松辽盆地裂后期幕式构造反转的低温热年代学约束

Based on geologic characteristics of the post-rift sequence,we integrated low temperature thermochronology and modelling of apatite fission track (AFT)、zircon fission track (ZFT) and apatite (U-Th)/He (AHe) with tectonostratigraphic analysis, allows the compressional relevant unconformities, timing, magnitude, structural pattern, thermal histroy and spatial variations of the post-rift episodic basin inversion and its relationship with adjacent plate reorganization process to be established for an uplifted and largely denuded Cretaceous hinterland rifting basin: the Songliao Basin, NE China. This work will highlight the particular advantage of systematic fission track and (U–Th)/He dating and modelling from the same sample in boreholes as a powerful tool in adding important constraints to a basin which had undergone inversion and/or uplift, as well as improve the evolutionary model for the Mesozoic rifting basins of East China. Furthermore, this work will probably reveal the the tectonic controlling mechanism of the emergence of eastern provenance , the westward migration of depocenter, the configuration of depositional system, in the late Cretaceous Nenjiang Fm., Mingshui Fm. and Sifangtai Fm., which are all absolutely important for the exploration of subtle reservoir in basin’s shallow stratum.

在对松辽盆地裂后期构造地层和沉积体系详细解析的基础上，开展以磷灰石裂变径迹（AFT）、锆石裂变径迹（ZFT）定年和磷灰石（U-Th）/He（AHe）定年为重点的低温热年代学研究，试图通过热年代学信息的提取、地质分析及计算模拟，确定松辽盆地裂后期构造反转的幕次、时间界限、反转幅度及空间分布，进而重建裂后期构造反转阶段的构造-热演化历史；综合分析盆地周缘板块构造运动重组事件，揭示其在盆地裂后期充填序列中的响应界面，阐明盆地幕式构造反转的动力学背景。该研究将进一步拓展低温热年代学定年和模拟技术在盆地构造反转研究中的应用，完善中国东部中生代裂谷盆地演化过程的动力学模式。此外，松辽盆地构造反转作用的研究，不仅有助于阐明嫩江组-明水组-四方台组东部物源体系发育、盆地沉降中心迁移和沉积体系配置的构造控制机制，而且对盆地中浅层隐蔽油气藏的勘探也有实际应用价值。

本项目在对松辽盆地裂后期构造地层和沉积体系进行详细解析的基础上，对松辽盆地内松科1井等40多个沉积岩样品开展了磷灰石裂变径迹（AFT）、锆石裂变径迹（ZFT）和磷灰石（U-Th）/He（AHe）定年为重点的低温热年代学研究。通过热年代学信息的提取、地质分析及计算模拟，重建了裂后期构造-热演化曲线，确定了松辽盆地裂后期至少有发生了四幕重要的反转冷却事件，并且详细厘定了每幕反转冷却事件的具体时间界限：第一幕88-86Ma（T11不整合面），第二幕79-75Ma（T03不整合面），第三幕65-50Ma（T02不整合面）以及第四幕32-24Ma（渐新世不整合面）。通过对古太平洋板块俯冲、印度-欧亚大陆碰撞等晚中生代至新生代的重大板块构造重组事件的分析，揭示了区域构造事件在盆地裂后期充填序列中的响应界面和热史信息，阐明了盆地裂后期构造演化的地球动力学背景：晚白垩纪至古近纪主要受控于古太平洋板块的西向俯冲，古近纪末期至新近纪则主要受控于印度-欧亚大陆的碰撞及青藏高原的隆升。本项目建立了松辽盆地裂后期的构造-热年代学格架，详细刻画了松辽盆地100Ma以来完整的构造-热演化历史及地球动力学背景，并新识别出了一幕发生在新生代渐新世末期的重要冷却反转事件。在项目实施过程中，共发表与研究相关的SCI和EI研究论文4篇，其中SCI二区论文2篇，三区1篇，EI论文1篇；授权发明专利5项，其中美国发明专利1项，中国发明专利4项。所取得的相关理论成果已经得到了国际同行的正面引用和撰文评价，构造-热年代学实验方法的专利技术也进入了转化和实施阶段。总之，通过本项目的实施，进一步改进了低温热年代学定年测试的实验流程和技术方法，拓展了低温热年代学定年和热史模拟技术在沉积盆地构造演化研究中的应用，深化了对松辽盆地裂后期构造演化的认识，完善了中国东部中生代裂谷盆地演化过程的动力学模式。