锆石He扩散模型与中国典型克拉通盆地古老层系热史重建

沉积盆地古老层系已成为我国油气勘探的重要领域,但由于缺乏有效古温标,其热史研究一直很薄弱.本文在系统综述锆石He扩散动力学模型及差异性基础上,探讨了锆石(U-Th)/He热定年技术在我国克拉通盆地古老层系热史恢复中的适用性.目前常用的锆石He扩散动力学模型包括简单模型、锆石辐射损伤积累和退火模型及扇形-线性模型.基于不同温度路径模拟发现,锆石辐射损伤积累和退火模型和扇形-线性模型在约束低温热史时具有较强的一致性,而在约束高温热史(>200℃)时,则具有明显的差异性.塔里木盆地、四川盆地和华北克拉通盆地的前寒武系样品单颗粒锆石(U-Th)/He年龄均小于地层年龄,且与有效铀浓度呈负相关性,反映了辐射损伤是锆石He年龄分散的主因.基于正、反演热史模拟明确了三大盆地前寒武系样品自沉积以来的古温度史,并揭示出它们曾经历过160~185℃的高温热历史,这对深层、古老层系烃源岩成熟演化和资源评价具有重要的科学意义.

(U-Th)/He热年代学方法研究进展及其应用

(U-Th)/He热年代学方法基于矿物中U、Th、Sm发生衰变产生和累积的4He进行定年。由于低的封闭温度和对近地表地质过程的敏感性,因此在定量揭示地壳浅部所经历冷却及剥露事件的时间-空间-温度特征方面具有不可替代的优势。本文简要回顾了(U-Th)/He定年原理并对不同测试方法的优缺点进行评述,在此基础上总结探讨了(U-Th)/He热年代学在辐射损伤影响机制、退火动力学以及4He扩散模型方面取得的进展以及存在的不足,并对如何完善这些不足进行未来展望。此外本文还综述了(U-Th)/He热年代学方法在约束成矿时代、造山带剥露历史研究、矿床保存性评价方面的应用实例以及部分局限性。