【正文】 化重大基礎(chǔ)項目“鄂西渝東海相油氣的構(gòu)造控制與保存條件研究（20022004）”的下屬子項目“揚子板塊東北緣晚古生代以來隆升過程的精細同位素冷卻速率響應(yīng)與儲油層穩(wěn)定性研究”，主要通過對湘鄂西一帶近南北向分布的花崗巖體自印支期以來的冷卻抬升剝露史進行研究，以查明構(gòu)造非平穩(wěn)運動的期次和作用時間，為鄂西渝東盆地石炭系及其稍晚以來成烴層的可能的破壞事件分析提供一個方面的約束。Mitchell等（2002）利用磷灰石裂變徑跡分析方法對澳大利亞南部的Mt Painter 區(qū)的剝露史進行了分析，得出重要結(jié)論。裂變徑跡定年法是利用統(tǒng)計礦物（鋯石、磷灰石）238U裂變產(chǎn)物——裂變徑跡數(shù)來測定礦物年齡的。Gleadow et al.（1984）利用磷灰石裂變徑跡分析技術(shù)對南極的Transantartic Mountains(TAM)地區(qū)進行了系統(tǒng)研究，作出年齡高程圖。近年來，應(yīng)用磷灰石裂變徑跡年齡分析，. Chen等（2001）對秦嶺造山帶、王國燦等（2002，2003）對東昆侖東段、萬景林等（2002）對西昆侖北部山前普魯?shù)貐^(qū)、吳塹虹等（2002）對東大別地區(qū)巖體的隆升剝露史和構(gòu)造意義進行了深入的分析，取得重要成果，同時，他們對裂變徑跡分析技術(shù)也進行了有益的探討，為今后我們應(yīng)用裂變徑跡定年法進行研究提供了參考。利用冷卻史探討隆升史的方法可概括為以下三個方面：礦物對封閉溫度年齡法、單礦物封閉溫度年齡法、多重擴散域的40Ar/39Ar年齡譜法；（5）變質(zhì)作用PTt軌跡法是地質(zhì)壓力計法與熱年代學方法的綜合，主要通過研究PTt軌跡中的抬升段（減壓過程）的PT變化，進而估算抬升速率。對測出的數(shù)據(jù)進行分析，作出年齡高程的隆升曲線和溫度年齡的冷卻曲線，計算隆升速率和冷卻速率。后兩期的時間與本研究揭示的140130Ma和60Ma的兩個快速構(gòu)造隆升期一致。圖11 研究區(qū)地質(zhì)簡圖（改自李獻華，2003）本研究區(qū)地處湘鄂西邊區(qū)，從構(gòu)造位置上看，主要位于華南板塊的大陸區(qū)揚子地塊之上，包括湘鄂褶斷帶的大部分、東北部跨黃陵隆起帶和江南中生代基底拆離隆起區(qū)的一部分（圖11）。省內(nèi)上三疊統(tǒng)第四系及揚子區(qū)的上元古界下部與下震旦統(tǒng)為陸相地層，其余均為海相地層。黃龍組下統(tǒng)和州組高驪山組金陵組長陽組泥盆系上統(tǒng)寫經(jīng)寺組不整合接觸~417以碎巖夾灰?guī)r為特征，厚度1160m。本省巖漿巖形成時代有早元古代大別期、中元古代揚子期、早古生代加里東期和中新生代燕山喜馬拉雅四個主要時期。省內(nèi)各系大部分層序完整、出露良好、化石豐富，加之地跨古生代揚子和華南兩個海域的交界處，橫向變化明顯，沉積類型較多，是研究中國南方古生代地層不可缺少的地區(qū)。表12 湘西區(qū)地層簡表地　層接觸關(guān)系年代界限沉積特征中生界白堊系上統(tǒng)高村組不整合接觸142陸相沉積，主要為濱湖、淺湖相砂泥巖，局部夾鹽湖相膏泥巖，其次為山麓相礫巖、砂巖。中統(tǒng)黃龍組下統(tǒng)大塘組巖關(guān)組泥盆系上統(tǒng)錫礦山組不整合接觸417巖性以碳酸鹽巖為主，總厚6052028m，與下伏地層呈角度不整合接觸，與上覆地層呈整合接觸。下統(tǒng)極少有化石發(fā)現(xiàn)。巖石蝕變作用不強。馬大銓等（2002）把黃陵巖體解體為4個巖套，即三斗坪石英閃長巖英云閃長巖、黃陵廟奧長花崗巖花崗閃長巖和大老嶺石英二長閃長巖二長花崗巖以及曉峰脈巖。白馬山復式巖體位于雪峰山斷隆帶與天龍山－白馬山東西向隆起帶交匯部位，總面積1185km2（圖22）。巖體主要巖性為中粒黑云母花崗巖?；◢忛W長巖呈灰白色，中?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。 白馬山花崗巖的主要巖石及特征圖24 白馬山印支期侵入體斑晶圖23 白馬山加里東期侵入體野外工作及室內(nèi)薄片研究表明，白馬山花崗巖巖性較為單一，均屬角閃石黑云母二長花崗巖。較大的顆粒內(nèi)常見有斜長石、黑云母等嵌晶。斑晶礦物主要為鉀長石、石英及少量斜長石。167。巖石的全堿W(Na2O+K2O)~％之表22 湘西白馬山巖體主量元素分析（WB％）期次加里東期印支期編號1234567891011SiO2TiO2Al2O3Fe2O3FeOMnOMgOCaONa2OK2OP2O5總量注：數(shù)據(jù)來源于《湖南省地質(zhì)志》間變化，巖石的含堿度W(Na2O+K2O)及W(K2O)從加里東期到印支期總體上有增加的趨勢，并且逐漸貧Ca、Mg，這與一般的巖漿演化方向是一致的。白馬山花崗巖微量元素分析結(jié)果見表24。 1. 黃陵巖體陶洪祥(1986)曾論述揚子地臺北緣的中晚元古代溝弧盆系，指出黃陵—漢南地區(qū)在晉寧期時為成熟島弧或弧后盆地；楊巍然(1987)也認為本區(qū)當時為島弧或陸緣弧，是板塊俯沖機制導致的陸殼改造區(qū)； Li, . 等(1999)認為黃陵巖體的形成與Rodinia超大陸裂解有關(guān)；馬大銓等（2002）認為黃陵巖體形成于晉寧晚期揚子地臺北側(cè)的“秦嶺洋”殼向南俯沖導致的大陸邊緣造山運動過程中。在花崗巖R1R2與構(gòu)造環(huán)境圖解（圖216）中，加里東期侵入巖投點基本落在板塊碰撞前構(gòu)造環(huán)境中，少數(shù)落在同碰撞期，說明加里東巖體為碰撞前同碰撞花崗巖。角閃石陽離子系數(shù)以23個氧為標準計算，F(xiàn)e3+值采用Schumacher（2001）理想配比法計算。圖32 鈣質(zhì)角閃石的SiTi變異圖及成因類型劃分(馬昌前等,1994)Ⅰ基性超基性巖中的角閃石；Ⅱ中酸性火山巖中的角閃石；Ⅲ各種變質(zhì)巖中的角閃石；Ⅳ中酸性侵入巖中的角閃石；Ⅴ蝕變或交代角閃石圖31 角閃石成分分類圖解(Leake et al.,1997)表31 黃陵花崗巖角閃石和斜長石的成分資料角閃石斜長石樣品Hl18Hl18Hl20Hl20樣品Hl18Hl20①Hl20②SiO2SiO2TiO2TiO2Al2O3Al2O3Cr2O3Cr2O3FeOFeONiOSrOZnOBaOMnOMnOMgOMgOCaOCaONa2ONa2OK2OK2O總量總量SiSiIVAlAlVIAlSr000TiTiFe3+Cr00CrFeMgMn00Ni00Mg0Zn00BaFe2+CaMnNaCaKNa總量KMol %總量An%%%FeAb%%%MgOr%%%注： Fe= Fetot/(Fetot+Mg), Mg =Mg/(Mg+Fe2+), ①、②分別為環(huán)帶斜長石的核部和邊部表32 白馬山花崗巖角閃石和斜長石的成分資料角閃石斜長石樣品Bm9Bm9Bm12Bm12樣品Bm91Bm121Bm122SiO2SiO2TiO2TiO200Al2O3Al2O3Cr2O30Cr2O300FeOFeOMnOSrOMgOBaONiO0MnO0ZnO000MgO00CaOCaONa2ONa2OK2OK2O總量總量 SiSiⅣAlAlⅥAlSr000TiTiFe3+CrCr0FeMgMnNi0MgZn000SrFe2+BaMnCaCaNaNaKK總量總量An%%%FeAb%%%MgOr%%%注： Fe= Fetot/(Fetot+Mg), Mg =Mg/(Mg+Fe2+)第四章 巖漿結(jié)晶的溫壓條件研究表明（馬昌前等，1993），從巖漿中結(jié)晶出來的礦物與巖漿組成及所處條件（如溫度、壓力、氧逸度和水逸度）有關(guān)，通過對礦物成分的研究可以獲得有關(guān)巖漿結(jié)晶時所處條件的信息。Holland amp。其中，XAb、YAbAn分別為與角閃石平衡共生的斜長石端元組分鈣長石的質(zhì)量百分數(shù)和鈣長石與鈉長石活度常數(shù)之差。由于平衡反應(yīng)中的石英一般都是最后結(jié)晶的礦物相，因此，上述溫度計計算得到的含斜長石和鈣質(zhì)角閃石的巖石溫度應(yīng)是近固相線的溫度。同時，他們用重新校準的公式減少了壓力計誤差影響，提出了適用范圍更廣(28kbar)相關(guān)性更好的AlT與P的關(guān)系式：P[177。因此，Schmidt(1992)在655℃700℃，對角閃石全鋁壓力計進行了校準，得出新的校準公式：P[177。 Blundy（1994）的角閃石斜長石溫度計計算溫度，結(jié)果列于表41。 Blundy(1994)的角閃石斜長石溫度計公式TA 和TB計算的結(jié)果。10）Ma（馮定猶、李志昌，1991）、黃陵廟巖套樂天溪單元鋯石UPb一致曲線年齡（819177。12Ma的數(shù)據(jù)，推斷震旦系下限年齡應(yīng)該在760Ma左右，即黃陵巖體第一次剝露出地表的年代大致為760 Ma。 小結(jié)（1）黃陵廟巖套和三斗坪巖套的平均結(jié)晶溫度分別是695℃和749℃， kbar。當在低于此溫度時，裂變徑跡體系是封閉的，238U裂變產(chǎn)物的潛徑跡開始在礦物內(nèi)積累，同位素時鐘才開始啟動。 樣品采集與分析根據(jù)年齡——高程法原理，我們按每100m高程間距采集一塊樣品，并參照1:5萬地形圖對每個樣品點進行GPS定位，其中黃陵巖體樣品17個，白馬山巖體12個。~，表明黃陵巖體的隆升始于晚白堊世，并一直延續(xù)到始新世末。表51 黃陵巖體磷灰石裂變徑跡年齡測定結(jié)果樣品礦物粒數(shù)緯、經(jīng)度(N)(E)高程(m)RHOD106cm2RHOs106cm2RHOi106cm2U/106P(x2)/%徑跡年齡(Ma177。 180。HL16(5)180。 裂變徑跡長度分析為了正確理解磷灰石裂變徑跡年齡的地質(zhì)意義，裂變徑跡長度的分析是非常關(guān)鍵的，沒有裂變徑跡長度的分析，裂變徑跡年齡是多解的。表52 白馬山巖體磷灰石裂變徑跡年齡測定結(jié)果樣品礦物粒數(shù)緯、經(jīng)度(N)(E)高程(m)RHOD106cm2RHOs106cm2RHOi106cm2U/106P(x2)/%徑跡年齡(Ma177。 180。BM9(18)180。當樣品以恒定速率冷卻至地表溫度，其表面年齡反映樣品冷卻至封閉溫度以來的時間；其長度分布呈對稱式單峰分布，只是寬度大于火山巖型分布，而高度比其低，此長度特征稱為無擾動基巖型。 1．黃陵巖體平均隆升速率據(jù)各時段平均隆升速率，可以獲得以下信息：~，巖體隆升整體較為緩慢，變化不大；~，為較快速的隆升時段；~，；~。而在80 Ma和60 Ma左右分別出現(xiàn)兩個陡階梯，可能代表總的抬升過程中的兩次較快的構(gòu)造抬升幕。與此同時，在應(yīng)用中也暴露出存在的問題，特別是理論模式與實際觀測之間的矛盾，最突出的表現(xiàn)是在40Ar/39Ar熱年代學研究中。 李齊等, 1995。180。167。據(jù)前人研究，該巖體兩件黑云母的KAr年齡為240 Ma，表明該巖體可能于此前侵入。5Ma（圖63）