湘鄂西花岗岩体磷灰石裂变径迹年龄-硕士论文

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1、2004.05中国地质大学硕士学位论文45前言一、选题依据1.研究现状裂变径迹是指含铀矿物中的铀裂变产生的高能量碎片使矿物晶格产生辐射损伤，从而留下裂变的痕迹。1965年，美国通用电气研究发展中心的Fleischer等（1964）通过研究径迹的蚀刻特性，发现自发裂变径迹数与径迹积累的时间和矿物中铀的含量成正比，基于这一原理，他们测定了矿物的年龄，并提出了裂变径迹定年法（Fleischeretal.,1964）。裂变径迹定年法是利用统计矿物（锆石、磷灰石）238U裂变产物——裂变径迹数来测定矿物年龄的。由于磷灰石的裂变径迹具有较低的封闭温度70-120℃（Gleadowe

2、tal.,1987），1980年代以来广泛应用于揭示山脉地区晚近地质时期的隆升剥露史。国外最早运用裂变径迹定年法研究造山带构造隆升史始于1978年，当时Wagner（1978）用这种方法对中阿尔卑斯山进行了系统研究，所测得的磷灰石的FT年龄为2.2-17.4m.y.,并发现这些年龄随海拔高度的增高而增大。Gleadowetal.（1984）利用磷灰石裂变径迹分析技术对南极的TransantarticMountains(TAM)地区进行了系统研究，作出年龄-高程图。近年来，随着对磷灰石裂变径迹退火特征的进一步研究，有关磷灰石裂变径迹定年法在山脉隆升剥露史方面的应用又有新的

3、进展。Wagner（1988）建立了新的投影裂变径迹长度分布—温度—时间之间的联系，使之对抬升剥露冷却历史的制约更为精确。运用此方法，Wagneretal.（1989）对南极横断山北维多利亚地区、Fitzgeraldetal.（1988）和Fitzgerald（1992）对南极的TAM地区进行了研究，均取得了一些新的非常有意义的成果。Thomson等（2000）利用Ruhla结晶杂岩体的裂变径迹热年代学证据对欧洲大陆的Saxo-Bohemian地块的热演化史进行了新的限制。Mitchell等（2002）利用磷灰石裂变径迹分析方法对澳大利亚南部的MtPainter区的剥露

4、史进行了分析，得出重要结论。国内早期利用磷灰石裂变径迹法研究隆升速率多集中在青藏高原及其邻近地区。刘顺生等（1987）对西藏的拉萨、康马和告乌3个岩体利用年龄-高差法进行了隆升速率的计算，得到了较好的线形关系；丁林等（1995）通过磷灰石裂变径迹分析方法给出了东喜马拉雅构造结上新世以来快速隆升的证据；江万等（1998）在研究青藏高原的隆升速率时，利用测出的裂变径迹数据直接计算地质体的平均隆升速率。近年来，应用磷灰石裂变径迹年龄分析，B.L.Chen等（2001）对秦岭造山带、王国灿等（2002，2003）对东昆仑东段、万景林等（2002）对西昆仑北部山前普鲁地区、吴堑虹

5、等（2002）对东大别地区岩体的隆升剥露史和构造意义进行了深入的分析，取得重要成果，同时，他们对裂变径迹分析技术也进行了有益的探讨，为今后我们应用裂变径迹定年法进行研究提供了参考。综上，随着裂变径迹分析技术的发展，国内外学者应用磷灰石裂变径迹法研究造山带隆升剥露机制已取得重大进展，主要体现在通过裂变径迹分析可以为研究造山带隆升提供隆升时间、隆升幅度、隆升速率、隆升方式以及地温热历史等比较全面的山脉隆升史资料。2004.05中国地质大学硕士学位论文452.研究目标近年来，随着对磷灰石矿物的退火规律的深入研究（Fleischeretal.,1975,康铁笙，1991），发现

6、磷灰石裂变径迹的退火与油气生成密切相关。磷灰石裂变径迹发生退火的温度范围（退火带）为70-120℃，而烃成熟度与温度的关系表明，石油大量生成所需要的温度范围与上述退火带刚好重合（Gleadowetal.,1983）。据此，我们认为可以通过磷灰石裂变径迹分析反映含油气盆地经历的地质背景，进而对含油气盆地的构造破坏条件作出评价。本课题属于夏文臣教授主持的中石化重大基础项目“鄂西渝东海相油气的构造控制与保存条件研究（2002-2004）”的下属子项目“扬子板块东北缘晚古生代以来隆升过程的精细同位素冷却速率响应与储油层稳定性研究”，主要通过对湘鄂西一带近南北向分布的花岗岩体自印

7、支期以来的冷却抬升剥露史进行研究，以查明构造非平稳运动的期次和作用时间，为鄂西渝东盆地石炭系及其稍晚以来成烃层的可能的破坏事件分析提供一个方面的约束。二、研究内容和研究方法1.主要的研究内容：（1）湘鄂西地区存在的重要构造活动期厘定（2）湘鄂西地区典型侵入体的岩石学特征和构造环境分析（3）典型岩体的平均古剥露速率研究（4）印支期以来的冷却速率和剥露速率研究（5）基底剥露速率与盆地油气藏保存条件和破坏条件分析2.研究方法目前，研究山脉隆升剥露速率的研究方法主要有古生物-古气候法、古地理法、地质压力计法、热年代学方法及变质作用P-T-t轨迹法