云南中甸地区晚白垩世斑岩型Mo-Cu矿床磷灰石、锆石裂变径迹年代学研究

云南中甸地区位于西南三江铜钼铅锌金多金属矿集区的南端,是一个独具特色的Cu-Mo多金属复合叠加成矿带。本文采用裂变径迹低温热年代学技术对区内晚白垩世铜厂沟、休瓦促、热林成矿斑岩体,进行了锆石、磷灰石裂变径迹分析测试,开展了晚白垩世以来的构造热史演化模拟,揭示了区内构造-岩浆成矿事件及热史演化过程。研究表明,锆石裂变径迹年龄值变化于52±2~96±5 Ma;磷灰石裂变径迹的年龄值变化于15±1~48±3 Ma,总体变化幅度不大,中心年龄与池年龄在误差范围也基本一致。通过锆石、磷灰石的裂变径迹分析,揭示出云南中甸地区自晚白垩世以来主要经历了三个阶段的构造热事件。第一阶段(96~60 Ma),主要为岩浆侵位后快速降温的热史演化阶段;第二阶段(52~39 Ma),为缓慢的降温作用过程;第三阶段(16~15 Ma),揭示了受中新世以来青藏高原隆升造山作用的影响,该区经历了快速降温的地质演化过程。综合锆石裂变径迹、磷灰石裂变径迹的热史反演结果,表明区内晚白垩世典型成矿斑岩体具有相似的隆升过程和剥蚀历史,并获得了剥蚀量与剥蚀速率的定量计算结果,为区内矿床的资源潜力评价及勘查工作提供了科学参考。

北山东南部早白垩世伸展构造变形:二维反射地震剖面解释与磷灰石裂变径迹测年的制约

为深入认识中亚造山带南缘晚中生代陆内变形过程及其动力学机制,通过野外地质观察、二维反射地震剖面解释及磷灰石裂变径迹测年,对北山东南部早白垩世伸展构造及早期挤压构造进行了详细解析。结果表明,一系列逆冲断层与褶皱构造造成下—中侏罗统发生强烈的挤压变形。地震剖面揭示出2条早白垩世伸展正断层,其中梭梭井断层为南东倾向的低角度铲式正断层,五道明断层为北西倾向的高角度正断层,二者共同切割了早期形成的褶皱-冲断系统,指示挤压-伸展构造的转换;梭梭井断层与五道明断层分别限定了早白垩世总口子盆地的北西和南东边界,使得其具有“地堑”样式,盆地内沉积的下白垩统生长地层发育,表明伸展正断层的活动时间为早白垩世晚期。磷灰石裂变径迹热史模拟结果显示,梭梭井断层下盘于132~110 Ma经历了快速冷却和剥露事件,该事件与其持续的正断层活动密切相关,进一步证实北山东南部晚中生代挤压-伸展构造的转换很可能发生在早白垩世晚期(133~129 Ma)。增厚地壳的重力垮塌与局部地幔上涌共同导致了中亚造山带南缘早白垩世的区域伸展作用。

东天山巴里坤塔格磷灰石裂变径迹热年代学及构造意义

通过对东天山巴里坤塔格4个磷灰石样品进行裂变径迹分析,以探讨该地区的构造演化特征。磷灰石裂变径迹的年龄在(50±3)Ma~(58±5)Ma之间,明显小于岩体的形成年龄,表明样品均经历了完全退火过程。样品的平均剥露速率为0.057 mm/a。热历史模拟结果显示,巴里坤塔格晚白垩世以来的构造抬升作用可划分为3个阶段:第1阶段(80~50 Ma)山体快速隆升,是晚白垩世(80~70 Ma)科希斯坦岛弧的增生作用和印度-欧亚板块的初始碰撞作用(~60 Ma)在该地区的响应;第2阶段(50~20 Ma)山体抬升缓慢;第3阶段(20 Ma至今)为第二次快速隆升时期,第2、3阶段均受控于印度板块和欧亚板块碰撞的远程效应。

碎屑磷灰石裂变径迹分析——以青藏高原东北缘侏罗纪—新生代热演化为例

古生代以来,西秦岭地区经历了复杂地质演化过程,本文对5件古生—中生代碎屑岩样品进行磷灰石裂变径迹年代学分析,以反演西秦岭地区经历的构造热事件。磷灰石的裂变径迹年龄分199~155 Ma、94~64 Ma两组,西秦岭地区经历的4个阶段热演化:第一阶段(200~120 Ma)反映了侏罗纪华南、华北板块的俯冲-碰撞事件;第二阶段(120~65 Ma)反映了白垩纪一次较快的冷却事件;第三阶段(65~20 Ma)反映了古近纪青藏高原东北部隆升活动;第四阶段(20 Ma至今)反映了中新世青藏高原向NE向的增生作用。

中亚造山带南缘北山东段中生代以来阶段隆升:磷灰石裂变径迹年龄的制约

北山造山带地处中亚造山带中南缘,位于哈萨克斯坦板块、西伯利亚板块、塔里木板块的交汇部位(余吉远等,2023;唐卫东等,2023)。北山造山带是了解中亚地区古大陆地质构造演化历史的一个非常重要的窗口,该地区自早古生代以来经历了多期次、多阶段的俯冲、碰撞、伸展运动.

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.

沉积物源区剥露历史分析的一种新途径——碎屑锆石和磷灰石裂变径迹热年代学

介绍了碎屑颗粒锆石和磷灰石裂变径迹年龄法的基本原理、应用前提及方法学。碎屑锆石和磷灰石裂变径迹颗粒年龄法的核心是通过逐一测定计算单颗粒裂变径迹年龄,然后将获得的一批单颗粒年龄进行高斯拟合或二项式拟合,获取其最佳的颗粒年龄分布,从而反演样品的不同源区的热历史。碎屑锆石和磷灰石因其在风化剥蚀搬运过程中具有较高的化学和物理稳定性而成为目前进行颗粒裂变径迹年龄分析中最常用的矿物类型,特别是碎屑锆石的裂变径迹密度大,单颗粒的裂变径迹具有可定年的统计意义,从而成为颗粒裂变径迹测年方法的首选矿物。

磷灰石裂变径迹定年技术原理及地质演化过程的应用

磷灰石裂变径迹因封闭温度低(60℃~120℃),能记录浅地表冷却过程,在地质领域得到广泛应用。通过总结前人研究资料,介绍磷灰石裂变径迹实验原理、实验数据处理与解释,重点阐述该方法在地质演化过程的应用,包括矿床剥露过程、造山带地质演化、盆地演化过程、古地貌研究及断层活动时间等。该方法是研究地质体低温热历史信息最有效方法之一,但目前仍存在测年过程受人为影响较大、不适合低U或年轻地质体测量、实验周期较长等缺点。因此,为更精确地约束地质体演化过程,仍需结合多种技术手段。

磷灰石裂变径迹的实验原理及地质应用

磷灰石裂变径迹是近些年来一种最常用的低温测年手段,它记录了岩石在60℃~120℃的热历史信息,反映浅部地表的冷却历史.文章结合已发表的外文文献,重点介绍了以下几个方面:(1)磷灰石裂变径迹实验原理;(2)磷灰石裂变径迹实验数据处理软件(TrackKey和HeFTy)的使用和数据解释;(3)磷灰石裂变径迹在地质方面的应用,包括山体剥露的过程、古地貌、断层活动时间、盆地演化过程的研究.相对于其他传统的同位素测年方法,磷灰石裂变径迹具有封闭温度低、温度敏感度高以及测年的精度高等优点,是研究地质体低温热历史信息最有效的方法之一.

碧口地块东-北缘中、新生代构造隆升及演化:来自磷灰石和锆石裂变径迹的证据

青藏高原具有复杂的构造演化特征,该地区自中、新生代以来的构造隆升和构造演化机制一直是地质研究的热点。为精细刻画青藏高原板块、华北板块和华南板块之间的拼合关系及差异性隆升特征,对位于青藏高原东北端的碧口地块进行了磷灰石和锆石裂变径迹测试,以及热史模拟和岩石冷却速率计算。结果锆石和磷灰石裂变径迹年龄分别在(118±5~265±29)Ma和(29.0±2.7~54.0±7.0)Ma之间;碧口地块东北缘及北缘冷却速率接近,在3.125~3.448℃/Ma之间,东缘冷却速率相对较低,为2.041~2.273℃/Ma。结果表明,中、新生代以来,碧口地块及其周缘总体上经历了持续隆升过程,但不同地区隆升特征具有差异性:碧口地块北侧在早、中侏罗世(151±7)Ma经历了构造挤压和隆升过程;东部相对较晚,在晚侏罗世(143±11)Ma经历了构造隆升阶段;东北端在早白垩世才与华北板块拼接并进入持续构造隆升阶段。进入古近纪(54.0±7.0)Ma隆升阶段,即始新世早期后,碧口地块东缘在始新世中后期(44 Ma)开始发生构造隆升,北缘自渐新世中晚期(29~32 Ma)开始发生显著的构造隆升。上述区域在10 Ma(中新世晚期)共同进入快速隆升阶段。

中新生代天山板内造山带隆升证据：锆石、磷灰石裂变径迹年龄测定

取自天山南侧库车盆地北缘欧西达坂花岗岩体的锆石、磷灰石裂变径迹年龄给出了初步结果：中新生代天山板内造山带在早白垩世（１３４Ｍａ～１０９Ｍａ）发生了明显快速隆升，平均隆升速率为０．１３ｍｍ／ａ（１３０ｍ／Ｍａ）；而从晚白垩世到现在，天山板内造山带的平均隆升速率为０．０３ｍｍ／ａ（３１．９ｍ／Ｍａ）。在晚新生代天山板内造山带再次发生了快速隆升。现有的同位素研究成果表明中新生代天山造山带至少发生了两次幕式快速隆升。

胜利油区东营凹陷热史分析──磷灰石裂变径迹证据

磷灰石裂变径迹表明，东营凹陷形成后经历了一个持续的冷却热历史，在５０～６０Ｍａ、２０～３０Ｍａ之间经历了比较明显的冷却过程，其中２０～３０Ｍａ之间的冷却是由东营组末期凹陷遭受抬升剥蚀所引起的，估算抬升剥蚀厚度为２００余米。凹陷的磷灰石裂变径迹退火带深度范围为２０００～３４００ｍ，与生油窗的深度有着很好的一致性；凹陷近期的快速埋藏增温使得退火带具有较高的温度范围。

江西相山铀矿田地貌剥蚀特征及其控矿意义——磷灰石裂变径迹证据

本文以数字高程(DEM)地貌特征分析为基础,采用磷灰石裂变径迹测试和温度-时间反演模拟研究,分析江西相山铀矿田铀成矿后剥蚀程度的差异性,结合已知矿床的成矿特征,探讨地貌剥蚀程度与矿体保存之间的关系,为区域找矿提供指导.通过DEM合成图像和水系分布特征,表明相山铀矿田是一个遭受中等侵蚀的地貌区,相山主峰南北和东西侧地貌侵蚀差异特征明显.统计分析表明,已经发现的铀矿床、点的分布与次级火山机构关系密切,相山南部的次火山机构剥蚀较深,西部次火山机构剥蚀相对弱,而北部和西北部则处于中等剥蚀程度.磷灰石裂变径迹测试结果表明,相山铀矿田的南部和东部开始剥蚀的时间早于西部,但晚于相山主峰的剥蚀.利用磷灰石的裂变径迹长度和温度参数,进一步开展了温度-时间的反演模拟研究,结果显示相山西部快速隆升发生于40～60Ma之间,相山南部和东部的快速隆升发生于60～75Ma之间,相山主峰的快速隆升发生于75～100Ma之间,表明相山主峰、相山东部及南部较西部经历了较长时间的剥蚀.结合现今区域地质体出露特征及铀矿化蚀变类型的空间展布规律、成矿深度的估算等,推测相山铀矿田东部和南部剥蚀程度较深,早期可能形成的中低温铀矿体被剥蚀殆尽;北部剥蚀程度中等,地表出露了形成深度稍深的碱交代蚀变矿床;而西部剥蚀程度较低,地表发育浅部低温成矿的酸交代蚀变铀矿床.据此推断,相山铀矿田的西部深部具有很好的找矿潜力.

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。

伊犁盆地南缘隆升剥蚀及其盆地南部的沉积响应——利用磷灰石裂变径迹分析

分析了伊犁盆地南缘蚀源区14件磷灰石样品,其中南缘中西部10件,东部4件。磷灰石裂变径迹表观年龄及其与高程的关系、单颗粒年龄、封闭径迹分布特征表明,伊犁盆地南缘样品均遭受了不同程度的退火,但没有发生明显的区域性热事件。通过封闭径迹正演热史模拟得出,伊犁盆地南缘中新生代构造演化经历了三叠纪—侏罗纪晚期快速隆升,白垩纪—古近纪相对稳定和新构造快速隆升三个阶段。东西两段略有不同,西段隆升时间较早,样品所在地在早三叠世就开始强烈隆升,说明当时该处离原型盆地边界较近,而东段此时样品所在位置还可能接受沉积,直至中侏罗世末期才开始隆升剥蚀。侏罗纪原型盆地南部边界至少跨过大板煤矿,因为在该处出露中侏罗世西山窑组残留地层。相应的稳定阶段东段要滞后一些,稳定时间相对较短,西段该时段长达100Ma,而东段多在50～60Ma。新构造运动强烈活动的时间东段相对较早,局部地段在38Ma就开始隆升。盆地南缘沉积相带的发育特征和新近纪(或第四纪)内给出的电子自旋共振年龄(ESR)均说明,沉积对构造具明显的响应,盆缘快速隆升阶段其盆地内相应的沉积物较粗,相对稳定阶段对应的沉积较细或缺失。

天山北缘侏罗系地层热历史演化及其地质意义:磷灰石裂变径迹和镜质体反射率证据

对天山北缘石场-玛纳斯、安集海河和四棵树河地区18个样品进行了磷灰石裂变径迹年龄测定,同时测定了中生界地层10件裂变径迹样品相应煤层的镜质体反射率。结果表明地层由老到新镜质体反射率逐渐增加,磷灰石裂变径迹中值年龄逐渐降低。石场-玛纳斯地区,下部三叠系煤层镜质体反射率 R_o 值较低,为O.56%,磷灰石裂变径迹中值年龄较大,为125.3±9.1Ma;八道湾组煤层 R_o 为0.53%～0.64%,磷灰石裂变径迹中值年龄介于81.3±4.7～87.8±5.9Ma;上部西山窑组煤层 R_o 最高,达到0.81%,磷灰石裂变径迹中年龄较低,为44.0±5.4～11.8±1.8Ma;相同层位,东部石场-玛纳斯一带 R_o比西部四棵树地区高,磷灰石裂变径迹年龄刚好相反。磷灰石裂变径迹模拟结果表明中生界三叠系、下侏罗统地层的埋藏深度相对较浅,上覆沉积持续的时间到晚侏罗世到早白垩世基本上已经结束,然后保持在基本不变的深度,直至中新世,不整合在三叠系之下的花岗岩的模拟结果也支持这样的认识。晚侏罗世—早白垩世的冷却降温事件可能是地温梯度变化和隆升作用的共同结果;中侏罗统地层埋藏增温过程持续时间较长,在玛纳斯地区直至渐新世末期。所有样品中磷灰石裂变径迹模拟都记录了10Ma 左右的快速冷却过程,近4～5km 的地壳表层物质被剥蚀,平均剥蚀速率400～500m/Ma。这一剥蚀过程应该与天山地区的快速隆升,以及向北的冲断推覆作用相对应。天山地区山前带的变形应不早于10Ma,这一认识与野外地质证据一致。

青藏高原北部中—新生代构造-热事件:来自柴西碎屑磷灰石裂变径迹的制约

柴西地区堆积了巨厚的新生界,不仅赋存有青海油田,且因紧邻阿尔金断裂和昆北断裂而蕴藏丰富的盆山耦合信息。对碎屑磷灰石的裂变径迹测试结果进行分析研究后认为,自渐新世以来,研究区经历了早期(32～3Ma或4Ma)的压陷-抬升和晚期(<3Ma或4Ma)的快速整体挤压-隆升2个时期。进一步的分析表明:柴西及其周缘山地从晚白垩世以来发生多阶段构造-热演化过程,即晚中生代(116～68Ma)、中生代—新生代之交(约68～62Ma)、始新世早中期(54～44Ma)、始新世晚期(约36Ma)、渐新世早期(约30Ma)、中新世(约22、16、12Ma)以及晚新生代(3Ma或4Ma、约1Ma)等阶段;同时揭示,在约28.4、19.52、14.21、8.76Ma时仅发生快速抬升,而在约30、21.8、16.38、7.38Ma时发生了强烈的挤压、盆缘掀斜、抬升剥蚀,对应于柴西地区逆冲断裂的多次逆冲叠覆活动。

郯庐断裂带对鲁西隆升过程的影响:磷灰石裂变径迹证据

郯庐断裂带(TLFZ)是一条贯穿华北的NNE向巨型断裂带。新生代以来,在郯庐断裂带的两侧及其内部发生了显著的伸展构造变形,形成了泰安-莱芜-蒙阴NW向断陷盆地群,并使鲁西块体发生了急剧的陆内伸展隆升。本文在前人研究的基础上,分别在鲁西沂山、徂徕山和蒙山三处进行了大量的样品采集,总计完成了25个样品的测试,获得了一系列新的磷灰石裂变径迹(AFT)年代学结果。结合前人已发表的裂变径迹结果,对鲁西地区新生代与伸展变形有关的剥露-隆升作用的时空分布特征、隆升剥露模式及隆升幅度进行分析,并揭示郯庐断裂带在鲁西新生代热隆升过程中的影响。主要认识有:1)新生代以来,鲁西主要经历了始新世-早渐新世和新近纪以来两期快速剥露-隆升阶段。2)始新世-早渐新世主要表现为幕式差异性快速剥露-隆升,鲁西南受NW向断层控制形成向北、向东的掀斜抬升作用,鲁西北受NE向断裂控制,形成向北、向西的掀斜抬升作用。新近纪以来,进入相对低速区域性剥露-隆升阶段。3)AFT模拟显示,与始新世-早渐新世的幕式快速剥露-隆升相比,中新世以来,鲁西剥露-隆升速率相对减小,但剥蚀量剥露-抬升量较大。故鲁西整体抬升于中新世以来。4)结合前人研究成果,新生代以来,鲁西宏观上受郯庐断裂带伸展活动影响,越靠近郯庐断裂带剥蚀量越大,局部受NW或NE向断裂控制。

贡嘎山快速隆升的磷灰石裂变径迹证据及其隆升机制讨论

鲜水河断裂是青藏高原东南缘的一条北西向大型左旋走滑断裂,其南东段逐渐向南偏转,并与近南北向的安宁河断裂相接,在两个断裂相接处西侧耸立着海拔7556 m高的贡嘎山.磷灰石裂变径迹(AFT)测试可知,贡嘎山及其邻区12个样品的年龄分布在0.2±0.1 Ma～2.7±0.7 Ma之间,平均径迹长度在13.64～15.19μm之间,表明贡嘎山及其邻区第四纪时期一直处于快速剥蚀状态.结合前人在此地区的低温热年代研究成果,揭示出两个现象:(1)贡嘎山岩体及鲜水河断裂与龙门山断裂所夹的三角区域为快速隆升区域,而其西侧、北侧的高原腹地的隆升速率远低于这两个区域;(2)贡嘎山岩体从北向南隆升速率逐渐变大,其最南端1 Ma以来的隆升速率超过3.3±0.8 mm/a.这些现象表明青藏高原在整体横向挤出、缓慢隆升的基础上,还存在着一些特殊的局部快速隆升区域.通过对川滇地块水平运动的矢量分解,我们认为贡嘎山花岗岩体是鲜水河断裂至安宁河断裂间挤压弯曲段吸收、转换川滇地块南东向水平运动导致局部快速隆升的产物,在这一过程中,由于垂直于断裂的挤压分量从北到南逐渐增大,导致了岩体从北往南的隆升速率逐渐增大.

东昆仑南部带磷灰石裂变径迹分析的地质意义

通过东昆仑南部带出露的上二叠统地层磷灰石裂变径迹分析,研究区内的构造演化特征。南北向剖面中4个砂岩样品的年龄为(48±3)—(89±8)Ma,径迹长度为(10.7±2.3)—(10.8±2.2)μm。裂变径迹年龄是区内逆冲演化的反映,长度分布体现了在退火带持续较长以及受隆升控制的特点。总体上具有3阶段热演化历史,约107Ma前后发生一次较为快速的冷却隆升作用,继之于约80Ma开始出现相对平静期,然后在6—12Ma进入快速冷却期,冷却速率为5.3—9.8℃/Ma或者106—196m/Ma。