等方面的梯度变化, 为进行气候-构造因素相互作用的研究提供了途径. 测试的结果显示, 样品的磷灰石裂变径迹年龄分布在(4.6±0.6)~(1.7±0.3) Ma 之间,裂变径迹长度分布在11.0~12.4 μm(标准偏差为2.0~2.7 μm). 在这一剖面上, 磷灰石裂变径迹年龄与高程大致呈正相关, 随着海拔高度的降低, 样品冷却速率呈增加的趋势, 这与同一剖面上用黑云母⁴⁰Ar/³⁹Ar 年代学方法获得的冷却速率随高程的变化趋势不同. 东喜马拉雅构造地区磷灰石裂变径迹年龄的分布, 与区域降水量的分布存在着明显的空间耦合, 指示剖面内岩体的剥蚀冷却速率与降水量之间具有密切的联系. 热史模拟结果一致显示了多雄拉-背崩剖面开始加速剥蚀冷却的转折时间为1.0~0.5 Ma, 与前人获得的大峡谷水汽通道开始发挥作用的时间相一致. 这些证据都显示了以降水为主的气候因素在雅鲁藏布大峡谷最新的快速地壳剥蚀冷却过程中占据了主导的地位.     

大别山天堂寨地区晚白垩世以来剥露历史的(U-Th)/He和裂变径迹分析证据

对采自大别山主峰天堂寨地区高差约1.4 km的垂直剖面内不同高程上的6个样品进行了锆石/磷灰石的(U-Th)/He和裂变径迹分析, 分析结果表明天堂寨地区在晚白垩世~早第三纪期间仍处在冷却剥露过程之中. 垂直剖面上各样品的各个测年体系的年龄-高程关系表明, 在距今110 Ma时存在一个快速的冷却剥露时期; 从距今90 Ma开始, 各样品的年龄随着高程的降低而减少, 可以进一步识别出两个具有不同平均视剥露剥蚀速率的时期. 43.4~22.5 Ma间的平均视剥露剥蚀速率为0.062 km/Ma, 76.4~47.4 Ma间的平均视剥露剥蚀速率为0.039 km/Ma.     

用裂变径迹法研究沉积盆地的地质热历史

沉积盆地中石油生成与盆地的地质热历史即古地温史密切相关,裂变径迹分析为研究古地温变化规律提供了一种有效的新方法。磷灰石是沉积盆地中常见的重矿物,对于1—100Ma的地质时间,磷灰石中在地质年代里积累的~(238)U自发裂变径迹(可称为古径迹)的退火带是60—140℃,这与石油生成的时间-温度条件即所谓油窗十分吻合,几年前Gleadow等人已把磷灰石裂变径迹分析法用于沉积盆地的地质热历史研究并获得令人鼓舞的结果,在本文中,我们采用磷灰石裂变径迹表观年龄和不完整径迹投影长度随井深的变化给出我国临清坳陷地区丘3石油探井的退火带位置,分析了地质热历史。     

敦煌地块发现~3.06 Ga花岗闪长质片麻岩

报道在敦煌地块东巴兔山干沟地区发现形成于中太古代(~3.06 Ga)的片麻岩.岩相学和岩石化学数据表明研究样品为花岗闪长质片麻岩,具有太古宙TTG质岩石特征.LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果显示,锆石核部年龄为~3.06 Ga,表明这套片麻岩形成于中太古代,为敦煌地区迄今为止发现的最古老的岩石;锆石边部1.92~1.86 Ga的年龄记录了敦煌地块古元古代末期的构造-热事件.锆石核部Hf同位素结果显示,除2个锆石测点的εHf(t)值为5.6和1.2,对应的锆石Hf两阶段模式年龄为3091 Ma和3356 Ma外,其余26个测点的εHf(t)值均为负值,介于–9.4~–0.5,对应的两阶段模式年龄为4.00~3.45 Ga,峰值为~3.82 Ga,表明该花岗闪长质片麻岩原岩的岩浆源区以古老地壳物质为主,伴有少量新生地壳物质的加入;揭示该地区早期地壳物质最初形成的时间至少在始太古代(3.80~4.00 Ga).结合塔里木地块和华北地块前寒武纪地质已有研究成果,提出敦煌杂岩与米兰杂岩并非同一构造岩石单元;敦煌地块可能曾属于华北克拉通的一部分.     

聂拉木地区喜马拉雅造山带上新世以来快速剥蚀事件及其构造-气候耦合意义

喜马拉雅造山带是全球构造与气候相互作用最为强烈的地区,是探讨构造与气候耦合及其对地貌塑造作用的天然实验室.研究区域在聂拉木地区长约45 km、横穿大喜马拉雅结晶岩系(GHC)的剖面上,并进行系统的磷灰石裂变径迹(AFT)年代学测试.AFT年龄分为两组:一组位于聂拉木县城以北,年龄15~6 Ma,拟合的高程-年龄直线具有极缓斜率(0.05),计算得出0.27 mm/a的缓慢剥蚀速率;另一组位于聂拉木以南,年龄约3~1 Ma,高程-年龄斜率为0.78,剥蚀速率为1.32 mm/a.两组年龄均与海拔高度正相关,且两组拟合线的转折点正好位于聂拉木县城附近河流切割裂变点上.结合热构造模型,认为两组AFT年龄代表GHC所经历的两期不同剥蚀历史:中新世中晚期(15~6 Ma)冷却年龄记录的是地形平缓的GHC北部早期缓慢剥蚀,上新世以来(约3~1 Ma)冷却年龄对应于地形陡峻的GHC南部晚期快速剥蚀;两段间剥蚀速率为突变关系,后期的剥蚀速率比前期快近5倍,拟合的年龄-高程斜率相差13倍.上新世以来冷却剥蚀速率陡增事件遍及喜马拉雅造山带,4~3 Ma以来全球气候剧变、亚洲季风明显增强,实测剖面上后期快速剥蚀区段与区域年降水量高度耦合,而此时大规模断层活动在造山带表现的并不明显,所以,以降水为代表的气候作用可能是造成喜马拉雅造山带上新世以来快速剥蚀的主要原因之一.     

汉诺坝橄榄辉石岩包体锆石U-Pb年龄: 97~158 Ma岩浆底侵作用和麻粒岩相变质作用之间的成因联系

对大麻坪橄榄辉石岩包体利用LA-ICP-MS和SHRIMP进行的锆石U-Pb同位素年代学研究发现, 橄榄辉石岩包体中的锆石年龄极其复杂, 包括中太古代(3123±4.4 Ma)、晚太古代(2541±54 Ma)、早元古代(1844±13 Ma)、古生代(418~427 Ma)和两组中生代年龄(223~244, 97~158 Ma). 中生代锆石具有典型的岩浆成因特征(如内部韵律环带结构和高Th含量), 反映该地区存在两次中生代隐性岩浆活动. 其中97~158 Ma年龄与汉诺坝麻粒岩包体的年龄分布一致, 反映麻粒岩相变质作用是由岩浆底侵作用带来的大量热引起的, 底侵作用和麻粒岩相变质作用同步发生, 两种作用至少从158 Ma持续至97 Ma. 418~427 Ma年龄则可能反映了加里东期蒙古板块向华北板块俯冲的影响. 1.84, 2.54和3.12 Ga年龄与华北克拉通的3次重要壳幔演化事件一致. 这些年龄表明目前该地区深部地壳仍存在古老下地壳物质.     

闽西南里田推覆构造带锆石和磷灰石的裂变径迹分析

闽西南若干鲜明的地质证据表明,里田地区存在较深层次的韧性推覆构造并产生了剪切重熔的花岗岩.推覆造山作用结束以后,必然伴随岩石圈的热松弛(thermal relaxation),造成推覆带的冷却与抬升.由于不同矿物的裂变径迹具有不同的封闭温度,锆石和磷灰石的裂变径迹封     

南秦岭武当山群碎屑锆石U-Pb年代学及其地质意义

报道了武当山群沉积地层碎屑锆石的U-Pb年代学特征, 并对其地质意义进行了探讨. 样品采自武当山群底部的杨坪组和中部双台组火山岩层之上的石英砂岩, 并对切割两地层组水系中的河砂进行了采集. 对碎屑锆石进行激光剥蚀-等离子体质谱原位分析, 结果显示, 杨坪组碎屑锆石的年龄主要为830~780 Ma, 少数为新元古代早期(约1.0~0.84 Ga), 含少量新太古代(~2.6 Ga)、古元古代(~2.4 Ga)和中元古代(~2.0 Ga)锆石; 双台组砂岩除少量的1.9~0.86 Ga锆石外, 主要由~755 Ma的锆石(交点年龄)组成, 与武当山群火山岩形成年龄相同. 两件河砂样品中碎屑锆石的年龄组成分别与杨坪组和双台组砂岩锆石相似. 武当山群碎屑锆石的U-Pb年代学特征表明, 该地层的最早形成时代<780 Ma; 主要由约1.0~0.85和约830~780 Ma两组碎屑锆石组成, 与华南陆块西北缘汉南地区新元古代岩浆作用记录相似, 指示了其物源区来自汉南或相似地区. 武当山地区记录了~755和~680 Ma两期具陆内拉张性质的岩浆事件, 指示其经历了与汉南地区不同的构造-岩浆演化过程. 因此, 南秦岭地区~755 Ma岩浆作用可能指示了华南陆块北缘与Rodinia超大陆之间的裂解事件, 而~680 Ma发生的岩浆事件标志了南秦岭与另一未知陆块之间的进一步分离.     

临清坳陷钻井磷灰石样品的裂变径迹长度分布及在热史和构造上的意义

在裂变径迹定年技术基础上发展的磷灰石裂变径迹分析是研究温度范围在100℃附近热事件的强有力的手段,已成功地应用到沉积盆地热史及构造史研究中,并显示出广阔的应用前景。 裂变径迹分析利用年龄和长度两个参数作为温度指标。裂变径迹自磷灰石晶体形成后就以恒定速度不断地产生,它们经历了热史的不同阶段,因而长度分布包含比年龄更丰富的信     

西秦岭勉略带北部黄渚关和厂坝花岗岩锆石U-Pb年龄及源区性质

秦岭-大别-苏鲁造山带出露大量中生代岩浆岩,对这些岩浆岩进行精确的锆石U-Pb年代学研究可以为揭示大陆碰撞过程、追溯岩浆源区物质来源提供线索.对出露在西秦岭地区的黄渚关和厂坝花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究和全岩地球化学研究.结果表明,黄渚关花岗岩中心相和边缘相锆石的加权平均年龄分别为(214±1)和(213±3)Ma;厂坝花岗岩的锆石的加权平均年龄为(213±2)Ma.这些年龄年轻于华南陆块与华北陆块碰撞引起超高压变质的年龄225~240Ma,对应于同折返岩浆活动.厂坝花岗岩中存在若干新元古代继承锆石((757±14)Ma),说明其岩浆源区为华南陆块.地球化学上,这两个岩体都富集LILE和LREE、亏损HFSE和HREE,表现出典型的弧岩浆岩的特点.但是,黄渚关花岗岩的主要氧化物之间呈现良好的线性关系,暗示同源岩浆演化的特点;中心相含有大量闪长质微粒包体,暗示岩浆混合的存在.厂坝花岗岩相对高Si和K,低Fe和Mg,且具有较高的Fe*,说明其为岩浆高度演化产物,它的出现预示着秦岭造山带已进入碰撞晚期的伸展拉张演化阶段.因此,黄渚关和厂坝花岗岩是秦岭造山带在碰撞晚期晚三叠世期间华南陆块不同成分地壳物质分别发生部分熔融的产物.     

西阿拉善地块～2.5Ga TTG岩石及地质意义

阿拉善地块是华北克拉通的一部分,但其是否存在太古代变质基底却存在争议.本文首次报道西阿拉善地块的北大山地区存在新太古代岩石,岩相学和岩石地球化学特征表明这些岩石为花岗闪长质片麻岩,具有典型TTG片麻岩特征.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,该岩石的岩浆锆石核的年龄为2522±30Ma,变质重结晶边的年龄为2496±11Ma,近一致的岩浆结晶年龄和变质年龄表明它们属于同一构造热事件的产物,代表了北大山地区新太古代末-古元古代早期的岩浆-变质事件;锆石Hf同位素结果显示,εHf(t)值主要集中在0.4～4.9之间,对应的二阶段模式年龄集中于2.7～3.0Ga之间,说明TTG片麻岩的主要源区为形成于中-新太古代(2.7～3.0Ga)的地壳物质,并在新太古代末期发生再造.这些资料显示西阿拉善地块的新太古代TTG片麻岩与广泛分布于华北克拉通的同时代TTG岩石特征一致,它们经历了类似的中-新太古代地壳生长和新太古代末-古元古代最早期的构造热事件.     

新疆阿拉塔格地区新元古代花岗片麻岩的锆石U-Pb定年与Hf同位素:对中天山地块前寒武纪地壳演化的制约

中天山地块前寒武纪结晶基底的组成和形成历史,是揭示天山造山带构造演化的关键问题.本文对分布在中天山地块阿拉塔格地区的花岗片麻岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和LA-MC-ICPMS锆石Hf同位素研究.两个研究样品中的岩浆结晶锆石分别获得了945±6和942±6 Ma的原岩形成年龄,揭示了阿拉塔格地区存在新元古代早期的岩浆活动.这些岩浆结晶锆石的Hf模式年龄远大于其结晶年龄,分别为1.82~2.22和1.70~2.03 Ga,反映了它们的岩浆均起源于古老地壳的再造.但是这一古元古代的Hf模式年龄很可能是新元古代地壳中不同时代古老地壳物质混合的结果.在这两个花岗片麻岩中还获得了989~1617Ma的继承碎屑锆石年龄,它们具有变化较大的锆石Hf同位素组成,模式年龄为1.54~2.30Ga,且部分1.4~1.6 Ga锆石具有接近亏损地幔的176Hf/177Hf初始值,反映了中元古代时期在中天山地块存在新生地壳形成和古老地壳再造事件,显示出与塔里木克拉通显著不同的前寒武纪地壳形成和演化历史.中天山地块的前寒武纪地壳基底可能并不是来自塔里木克拉通的一部分.     

裂变径迹研究白云鄂博主矿的成矿年龄

白云鄂博铁-稀土矿床是世界上著名的超大型稀土矿,其独特的矿物组合、复杂的成因和稀土元素的大规模富集引起国内外学者的广泛兴趣,并进行了多方面的深入研究。至今对矿床成因、成矿时代和物质来源等问题,还有分歧。如何准确测定它的形成年龄仍是地质年代学家们尚未彻底解决的问题。本文报道从白云鄂博主矿矿石中分选出的锆石和磷灰石,采用径迹退火温度截然不同的锆石>600℃和磷灰石<200℃的矿物对,进行裂变径迹年龄研究,分析同一矿石中两种不同单矿物产生的裂变径迹与记录的条件,由此研究测定所得值应是可信的。     

下扬子砂岩物源分析提供东南沿海晚古生代大陆弧新证据

运用碎屑组分统计、锆石U-Pb年代学、锆石Hf同位素分析等方法,对下扬子巢湖-南京地区古生代碎屑岩进行沉积岩石学和物源分析.下扬子地区志留系坟头组砂岩为长石石英砂岩,岩屑以火成岩岩屑和低级变质岩岩屑为主;泥盆系五通组砂岩为石英砂岩,岩屑含量少,以变石英岩岩屑为主.五通组和坟头组具有相似的碎屑锆石年龄分布模式,主峰为465~420和838~812 Ma,表明泥盆纪沉积继承了志留纪沉积的物源特征.早古生代下扬子巢湖-南京地区的碎屑来自其南侧的华夏地块武夷地体.巢湖-南京地区二叠系龙潭组砂岩分别为岩屑石英砂岩和长石石英砂岩,成熟度低,岩屑均以中酸性喷出岩岩屑为主,巢湖地区龙潭组具有指示武夷地体古元古代基底的1866 Ma峰值年龄,南京地区龙潭组具有与早古生代砂岩相似的445和970 Ma峰值年龄.结合前人岩相古地理和地球物理资料,认为下扬子地区龙潭组物源区仍位于南侧的华夏地块武夷地体.此外,下扬子地区龙潭组具有341~254 Ma(石炭纪-二叠纪)碎屑锆石,其e_(Hf)(t)值分布在-19.80~+14.90之间,代表碎屑物源区一次新的岩浆事件,该事件具有影响范围大、活动持续频繁、中酸性火成岩为主、岩浆来自古老地壳与新生地壳混合熔融等特征.结合区域地质资料,推测华南板块武夷地体在石炭纪-二叠纪(341~254 Ma)的构造背景为大陆弧.     

新疆阿拉塔格地区新元古代花岗片麻岩的锆石U-Pb定年与Hf同位素: 对中天山地块前寒武纪地壳演化的制约简

中天山地块前寒武纪结晶基底的组成和形成历史,是揭示天山造山带构造演化的关键问题. 本文对分布在中天山地块阿拉塔格地区的花岗片麻岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和LA-MC-ICPMS锆石Hf同位素研究. 两个研究样品中的岩浆结晶锆石分别获得了945±6和942±6 Ma的原岩形成年龄,揭示了阿拉塔格地区存在新元古代早期的岩浆活动. 这些岩浆结晶锆石的Hf模式年龄远大于其结晶年龄,分别为1.82~2.22和1.70~2.03 Ga,反映了它们的岩浆均起源于古老地壳的再造. 但是这一古元古代的Hf模式年龄很可能是新元古代地壳中不同时代古老地壳物质混合的结果. 在这两个花岗片麻岩中还获得了989~1617 Ma的继承碎屑锆石年龄,它们具有变化较大的锆石Hf同位素组成,模式年龄为1.54~2.30 Ga,且部分1.4~1.6 Ga锆石具有接近亏损地幔的¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf初始值,反映了中元古代时期在中天山地块存在新生地壳形成和古老地壳再造事件,显示出与塔里木克拉通显著不同的前寒武纪地壳形成和演化历史. 中天山地块的前寒武纪地壳基底可能并不是来自塔里木克拉通的一部分.     

华南晚古生代岩浆活动的新发现:岛弧还是陆内造山?

在福建省周宁县五凤楼村发现了一个形成于313±4Ma的片麻状花岗岩.该岩石具有高的K2O和Al2O3含量和低的SiO2和Na2O含量,其A/CNK比值高达1.22,指示其源区为经过化学风化的沉积岩,因此属于S型花岗岩.所含锆石为柱状自形形态,其U-Pb年龄变化于326～301Ma(加权平均年龄为313±4Ma),具有负的?Hf(t)值(?8.35～?1.74)和1.43～1.84Ga的二阶段Hf模式年龄.这是首次在华南发现有确凿同位素年代学证据的晚石炭世S型花岗质岩浆活动.该S型花岗岩最可能形成于陆内造山阶段,源岩主要为古元古代晚期生长的地壳.结合前人对岩相古地理、古生代盆地性质、早二叠世火山作用以及晚古生代-早中生代沉积岩中碎屑锆石的U-Pb-Hf同位素资料,本文推断华夏东部可能曾经存在一个晚古生代造山带.从晚石炭世(340～310Ma)的挤压造山阶段演化到早二叠世(285～270Ma)的后造山或板内伸展阶段,华南东部经历了一个较为完整的晚古生代造山旋回,所形成的晚古生代岩浆岩是陆内造山作用的产物,而不是岛弧岩浆作用产物.     

大兴安岭北部塔河花岗岩体的时代及对额尔古纳地块构造归属的制约

大兴安岭北部的额尔古纳地块上分布有大面积时代和成因不明的花岗岩体, 其中位于塔河县城附近的塔河岩体主要由斑状正长花岗岩和二长花岗岩组成, 角闪碱长花岗岩和辉长岩局部发育, 与后造山花岗岩组合类似. 激光剥蚀等离子体(LA-ICP-MS)分析测试表明, 该岩体内不同岩石类型的锆石U-Pb年龄为 494~480 Ma, 反映为一早古生代期间侵位的杂岩体. 该杂岩体的形成, 标志着额尔古纳与南侧兴安地块间的碰撞拼合在古生代早期即已完成. 对相邻地区的同位素年代学资料进行总结对比发现, 额尔古纳与中蒙古、图瓦等地块具有相同的早古生代演化历史, 应为西伯利亚地台南部增生大陆边缘的一部分.