鄂爾多斯盆地東緣紫金山侵入巖熱演化史與隆升過程分析

陳 剛，丁 超，徐黎明，章輝若，胡延旭，楊 甫，李 楠，毛小妮

1 西北大學 地質學系，大陸動力學國家重點實驗室，西安 710069；

2 中國石油天然氣股份有限公司長慶油田分公司，西安 710021

1 引 言

鄂爾多斯（陸塊）盆地位于華北克拉通西部，是一個油氣、煤和砂巖型鈾礦等多種礦產共存富集的大型沉積能源盆地[1-3］.鄂爾多斯盆地尤其東北部地區中新生代構造熱演化及其與油氣等多種沉積能源礦產共存富集的關系，以及盆地東北緣的構造隆升與華北克拉通演化的關系等，是近年來國內外學者非常關注的熱點問題[1-8］；在盆地東（部）緣普遍缺失晚侏羅世以來沉積地層記錄的特殊地質背景下，紫金山巖體無疑是這一地區晚中生代以來構造熱演化及其差異抬升冷卻過程研究的重要窗口.長期以來，紫金山巖體的相關研究主要集中于巖石地球化學和巖體形成時代問題的討論[7-14］，而有關該巖體的構造熱演化尤其是晚中生代以來的抬升冷卻過程則知之甚少，至今尚未見到相關報道.本次通過LA-ICPMS鋯石U-Pb測年、角閃石及黑云母Ar-Ar定年和鋯石、磷灰石裂變徑跡（FT）分析，最新獲得了紫金山侵入巖及其蝕變帶砂巖不同封閉溫度礦物系列的構造熱年代學數據，并結合巖體構造熱演化的T-t軌跡分析和磷灰石FT熱史路徑模擬，系統探討分析紫金山侵入巖從早期侵位-固結到后期抬升冷卻的動態演化特征，以期為客觀認識鄂爾多斯盆地東北部地區中-新生代的構造熱演化歷史、差異隆升過程及其與油氣成藏的關系等提供新的重要信息和約束條件.

2 區域地質構造背景

鄂爾多斯盆地是在古生代華北克拉通陸表海-濱淺海盆地基礎之上疊合發育的中生代三疊紀-早白堊世內陸河湖相多旋回沉積盆地[1-3］，主要經歷了盆地西南部多期次逆沖推覆-前淵坳陷和盆地東部多旋回構造抬升及其沉積范圍由東向西的不斷退縮；晚白堊世以來，盆地全面進入了多旋回差異抬升剝蝕和周緣斷陷的后期改造階段.中、新生代的建造和改造作用最終鑄成了如圖1a所示的盆地東北部構造單元分區面貌：東部的陜北斜坡（Ⅰ）、東緣的晉西撓褶帶（Ⅱ）和北部的伊蒙隆起（Ⅲ）.位于晉西撓褶帶與呂梁隆起之間的離石走滑斷裂帶不僅明顯控制著兩側各異的殘存地層分布和構造變形特征[1］，同時呈現為近南北向展布的串珠狀重、磁異常帶[1，15］，以及地殼-上地幔厚度及其電性和速度結構在東西向測深剖面上的突變帶[16-18］，總體構成了華北克拉通西部鄂爾多斯穩定陸塊（盆地）與中部（呂梁-太行）造山帶及其東部陸塊的構造分界[17-19］.盆地東緣的晉西撓褶帶及其以西的陜北斜坡主體呈現出向盆地西部坳陷緩傾的掀斜構造特點，新近系或第四系以低角度不整合關系自東向西依次覆蓋在上古生界-中生界不同層系之上，其間普遍缺失晚白堊世-新近紀早期將近100Ma的沉積地層記錄.

圖1 鄂爾多斯盆地東緣紫金山巖體區域地質構造特征與樣品點位置1斷裂與構造分區線，2地層剝蝕尖滅線，3地層不整合，4上新統-第四系，5中生界碎屑巖，6次透輝二長巖，7次透輝正長巖，8霓霞正長巖，9霞石正長巖，10響巖質火山角礫巖，11粗面質火山角礫巖，12采樣點位置（GPS）編號：Z-01（38°08′23″N，110°50′28″E），Z-06（38°08′41″N，110°50′26″E）；Z-10（38°08′46″N，110°50′13″E）.鄂爾多斯盆地東北部構造單元：Ⅰ陜北斜坡，Ⅱ晉西撓褶帶，Ⅲ伊盟隆起；呂梁隆起的結構單元：①汾西復向斜、②呂梁山復背斜、③寧武復向斜、④蘆芽山復背斜和⑤五寨復向斜.Fig.1 Geotectonic features and sampling sites of Zijinshan complex in the eastern Ordos basin 1Fault and tectonic boundary；2Strata pinch-out line；3Strata unconformity；4Pliocene-Quaternary；5Mesozoic clastic rocks；6Diopside monzonite；7Diopside syenite；8Aegirine-nepheline syenite；9Nepheline syenite；10Phonolitic breccia；11Trachyte breccia；12Sampling sites（GPS）：Z-01（38°08′23″N，110°50′28″E），Z-06（38°08′41″N，110°50′26″E）；Z-10（38°08′46″N，110°50′13″E）.Tectonic units of the eastern Ordos basin：ⅠNorth Shaanxi slope，ⅡFlexural fold belt of western Shanxi，ⅢYimeng uplift；Tectonic units of Lvliang uplift：①Fenxi synclinorium，②Lvliang anticlinorium，③Ningwu synclinorium，④Luyashan anticlinorium，⑤ Wuzhai synclinorium.

紫金山巖體位于鄂爾多斯盆地東緣的晉西撓褶帶中段，東以離石走滑斷裂帶為界與華北克拉通中部造山帶西側的呂梁隆起相鄰，現今出露面積約23.3km2，并侵位于盆地東緣的中生界三疊系及其下伏沉積地層（圖1a）.該巖體是一套主要由侵入巖和噴出巖組成的堿性或偏堿性雜巖體[9-14］，巖體外環的二長巖、正長巖等侵入巖和中心部位的火山角礫巖等噴出巖呈環帶結構分布（圖1b）.其中，巖體外環以次透輝二長巖為主的（偏）堿性侵入巖占整個巖體出露面積的近2／3，巖體中部的粗面質和響巖質堿性噴出巖則不足1／3，兩者之間發育由霓霞次透輝正長巖和少量透長石斑巖組成的堿性侵入巖墻.本次研究主要采集了紫金山巖體西坡的侵入巖和其蝕變帶砂巖等兩類巖石的3塊樣品（圖1b）：一是次透輝二長巖（Z-01）和正長巖（Z-06）兩塊侵入巖樣品，二是侵入巖接觸蝕變帶的1塊三疊系砂巖樣品（Z-10），分別進行了侵入巖樣品的LA-ICP-MS單顆粒鋯石U-Pb測年、角閃石和黑云母單礦物40Ar-39Ar測年，以及侵入巖和蝕變砂巖樣品的鋯石、磷灰石FT分析和磷灰石FT熱史路徑模擬.

2 測年方法與數據分析

2.1 鋯石U-Pb年齡

從紫金山次透輝二長巖Z-01樣品分離獲得了200多個單顆粒鋯石，通過鋯石顆粒制靶和掃描電鏡+Gatan陰極發光（CL）圖像分析，挑選出結晶好、韻律環帶明顯的鋯石顆粒作為測試對象，在西北大學大陸動力學國家重點實驗室進行了29個測點的LA-ICP MS單顆粒鋯石U-Pb原位定年.LA激光剝蝕系統由ComPex102Ar F準分子激光器（波長193nm）和GeoLas200M光學系統組成，ICP MS為配置有高分析靈敏度屏蔽炬（Shield Torch）的Agilent7500a，實驗使用的激光斑束直徑為30μm、頻率為10Hz.數據處理采用GLITTER（ver 4.0）程序，年齡計算時以標準鋯石91500為外標進行同位素比值分餾校正[20］，樣品的加權平均年齡計算及諧和圖的繪制采用Isoplot（ver 2.49）[21］.詳細測試分析流程見文獻[22］.

通過次透輝二長巖Z-01樣品29顆鋯石的LAICP MS測點數據分析和諧和度檢驗，獲得了滿足諧和度檢驗的21個單顆粒鋯石U-Pb年齡數據（表1）.鋯石顆粒238U、232Th含量分別為（55.29×10-6～839.11×10-6）ppm 和（36.99×10-6～859.93×10-6）ppm，232Th／238U=0.19～1.97.其中，大部分年輕鋯石顆粒232Th／238U＞0.83～1.97，其CL圖像具有較好的振蕩韻律環帶結構（圖2），總體顯示出巖漿成因鋯石的微量元素組成和內部結構特征[23］；另有6個古老鋯石年齡集中在1866～1958Ma，232Th／238U為0.19～0.67，其CL圖像主要表現為半自形、弱分帶結構，應該屬于經歷古老變質增生或重結晶作用改造的變質鋯石或繼承鋯石.對鋯石U-Pb測年數據的諧和圖處理結果顯示（圖3），這些年齡數據幾乎全部集中在諧和曲線附近，且其擬合直線（不一致線）與諧和曲線相交形成兩個交點.其中，下交點206Pb／238U年齡為136±20Ma，與之對應的加權平均年齡為136.7±6.5Ma，該年齡數據與近年來報道的紫金山侵入巖138.3±1.1Ma[12］和127.2±2.7Ma[13］的鋯石U-Pb測年數據在誤差范圍內基本一致，共同代表了紫金山巖體早期侵位的峰值年齡.另外，上交點206Pb／238U年 齡為 1932±20Ma，與 之 對 應 的207Pb／206Pb加權平均年齡為1930±36Ma，與前人在紫金山侵入巖中獲得的1821±120Ma和1929～1940Ma繼承鋯石的古老年齡[12-13］基本相當，大致接近華北克拉通東、西陸塊早元古代碰撞拼合過程構造熱變質事件的峰值年齡[18-19］.

2.2 角閃石、黑云母40Ar-39Ar年齡

圖2 紫金山巖體二長巖樣品的鋯石顆粒陰極發光（CL）圖像特征圓圈為激光剝蝕位置，并給出了測點年齡（Ma）和Th／U比值.Fig.2 Cathodoluminescence（CL）images of zircon grains from the monzonite of Zijinshan complex.The circles and numbers in CL images represent the laser ablation sites and zircon U-Pb dating ages（／Ma）with Th／U ratios in brackets.

圖3 紫金山巖體二長巖樣品的鋯石U-Pb諧和曲線a和b分別給出了上、下交點區變質鋯石和巖漿鋯石的加權平均年齡.Fig.3 Zircon LA-ICP-MS U-Pb concordia diagram of the monzonite from Zijinshan complex.Metamorphic zircons give a mean 207Pb／206Pb age of 1930±36Ma（a），while magmatic zircons yield a 206Pb／238 U age of 138.7±6.5Ma（b）.

表1 紫金山巖體二長巖（Z-01）樣品LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年數據Table 1 Zircon LA-ICP-MS U-Pb dating results of the monzonite from Zijinshan complex

分別從次透輝二長巖（Z-01）和次透輝正長巖（Z-06）樣品分離出足量的角閃石（Hor）和黑云母（Boi），進行了單礦物40Ar-39Ar同位素測年分析.樣品的反應堆照射在中國原子能科學研究院完成，照射時間10小時41分鐘，快中子累積通量2.45×1017n／cm2；樣品測試分析在中國地質大學（北京）地學實驗中心的MM5400質譜儀上完成，采用的標樣為黑云母ZBH-25和透長石FCT-01，年齡的譜圖繪制和計算采用美國伯克利大學地質年代中心提供的Isoplot（ver.2.31）程序完成，其中40K衰變常數λ=5.543×10-10／a，大氣氬40Ar／36Ar比值為295.5.詳細的測試分析方法流程見文獻[24］.

上述2塊侵入巖樣品的40Ar-39Ar同位素測年結果表明（圖4），角閃石和黑云母的階段加溫視年齡構成均一主坪，對應的39Ar析出率達86%以上，且樣品的坪年齡與等時線年齡基本一致，40Ar／36Ar初始比分布在（271±33）～（308±24），接近于大氣氬的40Ar／36Ar比值，基本可以排除過剩氬的存在，表明樣品的坪年齡和等時線年齡具有可靠的熱年代學意義.紫金山侵入巖主要巖石組成的二長巖Z-01樣品，具有較高封閉溫度的角閃石Ar-Ar坪年齡為133.1±0.9Ma、等時線年齡為132.4±3.1Ma，基本接近或略大于正長巖Z-06樣品角閃石礦物的132.2±0.8Ma坪年齡和131.7±3.1Ma等時線年齡，暗示二長巖的巖漿結晶過程要稍早于正長巖.正長巖樣品中具有較低封閉溫度的黑云母Ar-Ar坪年齡為130.4±0.7Ma、等時線年齡為130.81±0.86Ma，略小于同一樣品的角閃石結晶年齡.

綜合上述不同封閉溫度礦物的測年數據可以看出，紫金山侵入巖主要形成于（136.7～130.4）Ma，而且鋯石U-Pb與角閃石、黑云母40Ar-39Ar年齡所指示的巖漿侵位與結晶-固結的年齡時差都很小，分別為3.6Ma和2.7Ma，呈現出淺成侵入巖快速冷卻-固結的年齡分布特點.另據楊興科等[14］對紫金山巖體中部噴發巖樣品的單顆粒鋯石SHRIMP測年結果分析，篩分排除巖漿捕獲繼承鋯石的年齡組分，粗面斑巖和粗面安山巖的鋯石U-Pb年齡指示其巖漿噴發活動主要發生在（132.3～125.3）Ma.因此，紫金山構造巖漿活動經歷了先期淺成侵位和后期超淺成-噴發的完整巖漿旋回系列，活動時限主要集中在早白堊世的（136.7～125.3）Ma.

2.3 裂變徑跡（FT）年齡

從紫金山二長巖Z-01樣品及其接觸蝕變帶三疊系砂巖Z-10樣品中分選獲得了足量的鋯石和磷灰石礦物顆粒，在中科院高能物理研究所進行了基于外探測器定年法的裂變徑跡（FT）分析，中子注量監測器標準鈾玻璃組件的鋯石和磷灰石誘發FT密度分別為3.123×105和9.135×105，根據IUGS推薦的ξ常數法計算年齡值，鋯石和磷灰石的Zeta常數分別為156.2±7.4和357.8±6.9.樣品光片制作和FT分析方法詳見文獻[25］.測試分析結果顯示，樣品的鋯石和磷灰石FT年齡均具有較高的檢驗概率（＞36～99%），每個樣品的FT池年齡（Pooled age）和中值年齡（Central age）非常一致，且明顯小于樣品宿主地層年齡（245～120Ma），基本代表了構造巖漿熱活動之后紫金山巖體及其蝕變帶砂巖先后抬升冷卻至低于鋯石和磷灰石FT封閉溫度的真實年齡（表2）.二長巖樣品的鋯石FT中值年齡為77±6Ma，表明紫金山巖體大致在77Ma抬升冷卻到了低于鋯石FT封閉溫度（225±25℃）狀態；二長巖和蝕變砂巖樣品的磷灰石FT年齡非常接近地集中在（27～31）Ma，二者幾乎同時在古近紀晚期抬升冷卻到了磷灰石FT封閉溫度（110±10℃）狀態，比較一致地給出了該區新生代晚期一次重要構造抬升冷卻事件的磷灰石FT年齡記錄.

3 構造熱演化階段及其抬升冷卻過程

圖4 紫金山二長巖和正長巖樣品的角閃石和黑云母單礦物40 Ar-39 Ar同位素測年結果Fig.4 Hornblende and biotite 40 Ar-39 Ar dating results of the monzonite and syenite from Zijinshan complex

表2 紫金山侵入巖及其蝕變砂巖樣品的鋯石和磷灰石裂變徑跡分析數據Table 2 Fission track analysis data of apatite and zircon from Zijinshan complex and altered sandstone

根據封閉溫度理論，不同礦物的同位素測年數據實際上提供了不同礦物冷卻至各自封閉溫度的年齡記錄，由此可以運用礦物系列熱年代學方法來揭示地質體的構造-熱演化及其抬升冷卻過程.通常認為，鋯石 U-Pb封閉溫度為700±50℃[23，26-27］，角閃石和黑云母Ar-Ar封閉溫度分別為500±50℃和375±25℃[24，27］，鋯石和磷灰石 FT 封閉溫度分別為225±25℃和110±10℃[25，27］.依據上述不同封閉溫度礦物的系列測年數據，綜合給出了紫金山巖體構造熱演化的溫度T （℃）-時間t（Ma）曲線（圖5a），并根據礦物對的封閉溫度差（ΔT）與之對應冷卻年齡差（Δt）的關系，計算了巖體在不同構造熱演化階段的抬升冷卻速率VC（℃／Ma）.同時，基于磷灰石FT Multi-Kinetics退火模型的AFT-Solve（ver.1.3.0）軟件[28］，對二長巖（Z-01a）和蝕變砂巖（Z-10）樣品進行了AFT熱史路徑模擬（圖5b），模擬動力學參數Dpar取1.5μm，古地溫梯度依據文獻[1，4-6］選值：早白堊世為40℃／km、晚白堊世-古近紀為32℃／km、新近紀為28℃／km；通過“限制性任意搜索”（CRS）條件下的104次曲線擬合，以及K-S Test和Age GOF（徑跡長度和年齡擬合度）對AFT長度和年齡模擬結果的可靠性檢驗，最終模擬獲得了滿意的樣品AFT熱史浮動范圍及其最佳熱史路徑，模擬樣品的AFT長度和年齡擬合度分別達到81～92%和95%.

綜合構造熱年代學演化的T-t曲線和AFT模擬熱史路徑的對比分析認為，鄂爾多斯盆地東緣紫金山巖體從早期侵位-固結到后期抬升冷卻過程至少經歷了如下三個構造熱演化階段（圖5）.

圖5 紫金山侵入巖及其蝕變砂巖熱演化的T-t軌跡與磷灰石FT熱史模擬路徑Fig.5 Thermochronological T-t curve and apatite FT modeling thermal path of Zijinshan complex and altered sandstone

（1）136～120Ma侵位巖漿的快速冷卻結晶-固結階段.鋯石U-Pb、角閃石和黑云母Ar-Ar年齡組合構成了紫金山侵入巖熱演化T-t曲線的陡峭冷卻段（圖5a），指示紫金山侵位巖漿的快速冷卻結晶-固結過程主要發生在136.7～130.4Ma，礦物對法估算其平均冷卻速率高達52℃／Ma；受巖體中部（132.3～125.3）Ma噴發巖漿活動的影響，侵入巖冷卻降溫趨勢至少延續到了T-t曲線拐點處的120Ma.顯然，136～120Ma巖漿侵位冷卻的陡峭T-t曲線段與蝕變砂巖AFT熱史路徑的異常增溫段構成了“彼降此升、相互消長”的耦合關系（圖5b），顯示出紫金山巖體早白堊世高溫巖漿侵位-冷卻過程的快速散熱對低溫圍巖的顯著熱傳導增溫效應及其盆地東部沉積巖系的異常增溫.

（2）120～30Ma固結巖體的相對緩慢抬升冷卻階段.早白堊世的120Ma是紫金山侵入巖及其蝕變砂巖構造熱演化發生明顯轉折的關鍵時刻，自此基本結束了侵位巖漿快速冷卻固結與其低溫沉積圍巖異常增溫的熱平衡作用，由此轉入了侵入巖與蝕變砂巖近乎同步的后期抬升冷卻過程.黑云母Ar-Ar與鋯石、磷灰石FT年齡組合構成了T-t演化曲線在（120～30）Ma時段的平緩降溫冷卻段（圖5a），并對應于二長巖和其蝕變帶砂巖AFT熱史路徑的同步抬升冷卻降溫（圖5b），礦物對-封閉溫度法估算該時段的平均抬升冷卻速率接近2.5℃／Ma，指示紫金山巖體及其所在盆地東緣地區在早白堊世晚期-古近紀總體處于構造活動較為平穩的相對緩慢抬升冷卻狀態.

（3）30Ma以來固結巖體的快速抬升冷卻階段.磷灰石FT封閉溫度-年齡與其近地表溫度組合顯示出T-t演化曲線在30Ma以來區段的相對陡變冷卻形態（圖5a），相應的平均抬升冷卻速率為3.6℃／Ma，指示紫金山巖體區域經歷了古近紀晚期以來相對較快的構造抬升冷卻過程；侵入巖及其蝕變帶砂巖的AFT熱史路徑模擬結果進一步揭示，古近紀晚期以來最為強烈的快速抬升冷卻作用主要發生在近10Ma以來的新近紀晚期和第四紀（圖5b），AFT模擬古地溫從80℃快速降低到了近地表溫度，相應的抬升冷卻速率接近7℃／Ma.

4 構造動力學成因環境討論

區域構造地質和地球物理的相關研究結果[17-18，29-38］表明，鄂爾多斯（陸塊）盆地中、新生代以來不僅處于華北克拉通東部（古）太平洋板塊俯沖系統的控制，同時還受到南、北兩側陸內俯沖造山作用和其西南部印度—歐亞大陸碰撞、青藏高原隆升等遠程構造擠壓效應的影響，經歷了不同時期、不同方向、不同性質的復雜構造作用，呈現出深部物質多向匯聚的區域構造動力學格局[17-18，29］.鄂爾多斯盆地東緣的紫金山巖體地處華北克拉通中部活動造山帶與西部穩定陸塊之間構造轉換的離石斷裂帶中段，恰位于華北克拉通周邊不同方位、不同性質俯沖帶深部巖漿物質的多向交會部位，具有更為復雜和相對活動的區域構造動力學背景.

4.1 構造巖漿熱作用的動力學環境

晚侏羅-早白堊世是華北克拉通中新生代構造體制轉換、巖石圈拆離減薄和巖漿-成礦大爆發的重要時期[29-31］，同時也是華北克拉通西部局限鄂爾多斯盆地發育的主要時期[32-33］.晚侏羅世，受區域多向的擠壓應力和華北克拉通南、北兩側造山帶陸內俯沖作用的影響[17-18，29］，盆地周緣不同程度地遭受了逆沖推覆或擠壓變形[1，33］，盆地東緣離石斷裂相鄰的呂梁隆起區呈現為如圖1a所示的雁列狀復背斜、復向斜等擠壓走滑構造；早白堊世，伴隨著古太平洋板塊沿 NWW 方向深俯沖作用的增強[18，34-35］，華北克拉通區域經歷了構造應力場環境和深部動力學作用的重大轉折和中東部地區大規模的巖石圈拆離減薄、軟流圈上涌和巨量的巖漿活動[29-31］，西部的鄂爾多斯（陸塊）盆地的沉積范圍較前期明顯擴大，盆地東緣的離石斷裂向深部則漸次歸并于中東部巖石圈拆離滑脫的殼-幔過渡帶，且伴隨著斷裂帶附近的Moho面隆起和深部巖漿上涌[1，17］，這可能是引發盆地東緣離石斷裂中段紫金山及其以東地區早白堊世構造巖漿活動的深部動力學環境制約.

鄂爾多斯盆地東緣的紫金山巖漿活動主要發生在（136.7～125.3）Ma，異常熱液活動至少延續至了120Ma，顯然與其所在華北克拉通區域早白堊世的大規模巖漿熱液活動屬于相同時期、統一構造作用的產物.結合巖漿巖地球化學分析數據可以看出，紫金山巖體主要由低鉀-高鈣和高鉀-低鈣的（偏）堿性巖石組成[8-14］，主量元素SiO2含量為51～63%，全堿含量大于8～16%，里德曼指數大于4.3～25.9；微量元素Nb／Ta比值（16.9～18.2）接近于原始地幔（17.57），δ18O分布在7.7～9.5‰，87Sr／86Sr集中在0.7034～0.7053，呈現為幔源巖漿巖的氧、鍶同位素特征[10-14］.區域巖石地球化學對比結果初步顯示，紫金山侵入巖及其捕虜體的地球化學組分既殘存有華北克拉通南、北兩側造山帶陸內俯沖的相關信息[7-8，13］，也包含有東部（古）太平洋板塊深俯沖物質混染的相關印記[10-12，14］.因此，紫金山侵入巖總體具有殼-幔過渡帶的深部巖漿來源特點，顯示出華北克拉通中部早白堊世巖石圈拆離伸展、軟流圈上涌與周邊深俯沖物質多向匯聚等綜合作用的結果.同時，紫金山巖漿活動與早白堊世盆地的沉積沉降作用近于同步，表明鄂爾多斯盆地尤其中東部地區經歷了早白堊世沉積埋藏增溫與區域巖漿熱液活動相耦合的一次重要構造熱事件，這對于促成盆地內部主要烴源巖層系的大規模油氣生成-運聚成藏和多種共存礦產的預富集成礦具有重要的積極意義[1-4］.

4.2 構造抬升冷卻的動力學環境

早白堊世末期至晚白堊世，華北克拉通東部的古太平洋板塊以較快的速率（130～78mm／a）向北西西俯沖[34-36］、西南方向的特提斯洋也已開始向北俯沖消減[18，36-37］，鄂爾多斯盆地及其所在華北克拉通區域普遍處于沉積缺失的擠壓隆升狀態[32-36］，呈現為區域構造擠壓應力場環境下的隆升剝蝕和對早白堊世巖石圈拆離伸展狀態的重大調整與轉換.古近紀，受太平洋板塊北西向俯沖角度增大、俯沖速率（38mm／a）減小與印度-亞洲大陸俯沖碰撞過程的相互作用[18，34-37］，華北克拉通東部發生了較大規模的伸展裂陷[34-36］，西部的鄂爾多斯盆地則經歷了東隆-西降式的抬升剝蝕和周邊裂陷[32］.新近紀尤其是近10Ma以來，伴隨著太平洋板塊北西向俯沖速率（106mm／a）的增大和印度陸塊向北深俯沖作用下青藏高原的快速崛起[18，34-37］，華北克拉通地區處于多向匯聚的區域擠壓構造應力環境，不僅造成華北東部古近紀斷陷向新近紀坳陷的構造轉換和反轉[32］，同時還導致鄂爾多斯盆地東部邊緣及其相鄰呂梁隆起區的急劇隆升和剝蝕[6，38］.

顯然，鄂爾多斯盆地東緣及其相鄰呂梁隆起區早白堊世末期以來總體處于構造差異抬升狀態.紫金山侵入巖FT熱年代學T-t曲線顯示，這一地區在早白堊世末-古近紀的120～30Ma主要呈現為相對平穩的緩慢抬升冷卻過程，鋯石FT抬升冷卻主要發生在120～77Ma的白堊世紀中晚期，大致對應于古太平洋板塊北西西向俯沖與特提斯洋北向俯沖的區域構造擠壓作用時期；磷灰石FT的抬升冷卻主要發生在77～30Ma，更多地受制于印度—亞洲大陸碰撞過程的構造擠壓作用，并與同時期華北克拉通的東部斷陷沉降、西部均衡翹升過程協同發展.侵入巖及其蝕變帶砂巖的磷灰石FT熱年代學及其熱史模擬路徑進一步揭示，鄂爾多斯盆地東緣自古近紀末期31～27Ma開始、尤其是新近紀晚期近10Ma以來經歷了更為顯著的構造抬升，這不僅與太平洋板塊北西向俯沖作用的增強和華北東部由斷陷向坳陷的構造轉換-反轉近于同步，而且有可能暗示了來自于印度大陸向北的深俯沖和青藏高原急劇隆升的遠程構造擠壓效應.由此認為，鄂爾多斯盆地東（部）緣早白堊世末期以來的差異抬升過程很可能是華北克拉通東部（古）太平洋體系域與其西南部特提斯體系域相互聯合、彼此消長的綜合作用結果，總體呈現為由緩慢到增速的兩個非均勻連續的構造抬升階段.早白堊世晚期-古近紀的相對緩慢抬升冷卻及其適度的構造活動無疑有利于盆地東部原生油氣藏的富集保存和多種共存礦產耦合成礦，新近紀以來的快速抬升冷卻及其較強的構造活動性有可能是引發該區原生油氣藏調整逸散、次生成藏與其多種共存礦產耦合富集的重要因素[1-4］.

5 主要結論與認識

5.1 紫金山侵入巖主要由次透輝二長巖和正長巖組成，鋯石U-Pb和角閃石、黑云母40Ar-39Ar測年獲得的巖漿侵位和結晶-固結年齡分別為136.7Ma和（133.1～130.4）Ma，表明紫金山侵入巖主要形成于136.7～130.4Ma；結合巖體中部噴發巖（132.3～125.3）Ma的年齡記錄和區域構造動力學環境分析認為，紫金山巖漿活動主要發生在早白堊世的（136.7～125.3）Ma，與華北克拉通早白堊世構造體制轉換過程的大規模巖漿活動屬于相同時期、統一構造作用的產物，指示了鄂爾多斯盆地早白堊世沉降埋藏增溫與區域巖漿熱液活動相耦合的一次重要構造熱事件，對于盆地東部主要烴源巖層系的大規模油氣生成-運聚成藏和多種共存礦產的預富集成礦具有重要的積極意義.

5.2 不同封閉溫度礦物年齡組合和裂變徑跡熱史模擬結果表明，紫金山巖體的形成演化及其所在鄂爾多斯盆地東緣的抬升冷卻過程至少經歷了三個構造熱演化階段：（1）早白堊世136～120Ma侵位巖漿快速冷卻結晶-固結階段，平均冷卻速率高達52℃／Ma；（2）早白堊世晚期-古近紀120～30Ma固結巖體的相對緩慢抬升冷卻階段，平均抬升冷卻速率為2.5℃／Ma；（3）新近紀30Ma以來固結巖體的快速抬升冷卻階段，平均抬升冷卻速率為3.6℃／Ma，尤其是新近紀晚期近10Ma以來的快速抬升冷卻最為顯著，抬升冷卻速率接近7℃／Ma.

5.3 鄂爾多斯盆地東（部）緣早白堊世末期以來的差異抬升過程至少包含了由相對緩慢抬升冷卻到快速抬升冷卻的兩個非均勻連續的構造演化階段，早白堊世末-古近紀的緩慢抬升主要是華北克拉通東部（古）太平洋板塊俯沖作用的逐漸減弱與其西南方向特提斯洋閉合及其印度—亞洲大陸碰撞之間相互消長的結果，這一緩慢抬升冷卻過程有助于盆地東部原生油氣藏的富集保存及其多種共存礦產的耦合成礦；新近紀以來的快速抬升主要受制于東部太平洋板塊北西向俯沖作用的增強和西南部印度—亞洲碰撞后的陸內深俯沖、青藏高原隆升的遠程構造效應，這一快速抬升冷卻過程及其較強的構造活動性有可能是引發盆地東北部油氣次生成藏、調整逸散和多種礦產的耦合富集成礦的重要因素.

致 謝 西北大學劉池陽教授、倫敦帝國理工Philip A.Allen教授、中國地質大學王瑜和袁萬明教授等，在課題研究和樣品分析中給予了多方幫助和有益啟示，匿名評審專家提出了很好的修改意見和建議，深表感謝！

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