海南岛抱板杂岩记录的多期构造热事件:锆石和独居石U-Pb年代学的制约

抱板杂岩(抱板群)是海南岛目前已发现的最古老前寒武纪结晶基底,记录了多期构造热事件,是研究海南岛大地构造属性的重要窗口。本文通过对海南岛冲卒岭地区抱板杂岩变质沉积岩、变质基性岩和伟晶岩脉的锆石和独居石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究,来确定抱板杂岩所经历的多期构造热事件及其所代表的构造意义。研究结果显示,抱板杂岩主要由中元古代变质沉积岩、花岗质片麻岩和变质基性岩组成,经历了中元古代晚期-新元古代早期(1.3~0.9Ga)、早古生代(470~440Ma)、三叠纪(~230Ma)等多期构造热事件的改造。中元古代晚期-新元古代早期构造热事件与罗迪尼亚超大陆的汇聚有关;早古生代构造热事件与东冈瓦纳古陆北缘的增生造山作用有关;三叠纪构造热事件是印支陆块与华南陆块碰撞拼合的远程响应。综合上述研究成果和区域对比分析,认为海南岛与印支陆块具有相似的前寒武纪结晶基底和多期构造热事件的记录,表明二者具有明显的亲缘关系。

华北克拉通东北缘改造:来自吉林辉南地区构造热事件的古地磁记录

华北克拉通东北缘处于构造运动活跃地区,古地磁研究可为构造演化和岩浆热事件提供依据。笔者在吉林辉南地区中寒武统32个采点共采集246块样品进行了岩石学、岩石磁学及系统热退磁实验。古地磁实验表明,徐庄组砂质泥岩主要磁性矿物是赤铁矿和磁铁矿,张夏组灰岩主要磁性矿物是颗粒较小的磁铁矿和黄铁矿,且均发生了重磁化,并记录了稳定的中温分量,前者中温分量地理坐标平均方向为D/I=10.9°/50.8°,α_(95)=11.7°,对应的极位置为76°N,264.6°E,A_(95)=13°,与早白垩世岩浆活动记录的古地磁极位置一致;后者中温分量地理坐标平均方向为D/I=29.1°/59.0°,α_(95)=6.5°,对应的极位置为68°N,213.7°E,A_(95)=8.4°,与第四纪火山岩记录的古地磁极位置一致。综合区域地质背景分析,早白垩世—第四纪,吉林辉南及邻区古地磁记录的2次较为强烈的构造热事件,以及因敦化-密山断裂带左旋走滑运动造成的北向运移形成的古纬度差,一定程度上对华北克拉通东北缘起到双重改造作用。

塔里木盆地东南缘(阿尔金山)“变质基底”记录的多期构造热事件:锆石U-Pb年代学的制约

塔里木盆地东南缘的阿尔金山被认为是塔里木克拉通变质基底的主要出露地区之一。本文通过阿尔金山北坡不整合在太古代-古元古代变质基底之上的安南坝群中的碎屑岩和中南阿尔金中深变质岩石(原定为阿尔金岩群)的锆石U-Pb年代学研究,来确定塔里木盆地东南缘变质基底的性质及所经历的多期构造热历史。研究结果显示,塔里木盆地东南缘的安南坝群中含砾砂岩的碎屑锆石年龄集中在1.92Ga左右,少量在2.0～2.4Ga,表明其碎屑物质主要来源于下伏的太古代-早元古代米兰岩群和相关的深成侵入体。在中阿尔金地块和南阿尔金俯冲碰撞杂岩带的深变质岩石中,锆石U-Pb年代学数据表明其记录有新元古代早期(920～940Ma)、新元古代晚期(760Ma左右)和早古生代(450～500Ma)三期构造热事件,新元古代早期的构造热事件与塔里木(或晋宁)造山作用有关,它普遍存在于塔里木盆地周缘的和南中国地块(扬子克拉通)的变质基底岩石中,与Rodinia超级大陆汇聚相关;新元古代晚期的构造热事件也同样广泛存在于塔里木盆地周缘和扬子克拉通之中,被认为与Rodinia超大陆的裂解作用有关。因此,在新元古代时期,阿尔金的地质演化历史与扬子克拉通非常相似,而与华北则有很大的不同,锆石U-Pb测定还表明中南阿尔金的深变质岩石普遍遭受了早古生代的变质作用的改造,显示它们普遍卷入了早古生代的碰撞造山事件之中,成为早古生代碰撞造山带的组成部分。

阿拉善变质基底古元古代晚期的构造热事件

阿拉善地块可分为太古宙的叠布斯格杂岩(岩群)、古元古代的巴彦乌拉山杂岩(岩组)和古-中元古代的阿拉善杂岩(岩群)、波罗斯坦庙片麻杂岩和毕级格台片麻杂岩。太古宙的叠布斯格岩群和片麻岩中的锆石记录了1926Ma和1802Ma的变质事件年龄,角闪石记录了1918Ma的变质事件年龄,斜长石记录了1722Ma的冷却年龄。同时,在波罗斯坦庙变形的片麻状杂岩中的锆石记录了1839Ma的岩浆事件年龄。该区古元古代晚期的构造热事件,可初步将划分为2000～1900Ma的早期事件和1850～1800Ma的晚期事件,并在时间和特点上与大青山-集宁-大同一带变质地体中广泛发育古元古代晚期的岩浆-变质事件非常相似,进而表明,华北克拉通西部陆块中的古元古代晚期造山带(孔兹岩带)向西可延伸到阿拉善东部地区。

沁水盆地中生代构造热事件发生时期的确定

对沁水盆地构造变动、古地热梯度、古大地热流、裂变径迹年龄、岩浆活动及热液活动等分析资料研究表明,沁水盆地在中生代晚期存在一期强烈的构造热事件,主要发生在距今100～150Ma,主峰值为130～140Ma.沁水盆地石炭系-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,在此基础上,深成变质作用和区域岩浆热变质作用是造成沁水盆地石炭系-二叠系煤层变质程度分带性及差异性的原因.沁水盆地构造热事件的存在及发生时间的确定表明,华北地台中生代以来岩石圈减薄的西界至少可推到沁水盆地以西地区.沁水盆地石炭系-二叠系煤层生烃高峰期受中生代晚期构造热事件控制,煤层生烃高峰期在晚侏罗世-早白垩世,新生代中新世以来发生大规模抬升冷却,地层温度降低,石炭系-二叠系煤层生烃过程停止.

燕山期构造热事件对太原西山煤层气高产富集影响

太原西山煤田是位于沁水盆地西北侧的一个石炭—二叠系煤田,在燕山期发生的岩浆侵入事件在该 煤田形成了异常的古地热场,使煤级在短暂地质时限内迅速增高。该煤田煤层经历了两次生气过程,在第二次生 烃过程中完成了主要生气历程,构造热事件大大提高了煤层生气量,从而给煤层气的富集创造了有利气源条件;同 时中生代地热场具有大地热流量高和瞬时性的特点,形成了大量岩浆诱发成因的煤层割理,提高了煤层的渗透率, 使该地区煤层气资源具有很大的勘探潜力。

区域构造热事件对高煤阶煤层气富集的控制

中国高煤阶含煤盆地经历了多期构造活动影响，使高煤阶煤层气藏具有其独特的复杂性。通过对沁水盆地高煤阶煤层气藏的实例进行剖析，从煤层的热演化程度，煤系地层的方解石脉、石英脉体中的包裹体温度和压力，磷灰石、锆石的裂变径迹古地温分析，中生代火成岩的同位素年龄，岩浆活动产生的大地热流值方面证明了构造热事件的存在。结合煤岩的热解实验分析发现，构造热事件过程中产生的高温、高压的环境促使煤层的生烃，提高了煤层的吸附能力，使沁水盆地煤层的含气量比美国同期形成的黑勇士盆地煤层含气量高5～13m^3／t，岩浆侵入产生的温度变化是沁水盆地煤层气含气量欠饱和的原因之一，高温高压的地层环境改善了煤层的物性。

沁水盆地中生代晚期构造热事件

在沁水盆地中，通过镜质体反射率、包裹体测温和裂变径迹等方法恢复得到的古地温和古地温梯度有较好的一致性。沁参１井的古地温梯度达每百米４７３～６１０℃，古大地热流在８２～１０６ｍＷ／ｍ２之间。这样高的古地温梯度肯定与构造热事件有关。经分析，沁水盆地Ｒｏ值在纵向剖面不存在错断现象，在平面分布上与中生代晚期的盆地形态相一致，并且Ｒｏ高值分布区与岩浆活动有关；盆地内岩体同位素年龄大都在９５３４～１６６４５Ｍａ之间，周边地区岩浆活动带中的５００多个同位素年龄的最大丰度值也介于１２４～１５３Ｍａ之间。这些都说明这次构造热事件发生在晚侏罗世至早白垩世。

山东胶东矿集区燕山期构造热事件与金矿成矿耦合探讨

中生代胶东地区有2次重要的碰撞造山事件,印支造山作用主要表现为扬子板块向华北板块俯冲,形成苏鲁高压—超高压变质带,同造山花岗岩及后造山高碱正长岩;燕山造山作用的大陆动力学环境起源于中亚-特提斯构造域向滨太平洋构造域转化和太平洋板块的俯冲,在胶东地区表现为3次造山和2次伸展。本文基于汇集的71个SHRIMP锆石U-Pb同位素年龄,并参考前人已有划分方案,提出胶东地区燕山期花岗岩年代格架:160～150Ma玲珑-昆嵛山花岗岩侵位,130～126Ma郭家岭花岗闪长岩形成,120～110Ma伟德山花岗闪长岩-花岗岩侵位,110～100Ma崂山A型晶洞过碱性碱长花岗岩侵位,代表燕山运动的结束;区内3期金矿成矿事件(150Ma、120～110Ma和100Ma～90Ma)则与玲珑、郭家岭和伟德山岩体的构造-岩浆热事件相耦合。胶东地区构造-岩浆事件和金矿成矿作用受控于特提斯、古亚洲洋和太平洋3大构造域的相互作用,金矿形成的动力学背景是中生代构造体制转折和岩石圈减薄,起因与太平洋板块向华北板块的俯冲机制有关。

鄂尔多斯盆地早白垩世构造热事件形成动力学背景及其对油气等多种矿产成藏(矿)期的控制作用

华北克拉通中西部中生代晚期早白垩世是否存在岩石圈减薄是地学界普遍关注的重大地质问题。本文在作者多年来对鄂尔多斯盆地构造热演化史研究的基础上,充分收集了近年来前人研究的成果及进展,对鄂尔多斯盆地现今地温场、地壳结构、构造热事件、深部热岩石圈厚度、早白垩世火成岩活动期次、构造热事件形成机理及构造热事件与多种矿产成藏成矿关系方面进行探讨。鄂尔多斯盆地现今地温梯度及大地热流中等,属中温型盆地,现今地温场受现今地壳、岩石圈厚度较厚控制。通过对构造背景、古地温恢复、火成岩活动及热岩石圈厚度恢复等资料分析发现早白垩世太行山以西的山西地块及鄂尔多斯盆地处于拉张背景,早白垩世地温梯度高,存在古地温异常及热事件。早白垩世鄂尔多斯盆地热岩石圈厚度明显较现今岩石圈厚度薄,表明华北克拉通中生代晚期以来岩石圈减薄的西界可推到鄂尔多斯盆地。华北克拉通中西部鄂尔多斯盆地周缘、华北克拉通中部山西地块、华北克拉通中西部南缘早白垩世火成岩形成时间相同,岩浆侵入和喷出的时代主要集中在138~108Ma,反映在燕山晚期早白垩世华北克拉通中西部存在一期较为强烈的热事件。火成岩地球化学分析表明火成岩来源为地幔,反映岩石圈处于拉张背景。早白垩世热事件发生的时间与华北克拉通岩石圈减薄的峰期年龄相一致,表明华北克拉通岩石圈减薄作用在华北克拉通中西部广泛存在。早白垩世构造热事件发生的根本原因在于鄂尔多斯盆地岩石圈深部热活动增强,深部软流圈物质上涌,岩石圈厚度减薄。通过对油气、煤、铀等金属矿产成矿(藏)时代与热事件的对应关系分析发现鄂尔多斯盆地油气、煤、铀矿产及华北克拉通中西部金属矿产的形成受控于早白垩世构造热事件及岩石圈拉张减薄的深部热背景,主要成藏(矿)期均为早白垩世,成藏、成矿具有爆发式及同时性特点。

塔东地区构造热事件及其对原油裂解的影响

塔东地区目前共有7口探井钻遇油气勘探潜力较大的寒武系—下奥陶统碳酸盐岩地层。主要对这7口井古生界的有机质成熟度资料做了系统分析,发现其中2口井古生界有机质成熟度剖面呈直线型,属于正常的地热演化剖面;另外5口井古生界有机质成熟度存在非常明显的拐点;7口井古生界与中新生界的有机质成熟度之间不连续,即有明显的"断层",表明塔东隆起区及斜坡区古生界地层的有机质成熟度增加并不是由于沉积埋藏造成的,而是由于深部的异常热事件造成的。从成熟度变化分析,异常热事件在垂向上主要影响下古生界地层,在平面上异常成熟度现象分布在走滑性深大断裂带附近,远离走滑性深大断裂带的井中有机质成熟度表现为正常的热演化剖面,说明在塔东地区异常热事件与深大断裂有关,称之为构造热事件。构造热事件成为塔东隆起或斜坡区在中新生代时古生界原油裂解的主要热动力。7口探井中多期沥青的存在,进一步说明该地区有过后期原油裂解,同一样品中沥青反射率存在明显的差异,反映沥青是在不同阶段形成的。其中1期沥青分布区域没有受到异常热事件影响,沥青只是早期正常埋藏成因;对2期沥青分析说明有1期后期异常热事件,与该区断裂主要活动时期(J3末)是一致的;对3期沥青分析说明存在2期后期异常热事件,与车尔臣断裂带的2期活动(S3—D2、J3末)一致。

赣南东坑盆地早侏罗世侵入岩的锆石SHRIMP测年——兼论赣南粤北地区成岩后期构造热事件

在确定粤北霞岚杂岩形成于早侏罗世的基础上,本文报道了赣南东坑盆地含湖杂岩和临江盆地玄武岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄。含湖杂岩由正长岩、花岗闪长岩和辉长辉绿岩组成,SHRIMP锆石U-Pb年龄值花岗闪长岩193±2Ma,混有正长岩的辉长辉绿岩196±1Ma,属于早侏罗世产物。野外可见花岗闪长岩中正长岩包体与基性岩包体共存、以及基性成分渗入正长岩包体中的现象,可能表明存在多次结晶作用。含湖以东约8km处的花岗斑岩186±3Ma。临江盆地的玄武岩则有2570Ma、1730Ma、800Ma、430Ma、190Ma等多期多组捕获锆石的年龄,最迟为早侏罗世,但不能与含湖杂岩构成燕山早期的双峰式火成岩组合。多组~195Ma的火成岩表明,早侏罗世中国东南部岩浆活动间歇期可能时间不长,即印支期的挤压在早侏罗世已经转向伸展垮塌,或者即将开始从特提斯构造域向太平洋构造域的转换。对赣南东坑盆地含湖杂岩和粤北霞岚杂岩钾长石的40Ar/39Ar测年结果为132~137Ma之间,表明中国东南部受到太平洋板块俯冲带后退引起的后缘扩张和动力学背景从挤压到拉张的构造转换事件影响,及由此所引发的大面积火成岩对早期火成岩成岩后期构造热事件扰动。这一认识可以促进对赣南粤北地区早侏罗世构造属性及其后续构造演化的深入研究。

桐柏─大别山主要构造热事件及￣（40）Ar／￣（39）Ar地质定年研究

桐柏－大别山是一条复合造山带。在其演化过程中曾经历了扬子旋回（１０００Ｍａ－７６１Ｍａ）和加里东旋回（４７０Ｍａ－４０１Ｍａ）两个板块构造旋回的俯冲－碰撞造山作用，之后又经历了早、中华力西（３５７Ｍａ－３１４Ｍａ）的平移走滑和晚华力西（２８６Ｍａ－２６１Ｍａ）、印支期（２２４Ｍ－１８５Ｍａ）、燕山期（１３０Ｍａ－１１１Ｍａ）逆掩或逆冲推覆的陆－陆叠覆造山作用。印支期的高压超高压变质岩系是在陆－陆叠覆造山作用下形成的。燕山期的造山不仅具显著的深层次构造岩浆作用特点，而且还伴随快速的隆升作用。

朝鲜狼林地块东南缘太古宙岩石及其对古元古代构造热事件的响应

朝鲜狼林地体是中朝克拉通的重要组成部分,其早前寒武纪基底岩系的岩石组成、形成和变质作用时代,直接影响到人们对古元古代辽吉活动带乃至整个华北克拉通地质演化历史的理解和认识。本文选取位于狼林地块东南缘,狼林群变质杂岩中的3个花岗片麻岩样品进行锆石U-Pb定年分析。锆石的LA-ICPMS和SIMS定年结果显示,3个片麻岩原岩的岩浆结晶时代为2521～2567Ma,并且它们都经历了古元古代1.87～1.89Ga的构造热事件改造,表现为原始岩浆锆石不同程度的铅丢失以及变质锆石的形成。基于这一认识,并结合其他学者的最新研究结果可知,太古宙片麻岩存在于狼林地块平南盆地的南缘和东缘地区,由此推测狼林地块太古宙基底岩系的规模可能远大于目前所识别的这几个地区。这些太古宙片麻岩普遍遭受了古元古代强烈变质作用（深熔作用）改造,并且变质作用的时代可以与华北克拉通三条古元古代活动带的变质-深熔作用时代相对比,表明狼林地块可能至少在古元古代之前,就已经与华北克拉通组成了统一的大陆。

柴北缘-南祁连地区构造热事件

对柴北缘路乐河剖面新生代沉积物和山前现代河沙中碎屑的锆石U-Pb同位素热年代学研究表明:研究区物源区发育～260、～450、500～600、800～900Ma 4个主要年龄峰值和～1.8、2.5～2.6Ga 2个较小的年龄峰值。结合研究区已有的同位素年龄数据提出:柴北缘—南祁连地区在二叠纪中—晚期遭受了一次较强烈的低温区域构造热事件的改造;柴北缘高压榴辉岩及其相关的地质体隆升到地表的时间晚于上新世;柴北缘—南祁连地区先后主要经历了800～900 Ma的Rodinia超大陆裂解事件,500～600 Ma的泛非区域变质事件和～450Ma的俯冲碰撞变质事件;柴北缘—南祁连地区的主要构造热事件发生在元古代,主要集中在500～600Ma和800～900Ma,表明柴北缘—南祁连地区的前寒武纪基底性质与扬子板块相似,与华北板块完全不同。

柴达木盆地北缘锡铁山副片麻岩所记录的多期构造热事件

在柴达木盆地北缘中段的锡铁山地区,夹有榴辉岩或退变榴辉岩透镜体的2个副片麻岩样品的锆石被用于SHRIMP U pb测定。2个片麻岩样品具有类似的特征,主要由石榴子石、夕线石、长石、黑云母和石英组成,这些矿物组合形成的变质条件, 0.6～0.9GPa和710～820℃,显示两处片麻岩经历了中压麻粒岩相条件的变质作用。锆石的SHRIMP U-Pb测定显示,2个样品获得近一致的早古生代变质年龄(分别为437Ma±6Ma和441Ma±15Ma),代表早古生代的高温变质作用时代。样品XTS-1还得890Ma±14Ma的年龄,所测定的锆石具有明显的变质作用成因特征,代表了新元古代早期的变质事件,反映了这些副片麻在早古生代造山旋回之前可能还经历了晋宁期的变质作用。

雅布赖盆地萨尔台凹陷中—新生代构造热事件的磷灰石裂变径迹分析

运用磷灰石裂变径迹（AFT）分析方法,探讨分析雅布赖盆地萨尔台凹陷中—新生代构造热事件发生的径迹年龄（AFTA）和长度（AFTL）分布特征,并通过反演法建立热史模型,恢复构造热演化过程。研究结果表明：研究区可能至少经历了3期隆升过程,分别发生在晚侏罗世末期（（138.0±10）-135.8 Ma）、早白垩世晚期（（116.0±8）-109.3Ma）和古近纪中晚期（52.0-29.4 Ma）。在时间演化上,新河组下段（J2x1）地层在盐场次凹和小湖子次凹具有相似性,但后者地层温度普遍高于前者,尤其在早白垩世,拥有更利于油气生成的地温环境。发生在180.0-146.7 Ma和130.5-100.0 Ma期间的2次增温过程与烃源岩热演化关系密切,地层温度可加热至72.0-135.0℃,是影响油气生成的关键阶段。构造热演化过程的研究为雅布赖盆地萨尔台凹陷的石油、天然气等矿产资源的勘探提供了新的约束条件。

鲁西～2.6 Ga构造热事件:来自锆石SHRIMP U-Pb定年和O同位素的证据

鲁西地区发育大量的TTG岩石和表壳岩系。从东北到西南依次划分为新太古代晚期壳源花岗岩（A带）、新太古代早．中期古老岩石带（B带）和新太古代晚期新生岩石带（C带）。

喜马拉雅造山带亚东地区多期构造热事件——锆石和独居石U-Th-Pb年代学证据

喜马拉雅造山带是研究板块构造的天然实验室,位于造山带核心部位的大喜马拉雅岩系是揭示碰撞造山过程和造山带演化的关键。本文主要对亚东地区大喜马拉雅岩系中的花岗质片麻岩进行了岩相学、锆石和独居石UTh-Pb年代学以及全岩主微量地球化学研究。野外和显微结构特征观察表明,花岗质片麻岩的矿物组合为斜长石+钾长石+石英+黑云母+石榴石,岩石发生了部分熔融,经历了高角闪岩相至麻粒岩相的变质作用。年代学和全岩地球化学研究表明,花岗质片麻岩的原岩包括新元古代(~800 Ma)的花岗闪长岩和志留纪(~440 Ma)的花岗岩,二者均在中新世(~16 Ma)发生了变质作用。新元古代花岗闪长岩具有负的εHf(t)值(-16. 4^-12. 2),地壳Hf模式年龄为3. 11~2. 79 Ga,说明其起源于古老下地壳物质的部分熔融。新元古代花岗闪长岩和志留纪花岗岩具有相似的弧花岗质岩石地球化学特征,即具有高场强元素Nb、Ta、P和Ti的负异常。本次研究表明大喜马拉雅岩系经历了多期构造热事件,其不仅记录了新生代的碰撞造山作用,还记录了与新元古代与罗迪尼亚超大陆演化相关的岩浆热事件以及古生代冈瓦纳大陆拼合后的周缘安第斯型造山作用。

沁水盆地燕山期构造热事件及其油气地质意义

通过对沁水盆地的地质构造、岩浆活动、热演化史及其与上古生界石炭系煤质和镜质体反射率相互关系的研究，认为沁水盆地及其邻区燕山期存在一次重要的构造热事件，并由此促成古生界烃源岩的主生气期发生在晚侏罗世─早白垩世，对该盆地的天然气圈闭成藏和保存具有重要意义。