北山中部地区中新生代构造热史演化

This project intends to carry out geological field survey of the structural section from Dundunshan to north Mazongshan in the central region of the Beishan Orogenic Belt (BOB), and to obtain the basic geological data of the study area. Systematic sampling for 40Ar/39Ar dating and fission track thermochronology will be performed along the N-S section which crosses the different geologic units. Then the following scientific issues will be discussed: (1)time and rate of exhumation, and (2)the propagation sequence of deformation from different structural belts in the central region of the BOB.This research will provide timed and quantitative intracontinental moutain building process of the central region of the BOB. It is significant for understanding the tectonic evolution of the BOB and the Central Asian Orogenic Belt.

本项目拟对北山中部地区墩墩山至马鬃山北构造剖面开展野外地质调查，获取研究区的相关基础地质资料，并沿贯穿不同地质体的南北向剖面系统取样进行40Ar/39Ar热年代学和裂变径迹年代学两方面的专题研究，从而对如下科学问题进行探讨：（1）北山中部地区各构造带隆升剥露时间与速率；（2）北山造山带中部不同构造带变形扩展的时间序列。此项工作定时定量研究北山中部地区的陆内造山过程，对理解北山造山带乃至中亚造山带的构造演化具有重要的创新意义。

中亚造山带位于西伯利亚和华北-塔里木板块之间，是世界上最大的增生型造山带之一。而北山造山带则位于中亚造山带的最南缘，形成于古亚洲洋演化的最后阶段，在经历了古生代增生造山后于中生代开始陆内造山，是研究中亚造山带演化的重要区域。.为了探讨中亚造山带南缘弧盆体系演化的结束时间以及后期陆内造山的时间节点，我们对北山中部红岩井地区两个典型的叠加褶皱开展了磷灰石裂变径迹研究。磷灰石裂变径迹的年龄范围为206-118 Ma，可以归结为如下三个年龄组分：245、204-170、131-112 Ma。热史模拟结果表明：二叠纪地层在260-220 Ma接受沉积进而埋藏升温至部分退火带底部或完全退火，220-180 Ma整个地区大规模持续性隆升剥露，然后进入平静期以缓慢的剥蚀为主。结合野外观察和构造填图，我们认为第一期褶皱F1发生在240-220 Ma之间，此时星星峡剪切带也刚刚开始活动，研究区处于区域挤压应力之下，这可能是古亚洲洋最终闭合后陆陆碰撞后转入陆内造山的起始阶段。第二期褶皱F2大约从220 Ma开始持续活动至180 Ma，这个阶段是北山造山带造山作用的峰期。此外，我们沿星星峡-柳园-瓜州剖面也开展了磷灰石裂变径剂和(U–Th)/He热年代学研究，揭示出分别在225–180 Ma, 130–95 Ma 和75–60 Ma的三期剥露。.同时在库鲁克塔格地区也开展了裂变径剂和40Ar/39Ar年代学的对比研究。十七个单矿物40Ar/39Ar结果来自十个样品，其中八个毗邻于兴地主断裂和辛格尔主断裂，而另外两个则离主断裂有一定距离。后两个样品的40Ar/39Ar结果记录了新元古代岩浆/变质事件后的快速冷却和古生代中期的热扰动。结合研究区已发表的结果指出在390 Ma和300 Ma有两期强烈的构造事件。南天山洋在390 Ma俯冲导致塔里木陆块北东缘的岛弧岩浆活动，从而基底岩石的Ar同位素体系被岩浆活动造成的高温重置或干扰，前寒武纪断裂的重新活化也干扰了基底的同位素体系。晚石炭-早二叠世的构造事件以陆内变形为主，被认为是由中亚造山带最终汇聚导致。裂变径迹研究证实了塔里木北东缘陆陆碰撞后的长期冷却，这可能归因于造山带陆内构造变形的持续传递。