热年代学约束下鄂尔多斯盆地西南缘构造复合带的古地温及抬升冷却历史恢复

The research of Palaeo-geothermal and uplift-related cooling history of sedimentary basins, which is analyzed by thermochronology and geothermometer, is currently one of the most hot research in Earth Sciences. The Southwest of the Ordos basin is the key district to the geothermal system of central and western China. It has complex and junior level of thermal evolution since the Mesozoic. Using the (U-Th)/He dating, Fission track and vitrinite reflectance techniques, the study aims to define the uplift-cooling history, the maximum palaeotemperature and the geothermal gradient. On that basis, with the constraint of present geothermal, geothermometer, and (U-Th)/He age, the thermal evolution history since Mesozoic will be recovered. The research can recover the paleogeothermal system since mesozoic of southwest of the Ordos basin. The analysis of features of the differential uplift and its main controlling factors. Most importantly, it can provide reliable thermochronological dating data and can be a basis for the tectonic thermal event and the geothermal evolution. It also can be the proof of the relationship between the uplift process of the Qinghai-Tibet Plateau and the regional tectonic thermal event.

利用低温热年代学测年技术结合古温标，恢复沉积盆地及周边造山带的古地温及抬升冷却史是目前地球科学领域最为炙手可热的研究领域之一。鄂尔多斯盆地西南缘是研究我国多个构造域综合作用的部位，也是我国中西部区域热体制、热结构及地温场演化的关键研究地带，其中—新生代构造热演化史复杂，目前认识程度较薄弱。本项目利用(U-Th)/He、裂变径迹及镜质体反射率等测试技术与方法，确定鄂尔多斯盆地西南缘抬升冷却历史，恢复中生代以来最大古地温及不同演化阶段的古地温梯度。在此基础上，以现今地温场、裂变径迹数据及He年龄相互约束，综合恢复中—新生代的热演化史，分析其差异化隆升的特征及其主控因素。本研究成果可以为我国中西部地区构造热事件、地温场的演化过程及其与青藏高原新生代隆升运动的关系研究提供理论依据和研究实例。

利用低温热年代学技术结合古温标与盆地模拟技术，恢复鄂尔多斯盆地西南缘与其周边地区的古地温及抬升冷却史具有重要的理论研究价值和实践指导作用。利用收集的地质填图数据、钻井和测温数据，结合实测的磷灰石裂变径迹、磷灰石和锆石(U-Th)/He、镜质体反射率、岩石热导率等资料，应用盆地模拟技术，建立了鄂尔多斯盆地西南缘三维地质模型，确定了泥页岩成熟度Ro和经历的最大古地温Tmax，恢复了不同构造部位中生代以来的抬升冷却历史。在此基础上，以现今地温场、AFT数据及AHe和ZHe年龄相互约束，从延长组油页岩成矿后期的抬升剥蚀与冷却历史、岐山地区二叠系的构造热演化历史，以及渭北隆起西缘和渭河盆地西北部延长组的差异性隆升冷却历史的恢复等多个角度，分析对比了不同构造部位差异化隆升的特征及其主控因素。研究获得以下三个重要认识和结论：（1）鄂尔多斯盆地西南缘不同地区延长组油页岩抬升冷却和剥蚀历史具有一定的差异性，彬县-麟游地区油页岩晚白垩世以来经历了三个抬升阶段，始新世40Ma和中新世8Ma为该套油页岩成矿后期冷却的关键时刻；（2）岐山地区晚侏罗世持续沉降且地温梯度逐渐减小，晚侏罗世至晚始新世不同地区依次抬升剥蚀和冷却。岐山及其南部地区二叠系出露地区的抬升及冷却早于渭北隆起其它部位，始新世早期~52Ma和晚中新世~8Ma是其构造热演化史的两个关键时刻；（3）渭河盆地西北部（千阳地区）和渭北隆起西部（姚家沟地区）延长组的古地温均可以划分为四个抬升-冷却阶段，这两地在早期古地温有所不同，之后逐渐趋于一致。两地分别自晚侏罗世~150Ma和早白垩世~120Ma开始冷却。渭河盆地西北部地区，比鄂尔多斯盆地西南缘其它地区抬升更早，早始新世~50Ma是该套残余地层构造热演化的关键时刻。本研究成果不仅可以为我国中西部构造热事件、地温场的演化过程及其与青藏高原新生代隆升运动的关系研究提供理论依据，还可以为该地区地热能、油气、煤及铀矿的勘查与评价提供地温场背景。