【正文】 湘鄂西研究區(qū)巖體分布圖用GPS和1:5萬(wàn)地形圖作為參考，按每100米高程差間隔一個(gè)巖樣的要求進(jìn)行采取巖石新鮮樣和風(fēng)化樣，風(fēng)化樣用于挑選磷灰石，新鮮樣作探針?lè)治觥＞C合這幾種方法的適用條件，并針對(duì)區(qū)內(nèi)基底變質(zhì)巖變質(zhì)程度低和破壞事件主要發(fā)生在印支期以來(lái)的特點(diǎn)，本文將采用地質(zhì)壓力計(jì)方法和熱年代學(xué)方法來(lái)研究巖體的隆升剝露速率，熱年代學(xué)方法采用多重?cái)U(kuò)散域的40Ar/39Ar年齡譜法和磷灰石裂變徑跡年齡－高程法?？梢钥闯?，以上5種估算山脈隆升剝露速率的方法中，熱年代學(xué)方法是研究冷卻速率的，其他幾種是研究隆升速率的。其中，（1）古生物古氣候法適用的前提是氣候條件隨高程而變化，不同高程有其相適應(yīng)的氣候條件及與該氣候條件相適應(yīng)的生物組合；（2）古地理法是利用能確定古高程的巖相古地理標(biāo)志來(lái)確定隆升的幅度和過(guò)程；（3）地質(zhì)壓力計(jì)法是通過(guò)對(duì)某一時(shí)代形成的礦物的壓力估算或流體包裹體的壓力測(cè)定，判斷其形成深度，進(jìn)而分析其隆升歷史；（4）熱年代學(xué)方法的核心理論是封閉溫度理論（Doddson,.,1973），理論的核心是認(rèn)為造山帶中深成巖礦物或變質(zhì)礦物給出的年齡并不是原始結(jié)晶年齡，而是反映了它的冷卻年齡，如果冷卻年齡是由于正常地溫梯度下地質(zhì)體隆升或剝蝕作用所引起，那么冷卻史就是隆升史的反映。本課題屬于夏文臣教授主持的中石化重大基礎(chǔ)項(xiàng)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(xiàng)目“揚(yáng)子板塊東北緣晚古生代以來(lái)隆升過(guò)程的精細(xì)同位素冷卻速率響應(yīng)與儲(chǔ)油層穩(wěn)定性研究”，主要通過(guò)對(duì)湘鄂西一帶近南北向分布的花崗巖體自印支期以來(lái)的冷卻抬升剝露史進(jìn)行研究，以查明構(gòu)造非平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)的期次和作用時(shí)間，為鄂西渝東盆地石炭系及其稍晚以來(lái)成烴層的可能的破壞事件分析提供一個(gè)方面的約束。磷灰石裂變徑跡發(fā)生退火的溫度范圍（退火帶）為70120℃，而烴成熟度與溫度的關(guān)系表明，石油大量生成所需要的溫度范圍與上述退火帶剛好重合（Gleadow et al.,1983）。綜上，隨著裂變徑跡分析技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外學(xué)者應(yīng)用磷灰石裂變徑跡法研究造山帶隆升剝露機(jī)制已取得重大進(jìn)展，主要體現(xiàn)在通過(guò)裂變徑跡分析可以為研究造山帶隆升提供隆升時(shí)間、隆升幅度、隆升速率、隆升方式以及地溫?zé)釟v史等比較全面的山脈隆升史資料。劉順生等（1987）對(duì)西藏的拉薩、康馬和告烏3個(gè)巖體利用年齡高差法進(jìn)行了隆升速率的計(jì)算，得到了較好的線形關(guān)系；丁林等（1995）通過(guò)磷灰石裂變徑跡分析方法給出了東喜馬拉雅構(gòu)造結(jié)上新世以來(lái)快速隆升的證據(jù)；江萬(wàn)等（1998）在研究青藏高原的隆升速率時(shí)，利用測(cè)出的裂變徑跡數(shù)據(jù)直接計(jì)算地質(zhì)體的平均隆升速率。Mitchell等（2002）利用磷灰石裂變徑跡分析方法對(duì)澳大利亞南部的Mt Painter 區(qū)的剝露史進(jìn)行了分析，得出重要結(jié)論。運(yùn)用此方法，Wagner et al.（1989）對(duì)南極橫斷山北維多利亞地區(qū)、Fitzgerald et al.（1988）和Fitzgerald（1992）對(duì)南極的TAM地區(qū)進(jìn)行了研究，均取得了一些新的非常有意義的成果。近年來(lái)，隨著對(duì)磷灰石裂變徑跡退火特征的進(jìn)一步研究，有關(guān)磷灰石裂變徑跡定年法在山脈隆升剝露史方面的應(yīng)用又有新的進(jìn)展。國(guó)外最早運(yùn)用裂變徑跡定年法研究造山帶構(gòu)造隆升史始于1978年，當(dāng)時(shí)Wagner（1978）用這種方法對(duì)中阿爾卑斯山進(jìn)行了系統(tǒng)研究，.,并發(fā)現(xiàn)這些年齡隨海拔高度的增高而增大。裂變徑跡定年法是利用統(tǒng)計(jì)礦物（鋯石、磷灰石）238U裂變產(chǎn)物——裂變徑跡數(shù)來(lái)測(cè)定礦物年齡的。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)碩士學(xué)位論文 49 前 言一、選題依據(jù)裂變徑跡是指含鈾礦物中的鈾裂變產(chǎn)生的高能量碎片使礦物晶格產(chǎn)生輻射損傷，從而留下裂變的痕跡。1965年，美國(guó)通用電氣研究發(fā)展中心的Fleischer等（1964）通過(guò)研究徑跡的蝕刻特性，發(fā)現(xiàn)自發(fā)裂變徑跡數(shù)與徑跡積累的時(shí)間和礦物中鈾的含量成正比，基于這一原理，他們測(cè)定了礦物的年齡，并提出了裂變徑跡定年法（Fleischer et al.,1964）。由于磷灰石的裂變徑跡具有較低的封閉溫度70120℃（Gleadow et al.,1987），1980年代以來(lái)廣泛應(yīng)用于揭示山脈地區(qū)晚近地質(zhì)時(shí)期的隆升剝露史。Gleadow et al.（1984）利用磷灰石裂變徑跡分析技術(shù)對(duì)南極的Transantartic Mountains(TAM)地區(qū)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，作出年齡高程圖。Wagner（1988）建立了新的投影裂變徑跡長(zhǎng)度分布—溫度—時(shí)間之間的聯(lián)系，使之對(duì)抬升剝露冷卻歷史的制約更為精確。Thomson等（2000）利用Ruhla結(jié)晶雜巖體的裂變徑跡熱年代學(xué)證據(jù)對(duì)歐洲大陸的SaxoBohemian地塊的熱演化史進(jìn)行了新的限制。國(guó)內(nèi)早期利用磷灰石裂變徑跡法研究隆升速率多集中在青藏高原及其鄰近地區(qū)。近年來(lái)，應(yīng)用磷灰石裂變徑跡年齡分析，. Chen等（2001）對(duì)秦嶺造山帶、王國(guó)燦等（2002，2003）對(duì)東昆侖東段、萬(wàn)景林等（2002）對(duì)西昆侖北部山前普魯?shù)貐^(qū)、吳塹虹等（2002）對(duì)東大別地區(qū)巖體的隆升剝露史和構(gòu)造意義進(jìn)行了深入的分析，取得重要成果，同時(shí)，他們對(duì)裂變徑跡分析技術(shù)也進(jìn)行了有益的探討，為今后我們應(yīng)用裂變徑跡定年法進(jìn)行研究提供了參考。近年來(lái)，隨著對(duì)磷灰石礦物的退火規(guī)律的深入研究（Fleischer et al.,1975,康鐵笙，1991），發(fā)現(xiàn)磷灰石裂變徑跡的退火與油氣生成密切相關(guān)。據(jù)此，我們認(rèn)為可以通過(guò)磷灰石裂變徑跡分析反映含油氣盆地經(jīng)歷的地質(zhì)背景，進(jìn)而對(duì)含油氣盆地的構(gòu)造破壞條件作出評(píng)價(jià)。二、研究?jī)?nèi)容和研究方法：（1）湘鄂西地區(qū)存在的重要構(gòu)造活動(dòng)期厘定（2）湘鄂西地區(qū)典型侵入體的巖石學(xué)特征和構(gòu)造環(huán)境分析（3）典型巖體的平均古剝露速率研究（4）印支期以來(lái)的冷卻速率和剝露速率研究（5）基底剝露速率與盆地油氣藏保存條件和破壞條件分析目前，研究山脈隆升剝露速率的研究方法主要有古生物古氣候法、古地理法、地質(zhì)壓力計(jì)法、熱年代學(xué)方法及變質(zhì)作用PTt軌跡法（王國(guó)燦，1995）。利用冷卻史探討隆升史的方法可概括為以下三個(gè)方面：礦物對(duì)封閉溫度年齡法、單礦物封閉溫度年齡法、多重?cái)U(kuò)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(jì)法與熱年代學(xué)方法的綜合，主要通過(guò)研究PTt軌跡中的抬升段（減壓過(guò)程）的PT變化，進(jìn)而估算抬升速率?；诘乇硇?yīng)的影響，目前討論的隆升程度實(shí)際上是指剝露程度，我們所稱的隆升即與剝露相當(dāng)。 三、技術(shù)路線以往研究資料表明，海拔高并且絕對(duì)高程大的山體，用于年齡—高程法測(cè)定隆升速率時(shí)，其數(shù)據(jù)效果更為理想，因此，我們通過(guò)分析盆地周緣巖體的圖形資料后，最終選擇了位于盆地東緣的鄂西黃陵巖體和湘西白馬山巖體和近懷化市中華山巖體進(jìn)行研究（圖01）。樣品人工粉碎和淘洗后，自然風(fēng)干，用雙目鏡挑出磷灰石、鋯石和鉀長(zhǎng)石。對(duì)測(cè)出的數(shù)據(jù)進(jìn)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(jì)算隆升速率和冷卻速率。四、工作安排與工作量開(kāi)展野外工作8次，共計(jì)46天，考察點(diǎn)包括陜西安康（2002/7/17~7/23）、湖南新化（2002/7/25~7/31，2002/11/1~11/6，2003/10/11~10/15）、湖北宜昌（2002/8/10~8/15，2002/10/11~10/17，2002/10/24~10/27，2003/10/18~10/22）等地區(qū)，主要涉及鄂西渝東區(qū)東部的湘西白馬山巖體、中華山巖體和鄂西黃陵巖體，對(duì)上述巖體進(jìn)行詳細(xì)的野外調(diào)查，共采集樣品100余件。表01 學(xué)位論文期間主要完成的工作量簡(jiǎn)表工作內(nèi)容工作量工作內(nèi)容工作量野外考察46天礦物電子探針?lè)治?0點(diǎn)路線剖面6條磷灰石、鋯石裂變徑跡年齡測(cè)定18件采集標(biāo)本100件裂變徑跡長(zhǎng)度測(cè)定18件樣品預(yù)處理40天鉀長(zhǎng)石ArAr年齡3個(gè)薄片鑒定20片磷灰石年齡高程圖示3個(gè)礦物分選29件野外照片20張五、取得的主要認(rèn)識(shí)。中華山巖體鉀長(zhǎng)石MDD模擬結(jié)果則揭示在130140Ma存在一次快速的構(gòu)造抬升或剝露。后兩期的時(shí)間與本研究揭示的140130Ma和60Ma的兩個(gè)快速構(gòu)造隆升期一致。第一章 區(qū)域地質(zhì)鄂西渝東區(qū)地處重慶、湖北兩省市交界之處，東起湖北建始——重慶彭水、西至長(zhǎng)江、烏江，面積20200km2，構(gòu)造上處于四川盆地川東褶皺帶與湘鄂西褶皺帶的結(jié)合部位。雪峰古陸在加里東形成之后，印支期發(fā)生自南東向北西的逆沖，東部由于逆沖抬升而缺失中三疊統(tǒng)，西部下降接受連續(xù)沉積（中三疊統(tǒng)巴東組）。燕山期雪峰山繼續(xù)由南東向北西擠壓逆沖，變形強(qiáng)度加大。圖11 研究區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖（改自李獻(xiàn)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(yáng)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）。黃陵斷穹南北長(zhǎng)73km，東西寬36km，呈北北東向卵形產(chǎn)出；具有地臺(tái)型雙層結(jié)構(gòu)及后地臺(tái)型上疊構(gòu)造層特征，皆以明顯的區(qū)域性角度不整合分界。167。本工作區(qū)在揚(yáng)子區(qū)內(nèi)。省內(nèi)上三疊統(tǒng)第四系及揚(yáng)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。綜合地層資料可知，本區(qū)存在Pt1Z、S2DT3K1三個(gè)角度不整合接觸面，O3S1之間為平行不整合接觸關(guān)系(表11)。下統(tǒng)三疊系中統(tǒng)巴東組整合接觸~250早期以碳酸鹽巖沉積為主，中晚期逐漸過(guò)渡以碎屑巖為主夾碳酸鹽巖的沉積，厚11003300m，主要含有雙殼類、菊石、植物、牙形石和少量爬行動(dòng)物、魚(yú)類、輪藻、葉肢介等化石。龍?zhí)督M下統(tǒng)茅口組棲霞組石炭系上統(tǒng)船山組整合接觸~354以碎屑巖、灰?guī)r沉積為主，主要含有珊瑚、腕足類、植物及少量牙形石等。黃龍組下統(tǒng)和州組高驪山組金陵組長(zhǎng)陽(yáng)組泥盆系上統(tǒng)寫(xiě)經(jīng)寺組不整合接觸~417以碎巖夾灰?guī)r為特征，厚度1160m。黃家磴組中統(tǒng)云臺(tái)觀組志留系中統(tǒng)紗帽組平行不整合~440復(fù)理石建造，厚9101500m，化石豐富，主要含有筆石、腕足類、三葉蟲(chóng)、珊瑚、層孔蟲(chóng)以及少量頭足類等。臨湘組中統(tǒng)寶塔組大田壩組廟坡組下統(tǒng)牯牛潭組大灣組紅花園組分鄉(xiāng)組南津關(guān)組西陵峽組寒武系上統(tǒng)霧渡河組整合接觸~545發(fā)育完全，是我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)剖面之一，早寒武世主要為淺海相黑色頁(yè)巖、砂巖及石灰?guī)r，最底部為含磷白云巖沉積，生物豐富，其中以較多的古盤(pán)古類、原油櫛蟲(chóng)科三葉蟲(chóng)及古杯類為特征。中統(tǒng)新坪組覃家廟組下統(tǒng)石龍洞組天河板組石牌組水井坨組天柱山組前寒武系震旦系上統(tǒng)燈影組不整合接觸~760由一套碎屑巖、冰績(jī)巖、泥質(zhì)巖及硅質(zhì)碳酸鹽、碳酸鹽巖等組成，其中陡山沱組的磷礦已構(gòu)成大型工業(yè)礦床。本省巖漿巖形成時(shí)代有早元古代大別期、中元古代揚(yáng)子期、早古生代加里東期和中新生代燕山喜馬拉雅四個(gè)主要時(shí)期。揚(yáng)子期巖漿巖在揚(yáng)子地臺(tái)區(qū)僅出露于神農(nóng)架、大洪山和黃陵三個(gè)地區(qū)，其中神農(nóng)架、大洪山地區(qū)以基性火山巖為主，局部有酸性火山巖產(chǎn)出，并有相應(yīng)的淺成輝綠巖相伴生，分布也很局限。本省加里東期巖漿活動(dòng)不很發(fā)育，本區(qū)沒(méi)見(jiàn)分布。167。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(yáng)子和華南兩個(gè)海域的交界處，橫向變化明顯，沉積類型較多，是研究中國(guó)南方古生代地層不可缺少的地區(qū)。本區(qū)巖漿活動(dòng)頻繁，時(shí)代上從雪峰期到燕山期都有相應(yīng)的巖漿巖，巖性上包括了從超基性到中酸性的巖類。中酸性巖體一般規(guī)模較大，呈串珠狀出露于天龍山—白馬山東西向隆起帶內(nèi)。巖體一般呈群帶分布，呈北東向展布，大小不一，單個(gè)巖體出露面積較小。表12 湘西區(qū)地層簡(jiǎn)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。錦江組小洞組下統(tǒng)洞下場(chǎng)組侏羅系中統(tǒng)陽(yáng)路口組不整合接觸205為陸相沉積，一般含可采煤層，總厚7011210m。躍龍組下統(tǒng)高家田組石康組三疊系下統(tǒng)嘉陵江組整合接觸250為碳酸鹽巖及砂、頁(yè)巖等，化石豐富，以雙殼類、菊石為主，厚度為30958m。大冶組古生界二疊系上統(tǒng)大隆組整合接觸292自底至頂基本都是連續(xù)沉積，底部無(wú)含煤碎屑巖，下統(tǒng)上部主要是含鐵錳質(zhì)底硅質(zhì)巖和頁(yè)巖，上統(tǒng)為很厚的含煤碎屑巖和硅質(zhì)泥質(zhì)巖，總厚2601900m。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。與下伏上奧陶統(tǒng)五峰組整合接觸，與上覆中泥盆統(tǒng)跳馬澗組和半山組呈角度不整合接觸。生物群以筆石為主，三葉蟲(chóng)、腕足類次之，屬混合相。中統(tǒng)南石沖組磨刀溪組煙溪組下統(tǒng)喬亭子組白水溪組寒武系上統(tǒng)田家坪組整合接觸545本區(qū)沉積物顆粒極細(xì)，硅質(zhì)、炭質(zhì)含量較高。下統(tǒng)極少有化石發(fā)現(xiàn)。米糧坡組中統(tǒng)探溪組下統(tǒng)小煙溪組前寒武系震旦系上統(tǒng)留茶坡組下統(tǒng)主要為冰漬巖建造，夾少量間冰期板巖、含錳碳酸鹽巖；上統(tǒng)主要為一套硅質(zhì)巖建造和碳酸鹽巖建造。加里東期巖體為第二階段第一次侵入體，巖體侵入下志留統(tǒng)，并與上覆中泥盆統(tǒng)呈沉積接觸。外接觸帶變質(zhì)作用較強(qiáng)，其寬度多受接觸面產(chǎn)狀制約。巖石蝕變作用不強(qiáng)。第二、第三次侵入體侵入到早期巖體中形成同心復(fù)式巖體，為突變侵入接觸關(guān)系。第二章 黃陵巖體、白馬山巖體 和中華山巖體的巖石學(xué)特征前已述及，本研究主要選擇了鄂西地區(qū)的黃陵巖體和湘西地區(qū)的白馬山及中華山巖體為對(duì)象，以前人的基礎(chǔ)地質(zhì)工作