拉萨地体裂变径迹热年代学研究

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青藏高原隆升时代、幅度和性质是目前国内外研究的热点和难点。拉萨地体处于高原中南腹地,南邻喜马拉雅地体,北接羌塘地体,是高原最重要的组成部分,对其隆升过程的研究能为高原整体隆升状态提供关键证据。同时,拉萨地体夷平面发育广泛,保留完好,完整地记录了区域夷平-隆升的历史。由于不同的年代学方法有着不同的理论基础和假设条件,使得目前通过多种方法获得的相关信息进行宏观对比变得困难。而运用单一热年代学手段对该区地质地貌体进行大范围的对比研究不仅可获得系统性可靠证据,还可以充分评价、区分和联系前人相关工作,是目前最有希望取得突破之处。磷灰石裂变径迹封闭温度较低(约60℃-120℃),对浅层地壳过程反应较为灵敏,能捕捉到其他中高温热年代学无法奏效的演化细节。而相比于其他低温热年代学方法,磷灰石裂变径迹具有基础理论完善,径迹退火行为研究成熟,可测范围广,测试成本低的优势,是对大范围地质地貌体研究的最佳选择。拉萨地体出露大量火成岩,是进行磷灰石裂变径迹研究的理想岩体,故本次研究选择该区域进行系统的磷灰石裂变径迹热年代学研究,共获得了48个年龄数据及其相关退火参数数据,我们据此分别进行年龄宏观信息和单个岩体的信息比对分析,结合热史模拟结果并充分利用该区域已有的年代学证据,对其进行地质意义发掘,获得初步认识如下:(1)拉萨地体北部安多-班戈地区除样品XZ85(48.8±3.9Ma)和XZ92(39.3±3.7Ma)年龄较年轻外,其他样品年龄均落在中生代(74.4±3.3Ma-154.1±9.0Ma),径迹长度范围为13.42±1.28μm-14.55±0.86μm,径迹长度较短;东部昌都-囊谦地区地质背景最为复杂,样品年龄(15.7±2.8Ma-100.8±22.2Ma)及径迹长度(13.07±1.01μm-14.81±1.10μm)差别较大,各岩体可能独立演化;拉萨地体南部当雄-日喀则-拉萨和林芝-波密地区绝大多数样品年龄不老于35Ma,样品年龄可以概略性反应在这一时段发生的快速剥露事件,径迹长度范围为14.06±1.37μm-14.91±0.97μm,径迹长度较长,表面样品所在岩体快速通过部分退火带。(2)通过对能获得足够数量径迹长度的样品进行热史模拟的结果显示研究区宏观上经历了三次主要的快速剥露事件,分别是:西北部(安多-班戈地区)于白垩纪中期(约120-100Ma)发生快速剥露事件、东部(昌都-囊谦地区)于古新世-始新世(约60-45Ma)发生快速剥露事件,和南部(当雄-日喀则-拉萨地区和林芝-波密地区)在中新世(约20-15Ma和7Ma)发生快速剥露事件。(3)拉萨地体及其周缘构造地貌面典型,呈层状展布。通过野外考察、地理信息系统技术定量分析和Google Earth三维影像比对,本文确定该区夷平面分为两级,其中以安多-班戈地区保存最为完好,其他区域较为破碎,面积较小。主夷平面分布海拔约4600-4900米,山顶面分布海拔5000-5400米。根据本次研究所获得的年代学结果,结合前人研究,初步获得山顶面的早期准平原化阶段可能为33-25Ma,主夷平面的早期准平原化阶段可能为15-7Ma。(4)根据本次研究所获得的证据,综合前人工作,本文发现研究区所代表的高原中部在中生代晚期率先隆起,而后在印度板块的不断挤压下逐渐向东扩展,于古新世末-始新世初扩展至现今高原东部地区,渐新世-中新世早期经历一段构造相对平静期,夷平作用强烈,形成山顶面。15-7Ma高原主要以塑性挤出或刚性旋转等方式形变,这为主夷平面的形成提供了动力学条件。
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