2016年04月08日 星期五

研究亮点

尹继元等—Tectonophysics+JAES:新疆北部晚古生代以来的剥露-隆升过程:来着40Ar-39Ar和(U-Th)/He热年代学证据

来源:地调局地质所 发布时间:2018-07-04

    中亚造山带在古生代与古亚洲洋俯冲、消减和闭合有关,中生代经历了多次构造叠加和改造,新生代受印度-欧亚大陆板块碰撞作用的影响而成。前人对古亚洲洋古生代消减和闭合相关的岩浆作用、成矿作用和沉积作用等开展了大量的研究,但对中-新生代造山过程、机制和时限,印度-欧亚大陆碰撞远程效益向北传递的范围等还没有得到很好的限定。西准噶尔和天山造山带是中亚造山带的重要组成部分(图 1),成为研究中-新生代剥露过程与构造演化历史热点地区。针对这上述关键的科学问题,前人对这些地区中-新生代隆升剥蚀历史开展一定的研究,对磷灰石裂变径迹封闭温度范围内的热演化历史给予了很好的限定。但是对于封闭温度在90℃以下的低温区和200℃以上的高温区热年代学研究比较薄弱,缺乏对西准噶尔和天山造山带完整的、全面的热历史重建。

  中国地质科学院地质研究所尹继元副研究员和陈文研究员等对新疆西准噶尔和中天山地区主要构造带的一些花岗岩开展了黑云母和钾长石40Ar/39Ar,和锆石、磷灰石(U-Th)/He定年分析,得出如下认识:

  (1)识别出五期快速冷却事件,晚石炭-早二叠世;中三叠世;早白垩世;晚渐新世-早中新世;中中新世;西准噶尔和中天山造山带和经历了相似的造山过程。然而天山造山带经历了新生代的剥露隆升事件,而西准噶尔并没有反映出相关冷却信息(图 2);(2)天山造山带剥露-隆升过程不仅存在明显的阶段性,而且还表现出空间上的差异性;晚石炭-早二叠世和中三叠世冷却主要局限在中天山,而早白垩世的冷却在天山造山带普遍出露,新生代的抬升主要出现在前陆盆地以及大型断裂带周围;地球物理结果表明,天山造山带的岩石圈结构和流变特性等存在较大差异。因此,天山造山带的差异隆升可能与是内部结构差异和外力驱动共同作用的结果;(3)晚石炭-早二叠世的快速冷却事件可能与西准噶尔和天山造山带晚古生代复杂的俯冲、增生和碰撞过程有关;中三叠世与早白垩世的快速冷却可能与中生代欧亚大陆南缘的多期次的碰撞事件引发的远程效应有关;而晚渐新世-早中新世和中中新世天山地区断裂带的再次活化以及快速剥露可能与印度-欧亚大陆板块碰撞引发的远程效应有关;

  但是这个远程效应可能在天山的一些主要断裂带已经被消耗,并没有传递到西准噶尔地区,从而导致西准噶尔及其以北的地区没有新生代隆升信息。这些研究表明,西准噶尔和天山造山带从古生代以来,经历了多期次的、复杂的剥露隆升过程。

  上述成果已发表在国际刊物《Tectonophysics》和《Journal of Asian Earth Sciences》上。

  Yin Jiyuan*, Chen Wen, Hodges Kip et al. The thermal evolution of Chinese central Tianshan and its implications: Insights from multi-method chronometry. Tectonophysics, 2018, 722: 536-548.

  链接:https://doi.org/10.1016/j.tecto.2017.11.037

  Yin Jiyuan*, Chen Wen, Xiao Wenjiao, et al. Tracking the multiple-stage exhumation history and magmatic-hydrothermal events of the West Junggar region, NW China: Evidence from 40Ar/39Ar and (U-Th)/He thermochronology. Journal of Asian Earth Sciences, 2018, In press.

  链接:https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2018.01.021

图1、新疆北部地区地貌和构造简图

 

图2、 西准噶尔和中天山低温热年代学年龄数据柱状图