青藏高原东缘若尔盖高原-龙门山冲断带-川西前陆盆地中-新生代隆升作用的比较性研究

There is a typical plateau-mountain-basin system in the eastern Tibetan Plateau, which is composed of Zoige plateau, Longmenshan thrust belt and western Sichuan foreland basin. The plateau-mountain-basin system may be served as a natural laboratory to decipher the Meso-Cenozoic evolution and eastward growth of the eastern Tibetan Plateau. Based on the dense samples (spacing within 200-500m) from the three deep boreholes (deeper than 7000m) (Well HC-1, Well LS-1 and Well CK-1) in each unit of the plateau-mountain-basin system, we can reconstruct the Meso-Cenozoic uplifting and cooling processes of the system using multiple thermochronometers and geothermometer. Furthermore combined with the sedimentary records and structural analysis, the mountain building processes of Longmen Shan belt and Zoige plateau, as well as the evolution process of western Sichuan foreland basin may systematically be revealed. The similarities and differences of the uplifting and building processes among the three units of the plateau-mountain-basin system will ultimately be disclosed. These results could not only be significantly helpful for understanding of the Meso-Cenozoic geodynamics of the eastern Tibetan Plateau, but also provide useful data for oil/gas exploration in the Sichuan basin.

地处青藏高原东缘的若尔盖高原、龙门山冲断带和川西前陆盆地有机构建了我国西部地区独特的原-山-盆系统，成为探索青藏高原东缘构造演化、高原生长及其动力学机制的天然实验室。本项目拟在青藏高原东缘原-山-盆系统不同单元的三口关键深井（位于高原内部的红参1井、高原边缘的龙深1井和相邻盆地的川科1井）及邻区地层和构造特征的详细研究基础上，通过三口深井大跨度（7000m）、高密度（个/200～500m）样品的多尺度热年代温度计和地质温度计的联合研究，精细建立其中生代和新生代热史和隆升史剖面；结合高原内部和四川盆地西缘沉积记录的细致解剖以及面上的构造变形、热史和隆升史研究，系统恢复若尔盖高原和龙门山的中生代和新生代隆升过程，进而揭示不同单元中生代和新生代隆升作用的异同性。研究成果将大大促进我们对青藏高原东缘中-新生代构造演化及其动力学机制的理解，并可为探索四川盆地油气成藏及分布规律提供科学依据，意义重大。

若尔盖高原、龙门山冲断带和川西前陆盆地组成了青藏高原东缘典型的原-山-盆系统，是探索青藏高原东缘构造演化、高原生长及其动力学机制的理想场所。项目基于三口关键深井（红参1井、龙深1井和川科1井，井深均超过7000米的）和地表过井廊带剖面的多重低温热年代学分析（锆石、磷灰石裂变径迹和(U-Th)/He），构建了青藏高原东缘原-山-盆系统不同地貌-构造单元的中-新生代热史（冷却史）曲线和热结构剖面，揭示了青藏高原东缘隆升作用的时空差异性。结合沉积盆地碎屑记录研究（岩相、物源和沉积演化），恢复了青藏高原东缘中-新生代隆升-剥露过程和地质演化历史，进而探讨了晚新生代青藏高原东缘隆升的构造动力学机制。通过红参1井多重低温热年代学测试，首次发现若尔盖高原分别于~115Ma和~80Ma经历了两次重要的冷却事件，累计剥蚀厚度超过5000m，暗示松潘-甘孜褶皱带在当时就形成了相当高度的古高原或古山脉，不仅导致四川盆地西缘出现重要的物源转变，同时阻挡了季风运动导致四川盆地西南部出现了干旱沙漠环境。红参1至龙深1井地表样品的磷灰石（AFT）裂变径迹测试表明：龙日坝断裂以西，AFT年龄主要介于80~100Ma；龙日坝断裂以东，AFT年龄突降至20Ma以下且向东递减，直至茂汶断裂带上的3Ma左右；茂汶断裂带以东，AFT年龄复又增大并向东递增，至龙深1井浅部（<500m）为70Ma左右。上述年龄变化趋势表明龙日坝断裂和茂汶-汶川断裂是青藏高原东缘两条最为重要的热-构造边界——龙日坝断裂是若尔盖地块的东界、茂汶断裂是现今扬子地块的西界，其间为容纳若尔盖地块与扬子地块间差异变形和隆升剥露的重要冷却通道。结合深部地球物理资料，认为青藏高原东缘深部物质可能由于青藏高原隆升向东扩展并因扬子地块阻挡被迫沿若尔盖地块和扬子地块间的通道上涌，称之为青藏高原东缘西挤东挡底托-冲断隆升模型。上述研究进展为合理构建青藏高原东缘构造动力学模型提供了关键制约，推动了对青藏高原东缘构造演化历史及其动力学过程的理解。