东昆仑中段花岗闪长岩磷灰石裂变径迹热史模拟研究

钱莉莉　罗文行　徐俊杰　房艳国

[摘要]本文介绍了东昆仑北坡花岗闪长岩磷灰石裂变径迹热史模拟的结果。样品在大约65Ma抬升到磷灰石裂变径迹封闭温度（120℃）等温面之上并快速冷却，到56Ma左右温度降低到65℃，冷却速率平均为6.1℃/Ma，根据35℃/km的地温梯度假设，这一阶段样品抬升了1.57km，平均抬升速率为174m/Ma。56Ma开始，均受到一次构造热事件的影响，温度开始增加，到45Ma左右，这次增温事件达到最高温度，大约100℃，这一阶段平均增温速率为3.2℃/Ma。然后从45Ma左右到8-10Ma之间，样品冷却缓慢。从10～8Ma开始至今，样品快速冷却至现今地表温度。在56～45Ma之间受到一次构造加热事件，区域上与东昆仑地区古新世（56～45Ma）的一次伸展抬升事件时间一致。上新世以来以非常高的冷却速率抬升剥露到地表，平均抬升速率超过100m/Ma，是强烈的构造抬升与剥蚀作用共同造成的。

[关键词]裂变径迹 磷灰石 热史模拟 东昆仑

[中图分类号] P62 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-8-244-2

1研究区地质特征

以东昆中构造混杂岩带为界，以北的东昆北地块发育大量中酸性岩体，主要岩性有花岗闪长岩、石英闪长岩、英云闪长岩和斑状花岗岩等，局部有花岗岩脉穿插。东昆北地块的北部出露有白沙河岩群深变质岩系，岩性以片麻岩为主，有较多的混合岩及较少的片岩、大理岩、含红柱矽线堇青斜长片麻岩、黑云角闪片麻岩，黑云二长片麻岩、斜长石英角闪岩，夹少量麻粒岩。昆中带以万宝沟群、纳赤台群为主，穿插有早泥盆世花岗闪长岩脉和花岗斑岩脉，最近陆露等（2010）[1]研究认为这些花岗斑岩脉为昆中断裂活动同时侵入的，所测得的锆石206Pb /238U 年龄 （408. 5 ± 2. 3 Ma 和 391. 2 ± 3. 4 Ma） 记录了昆中断裂的活动过程。

2样品采集

Ek01～Ek07共7件样品，是从东昆南地块与东昆中构造混杂岩带界线处一较低的垭口向北翻越昆仑山北脉的山脊，从5200米的山脊向北下降到4400米高程，Ek08样品为花岗斑岩脉。为了获得足够多裂变径迹分析用的锆石和磷灰石单矿物，每件样品重量均大于2kg。采样点位置和高程利用内置GPS模块的掌上电脑（型号Getac PS535F）配合数字地质调查信息平台（DGSS）软件获得，并结合纸质1：5万地形图进行微地貌校正。该方法可以精确获得采样点的坐标和高程，在空阔而又未受到人力改造的东昆仑地区，误差不超过10米。

3磷灰石裂变径迹分析结果

样品的测试工作由北京市泽康恩科技有限公司袁万明完成。除EK08外，样品EK01～EK07均获得磷灰石裂变径迹分析有效数据。具体分析结果见表1。

4热史模拟方法

矿物中裂变径迹是在自然条件下，环境温度降低到封闭温度[3]之下后，自发裂变后原子碎片飞过晶体内部一段距离造成损伤形成的，是一个连续的不可逆过程。磷灰石裂变径退火模型目前研究程度较高，最近，Ketcham新编制了一个可以用来对磷灰石裂变径迹（AFT）、（U-Th）/He和镜质体反射率（Vitrinite）数据进行正反演模拟的软件“HeFTy”。HeFTy提供了最新改进的磷灰石退火模型[4， 5]。本文磷灰石裂变径迹数据的热史模拟是用HeFTy完成的。

5热史模拟结果

EK01～EK07七个样品的磷灰石裂变径迹热史模拟约束条件设置为：起始时间为100Ma，该时间远小于样品所属岩体的侵位结晶年龄，起始温度为200℃，结束条件为时间0Ma时温度为0℃。对于每个样品热史中间的约束，根据其裂变径迹年龄或者峰值年龄，用约束框形式进行大致限制。同样采用蒙泰卡罗（Monte Carlo）迭代法，运算10000次获得模拟结果。

从图1可以看出，这部分结果非常宽泛，因此在结果描述中重点介绍低于120℃的模拟结果。样品EK01、EK02、EK05、EK06和EK07这5个样品在低于封闭温度之后的热史路径比较类似，都是冷却速率逐渐加快的曲线形式，但各样品冷却的起始时间不同（本文仅列出EK01的模拟结果，见图1，其他结果参见文献[6]）。

EK01大约30Ma开始到6Ma左右，温度从100℃降低到60℃，平均冷却速率为1.67℃/Ma，取地温梯度为35℃/km，换算为平均抬升速率为47.6m/Ma，6Ma之后样品快速从60℃冷却到0℃，平均冷却速率10℃/Ma，换算为平均抬升速率为286m/Ma（图1）。

6结论

东昆仑北坡花岗闪长岩磷灰石裂变径迹热史模拟的结果反映了样品在冷却过程中间经历过一次加热事件。在大约65Ma抬升到磷灰石裂变径迹封闭温度（120℃）等温面之上并快速冷却，到56Ma左右温度降低到65℃，冷却速率平均为6.1℃/Ma，根据35℃/km的地温梯度假设，这一阶段样品抬升了1.57km，平均抬升速率为174m/Ma。56Ma開始，样品受到一次构造热事件的影响，温度开始增加，到45Ma左右，这次增温事件达到最高温度，大约100℃，这一阶段平均增温速率为3.2℃/Ma。然后从45Ma左右到8-10Ma之间，样品冷却缓慢。从10～8Ma开始至今，样品快速冷却至现今地表温度。在56～45Ma之间受到一次构造加热事件，区域上与王国灿等（2007）[7]总结的东昆仑地区古新世（56～45Ma）的一次伸展抬升事件时间一致。上新世以来以非常高的冷却速率抬升剥露到地表，平均抬升速率超过100m/Ma，是强烈的构造抬升与剥蚀作用共同造成的。

参考文献

[1]陆露， 胡道功， 张永清等. 昆中断裂带同构造花岗斑岩锆石U-Pb年龄及其构造意义. 地质力学学报， 2010， 16（01）：36-43.

[2]罗文行.东昆仑中段辉石岩的成因与构造-热演化史： [博士学位论文]. 中国地质大学， 2012

[3]王国灿，向树元， 王岸等. 东昆仑及相邻地区中生代-新生代早期构造过程的热年代学记录. 地球科学： 中国地质大学学报， 2007， 32（005）：605-614.