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(xué) 地質(zhì)學(xué)系，大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710069；

2 中國(guó)石油天然氣股份有限公司長(zhǎng)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(gè)油氣、煤和砂巖型鈾礦等多種礦產(chǎn)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(qū)中新生代構(gòu)造熱演化及其與油氣等多種沉積能源礦產(chǎn)共存富集的關(guān)系，以及盆地東北緣的構(gòu)造隆升與華北克拉通演化的關(guān)系等，是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者非常關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題[1-8］；在盆地東（部）緣普遍缺失晚侏羅世以來(lái)沉積地層記錄的特殊地質(zhì)背景下，紫金山巖體無(wú)疑是這一地區(qū)晚中生代以來(lái)構(gòu)造熱演化及其差異抬升冷卻過(guò)程研究的重要窗口.長(zhǎng)期以來(lái)，紫金山巖體的相關(guān)研究主要集中于巖石地球化學(xué)和巖體形成時(shí)代問(wèn)題的討論[7-14］，而有關(guān)該巖體的構(gòu)造熱演化尤其是晚中生代以來(lái)的抬升冷卻過(guò)程則知之甚少，至今尚未見(jiàn)到相關(guān)報(bào)道.本次通過(guò)LA-ICPMS鋯石U-Pb測(cè)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(gòu)造熱年代學(xué)數(shù)據(jù)，并結(jié)合巖體構(gòu)造熱演化的T-t軌跡分析和磷灰石FT熱史路徑模擬，系統(tǒng)探討分析紫金山侵入巖從早期侵位-固結(jié)到后期抬升冷卻的動(dòng)態(tài)演化特征，以期為客觀認(rèn)識(shí)鄂爾多斯盆地東北部地區(qū)中-新生代的構(gòu)造熱演化歷史、差異隆升過(guò)程及其與油氣成藏的關(guān)系等提供新的重要信息和約束條件.

2 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)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(chǔ)之上疊合發(fā)育的中生代三疊紀(jì)-早白堊世內(nèi)陸河湖相多旋回沉積盆地[1-3］，主要經(jīng)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(gòu)造抬升及其沉積范圍由東向西的不斷退縮；晚白堊世以來(lái)，盆地全面進(jìn)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(gòu)造單元分區(qū)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(cè)各異的殘存地層分布和構(gòu)造變形特征[1］，同時(shí)呈現(xiàn)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(jié)構(gòu)在東西向測(cè)深剖面上的突變帶[16-18］，總體構(gòu)成了華北克拉通西部鄂爾多斯穩(wěn)定陸塊（盆地）與中部（呂梁-太行）造山帶及其東部陸塊的構(gòu)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(xiàn)出向盆地西部坳陷緩傾的掀斜構(gòu)造特點(diǎn)，新近系或第四系以低角度不整合關(guān)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(jì)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(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征與樣品點(diǎn)位置1斷裂與構(gòu)造分區(qū)線，2地層剝蝕尖滅線，3地層不整合，4上新統(tǒng)-第四系，5中生界碎屑巖，6次透輝二長(zhǎng)巖，7次透輝正長(zhǎng)巖，8霓霞正長(zhǎng)巖，9霞石正長(zhǎng)巖，10響巖質(zhì)火山角礫巖，11粗面質(zhì)火山角礫巖，12采樣點(diǎn)位置（GPS）編號(hào)：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(gòu)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(jié)構(gòu)單元：①汾西復(fù)向斜、②呂梁山復(fù)背斜、③寧武復(fù)向斜、④蘆芽山復(fù)背斜和⑤五寨復(fù)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(cè)的呂梁隆起相鄰，現(xiàn)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(huán)的二長(zhǎng)巖、正長(zhǎng)巖等侵入巖和中心部位的火山角礫巖等噴出巖呈環(huán)帶結(jié)構(gòu)分布（圖1b）.其中，巖體外環(huán)以次透輝二長(zhǎng)巖為主的（偏）堿性侵入巖占整個(gè)巖體出露面積的近2／3，巖體中部的粗面質(zhì)和響巖質(zhì)堿性噴出巖則不足1／3，兩者之間發(fā)育由霓霞次透輝正長(zhǎng)巖和少量透長(zhǎng)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(lèi)巖石的3塊樣品（圖1b）：一是次透輝二長(zhǎng)巖（Z-01）和正長(zhǎng)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(jìn)行了侵入巖樣品的LA-ICP-MS單顆粒鋯石U-Pb測(cè)年、角閃石和黑云母單礦物40Ar-39Ar測(cè)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(cè)年方法與數(shù)據(jù)分析

2.1 鋯石U-Pb年齡

從紫金山次透輝二長(zhǎng)巖Z-01樣品分離獲得了200多個(gè)單顆粒鋯石，通過(guò)鋯石顆粒制靶和掃描電鏡+Gatan陰極發(fā)光（CL）圖像分析，挑選出結(jié)晶好、韻律環(huán)帶明顯的鋯石顆粒作為測(cè)試對(duì)象，在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了29個(gè)測(cè)點(diǎn)的LA-ICP MS單顆粒鋯石U-Pb原位定年.LA激光剝蝕系統(tǒng)由ComPex102Ar F準(zhǔn)分子激光器（波長(zhǎng)193nm）和GeoLas200M光學(xué)系統(tǒng)組成，ICP MS為配置有高分析靈敏度屏蔽炬（Shield Torch）的Agilent7500a，實(shí)驗(yàn)使用的激光斑束直徑為30μm、頻率為10Hz.數(shù)據(jù)處理采用GLITTER（ver 4.0）程序，年齡計(jì)算時(shí)以標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500為外標(biāo)進(jìn)行同位素比值分餾校正[20］，樣品的加權(quán)平均年齡計(jì)算及諧和圖的繪制采用Isoplot（ver 2.49）[21］.詳細(xì)測(cè)試分析流程見(jiàn)文獻(xiàn)[22］.

通過(guò)次透輝二長(zhǎng)巖Z-01樣品29顆鋯石的LAICP MS測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)分析和諧和度檢驗(yàn)，獲得了滿(mǎn)足諧和度檢驗(yàn)的21個(gè)單顆粒鋯石U-Pb年齡數(shù)據(jù)（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(huán)帶結(jié)構(gòu)（圖2），總體顯示出巖漿成因鋯石的微量元素組成和內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征[23］；另有6個(gè)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(xiàn)為半自形、弱分帶結(jié)構(gòu)，應(yīng)該屬于經(jīng)歷古老變質(zhì)增生或重結(jié)晶作用改造的變質(zhì)鋯石或繼承鋯石.對(duì)鋯石U-Pb測(cè)年數(shù)據(jù)的諧和圖處理結(jié)果顯示（圖3），這些年齡數(shù)據(jù)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(gè)交點(diǎn).其中，下交點(diǎn)206Pb／238U年齡為136±20Ma，與之對(duì)應(yīng)的加權(quán)平均年齡為136.7±6.5Ma，該年齡數(shù)據(jù)與近年來(lái)報(bào)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(cè)年數(shù)據(jù)在誤差范圍內(nèi)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(diǎn)206Pb／238U年 齡為 1932±20Ma，與 之 對(duì) 應(yīng) 的207Pb／206Pb加權(quán)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(dāng)，大致接近華北克拉通東、西陸塊早元古代碰撞拼合過(guò)程構(gòu)造熱變質(zhì)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(zhǎng)巖樣品的鋯石顆粒陰極發(fā)光（CL）圖像特征圓圈為激光剝蝕位置，并給出了測(cè)點(diǎn)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(zhǎng)巖樣品的鋯石U-Pb諧和曲線a和b分別給出了上、下交點(diǎn)區(qū)變質(zhì)鋯石和巖漿鋯石的加權(quán)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(zhǎng)巖（Z-01）樣品LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年數(shù)據(jù)Table 1 Zircon LA-ICP-MS U-Pb dating results of the monzonite from Zijinshan complex

分別從次透輝二長(zhǎng)巖（Z-01）和次透輝正長(zhǎng)巖（Z-06）樣品分離出足量的角閃石（Hor）和黑云母（Boi），進(jìn)行了單礦物40Ar-39Ar同位素測(cè)年分析.樣品的反應(yīng)堆照射在中國(guó)原子能科學(xué)研究院完成，照射時(shí)間10小時(shí)41分鐘，快中子累積通量2.45×1017n／cm2；樣品測(cè)試分析在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）地學(xué)實(shí)驗(yàn)中心的MM5400質(zhì)譜儀上完成，采用的標(biāo)樣為黑云母ZBH-25和透長(zhǎng)石FCT-01，年齡的譜圖繪制和計(jì)算采用美國(guó)伯克利大學(xué)地質(zhì)年代中心提供的Isoplot（ver.2.31）程序完成，其中40K衰變常數(shù)λ=5.543×10-10／a，大氣氬40Ar／36Ar比值為295.5.詳細(xì)的測(cè)試分析方法流程見(jiàn)文獻(xiàn)[24］.

上述2塊侵入巖樣品的40Ar-39Ar同位素測(cè)年結(jié)果表明（圖4），角閃石和黑云母的階段加溫視年齡構(gòu)成均一主坪，對(duì)應(yīng)的39Ar析出率達(dá)86%以上，且樣品的坪年齡與等時(shí)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(guò)剩氬的存在，表明樣品的坪年齡和等時(shí)線年齡具有可靠的熱年代學(xué)意義.紫金山侵入巖主要巖石組成的二長(zhǎng)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(shí)線年齡為132.4±3.1Ma，基本接近或略大于正長(zhǎng)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(shí)線年齡，暗示二長(zhǎng)巖的巖漿結(jié)晶過(guò)程要稍早于正長(zhǎng)巖.正長(zhǎng)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(shí)線年齡為130.81±0.86Ma，略小于同一樣品的角閃石結(jié)晶年齡.

綜合上述不同封閉溫度礦物的測(cè)年數(shù)據(jù)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(jié)晶-固結(jié)的年齡時(shí)差都很小，分別為3.6Ma和2.7Ma，呈現(xiàn)出淺成侵入巖快速冷卻-固結(jié)的年齡分布特點(diǎn).另?yè)?jù)楊興科等[14］對(duì)紫金山巖體中部噴發(fā)巖樣品的單顆粒鋯石SHRIMP測(cè)年結(jié)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(fā)活動(dòng)主要發(fā)生在（132.3～125.3）Ma.因此，紫金山構(gòu)造巖漿活動(dòng)經(jīng)歷了先期淺成侵位和后期超淺成-噴發(fā)的完整巖漿旋回系列，活動(dòng)時(shí)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(zhǎng)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(jìn)行了基于外探測(cè)器定年法的裂變徑跡（FT）分析，中子注量監(jiān)測(cè)器標(biāo)準(zhǔn)鈾玻璃組件的鋯石和磷灰石誘發(fā)FT密度分別為3.123×105和9.135×105，根據(jù)IUGS推薦的ξ常數(shù)法計(jì)算年齡值，鋯石和磷灰石的Zeta常數(shù)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(jiàn)文獻(xiàn)[25］.測(cè)試分析結(jié)果顯示，樣品的鋯石和磷灰石FT年齡均具有較高的檢驗(yàn)概率（＞36～99%），每個(gè)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(gòu)造巖漿熱活動(dòng)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(shí)年齡（表2）.二長(zhǎng)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(tài)；二長(zhǎng)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(shí)在古近紀(jì)晚期抬升冷卻到了磷灰石FT封閉溫度（110±10℃）狀態(tài)，比較一致地給出了該區(qū)新生代晚期一次重要構(gòu)造抬升冷卻事件的磷灰石FT年齡記錄.

3 構(gòu)造熱演化階段及其抬升冷卻過(guò)程

圖4 紫金山二長(zhǎng)巖和正長(zhǎng)巖樣品的角閃石和黑云母單礦物40 Ar-39 Ar同位素測(cè)年結(jié)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(shù)據(jù)Table 2 Fission track analysis data of apatite and zircon from Zijinshan complex and altered sandstone

根據(jù)封閉溫度理論，不同礦物的同位素測(cè)年數(shù)據(jù)實(shí)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(yùn)用礦物系列熱年代學(xué)方法來(lái)揭示地質(zhì)體的構(gòu)造-熱演化及其抬升冷卻過(guò)程.通常認(rèn)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(jù)上述不同封閉溫度礦物的系列測(cè)年數(shù)據(jù)，綜合給出了紫金山巖體構(gòu)造熱演化的溫度T （℃）-時(shí)間t（Ma）曲線（圖5a），并根據(jù)礦物對(duì)的封閉溫度差（ΔT）與之對(duì)應(yīng)冷卻年齡差（Δt）的關(guān)系，計(jì)算了巖體在不同構(gòu)造熱演化階段的抬升冷卻速率VC（℃／Ma）.同時(shí)，基于磷灰石FT Multi-Kinetics退火模型的AFT-Solve（ver.1.3.0）軟件[28］，對(duì)二長(zhǎng)巖（Z-01a）和蝕變砂巖（Z-10）樣品進(jìn)行了AFT熱史路徑模擬（圖5b），模擬動(dòng)力學(xué)參數(shù)Dpar取1.5μm，古地溫梯度依據(jù)文獻(xiàn)[1，4-6］選值：早白堊世為40℃／km、晚白堊世-古近紀(jì)為32℃／km、新近紀(jì)為28℃／km；通過(guò)“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(zhǎng)度和年齡擬合度）對(duì)AFT長(zhǎng)度和年齡模擬結(jié)果的可靠性檢驗(yàn)，最終模擬獲得了滿(mǎn)意的樣品AFT熱史浮動(dòng)范圍及其最佳熱史路徑，模擬樣品的AFT長(zhǎng)度和年齡擬合度分別達(dá)到81～92%和95%.

綜合構(gòu)造熱年代學(xué)演化的T-t曲線和AFT模擬熱史路徑的對(duì)比分析認(rèn)為，鄂爾多斯盆地東緣紫金山巖體從早期侵位-固結(jié)到后期抬升冷卻過(guò)程至少經(jīng)歷了如下三個(gè)構(gòu)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(jié)晶-固結(jié)階段.鋯石U-Pb、角閃石和黑云母Ar-Ar年齡組合構(gòu)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(jié)晶-固結(jié)過(guò)程主要發(fā)生在136.7～130.4Ma，礦物對(duì)法估算其平均冷卻速率高達(dá)52℃／Ma；受巖體中部（132.3～125.3）Ma噴發(fā)巖漿活動(dòng)的影響，侵入巖冷卻降溫趨勢(shì)至少延續(xù)到了T-t曲線拐點(diǎn)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(gòu)成了“彼降此升、相互消長(zhǎng)”的耦合關(guān)系（圖5b），顯示出紫金山巖體早白堊世高溫巖漿侵位-冷卻過(guò)程的快速散熱對(duì)低溫圍巖的顯著熱傳導(dǎo)增溫效應(yīng)及其盆地東部沉積巖系的異常增溫.

（2）120～30Ma固結(jié)巖體的相對(duì)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(gòu)造熱演化發(fā)生明顯轉(zhuǎn)折的關(guān)鍵時(shí)刻，自此基本結(jié)束了侵位巖漿快速冷卻固結(jié)與其低溫沉積圍巖異常增溫的熱平衡作用，由此轉(zhuǎn)入了侵入巖與蝕變砂巖近乎同步的后期抬升冷卻過(guò)程.黑云母Ar-Ar與鋯石、磷灰石FT年齡組合構(gòu)成了T-t演化曲線在（120～30）Ma時(shí)段的平緩降溫冷卻段（圖5a），并對(duì)應(yīng)于二長(zhǎng)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(duì)-封閉溫度法估算該時(shí)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(qū)在早白堊世晚期-古近紀(jì)總體處于構(gòu)造活動(dòng)較為平穩(wěn)的相對(duì)緩慢抬升冷卻狀態(tài).

（3）30Ma以來(lái)固結(jié)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(lái)區(qū)段的相對(duì)陡變冷卻形態(tài)（圖5a），相應(yīng)的平均抬升冷卻速率為3.6℃／Ma，指示紫金山巖體區(qū)域經(jīng)歷了古近紀(jì)晚期以來(lái)相對(duì)較快的構(gòu)造抬升冷卻過(guò)程；侵入巖及其蝕變帶砂巖的AFT熱史路徑模擬結(jié)果進(jìn)一步揭示，古近紀(jì)晚期以來(lái)最為強(qiáng)烈的快速抬升冷卻作用主要發(fā)生在近10Ma以來(lái)的新近紀(jì)晚期和第四紀(jì)（圖5b），AFT模擬古地溫從80℃快速降低到了近地表溫度，相應(yīng)的抬升冷卻速率接近7℃／Ma.

4 構(gòu)造動(dòng)力學(xué)成因環(huán)境討論

區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)和地球物理的相關(guān)研究結(jié)果[17-18，29-38］表明，鄂爾多斯（陸塊）盆地中、新生代以來(lái)不僅處于華北克拉通東部（古）太平洋板塊俯沖系統(tǒng)的控制，同時(shí)還受到南、北兩側(cè)陸內(nèi)俯沖造山作用和其西南部印度—?dú)W亞大陸碰撞、青藏高原隆升等遠(yuǎn)程構(gòu)造擠壓效應(yīng)的影響，經(jīng)歷了不同時(shí)期、不同方向、不同性質(zhì)的復(fù)雜構(gòu)造作用，呈現(xiàn)出深部物質(zhì)多向匯聚的區(qū)域構(gòu)造動(dòng)力學(xué)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(dòng)造山帶與西部穩(wěn)定陸塊之間構(gòu)造轉(zhuǎn)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(zhì)俯沖帶深部巖漿物質(zhì)的多向交會(huì)部位，具有更為復(fù)雜和相對(duì)活動(dòng)的區(qū)域構(gòu)造動(dòng)力學(xué)背景.

4.1 構(gòu)造巖漿熱作用的動(dòng)力學(xué)環(huán)境

晚侏羅-早白堊世是華北克拉通中新生代構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換、巖石圈拆離減薄和巖漿-成礦大爆發(fā)的重要時(shí)期[29-31］，同時(shí)也是華北克拉通西部局限鄂爾多斯盆地發(fā)育的主要時(shí)期[32-33］.晚侏羅世，受區(qū)域多向的擠壓應(yīng)力和華北克拉通南、北兩側(cè)造山帶陸內(nèi)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(qū)呈現(xiàn)為如圖1a所示的雁列狀復(fù)背斜、復(fù)向斜等擠壓走滑構(gòu)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(qiáng)[18，34-35］，華北克拉通區(qū)域經(jīng)歷了構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)環(huán)境和深部動(dòng)力學(xué)作用的重大轉(zhuǎn)折和中東部地區(qū)大規(guī)模的巖石圈拆離減薄、軟流圈上涌和巨量的巖漿活動(dòng)[29-31］，西部的鄂爾多斯（陸塊）盆地的沉積范圍較前期明顯擴(kuò)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(guò)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(fā)盆地東緣離石斷裂中段紫金山及其以東地區(qū)早白堊世構(gòu)造巖漿活動(dòng)的深部動(dòng)力學(xué)環(huán)境制約.

鄂爾多斯盆地東緣的紫金山巖漿活動(dòng)主要發(fā)生在（136.7～125.3）Ma，異常熱液活動(dòng)至少延續(xù)至了120Ma，顯然與其所在華北克拉通區(qū)域早白堊世的大規(guī)模巖漿熱液活動(dòng)屬于相同時(shí)期、統(tǒng)一構(gòu)造作用的產(chǎn)物.結(jié)合巖漿巖地球化學(xué)分析數(shù)據(jù)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(shù)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(xiàn)為幔源巖漿巖的氧、鍶同位素特征[10-14］.區(qū)域巖石地球化學(xué)對(duì)比結(jié)果初步顯示，紫金山侵入巖及其捕虜體的地球化學(xué)組分既殘存有華北克拉通南、北兩側(cè)造山帶陸內(nèi)俯沖的相關(guān)信息[7-8，13］，也包含有東部（古）太平洋板塊深俯沖物質(zhì)混染的相關(guān)印記[10-12，14］.因此，紫金山侵入巖總體具有殼-幔過(guò)渡帶的深部巖漿來(lái)源特點(diǎn)，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(zhì)多向匯聚等綜合作用的結(jié)果.同時(shí)，紫金山巖漿活動(dòng)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(qū)經(jīng)歷了早白堊世沉積埋藏增溫與區(qū)域巖漿熱液活動(dòng)相耦合的一次重要構(gòu)造熱事件，這對(duì)于促成盆地內(nèi)部主要烴源巖層系的大規(guī)模油氣生成-運(yùn)聚成藏和多種共存礦產(chǎn)的預(yù)富集成礦具有重要的積極意義[1-4］.

4.2 構(gòu)造抬升冷卻的動(dòng)力學(xué)環(huán)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(kāi)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(qū)域普遍處于沉積缺失的擠壓隆升狀態(tài)[32-36］，呈現(xiàn)為區(qū)域構(gòu)造擠壓應(yīng)力場(chǎng)環(huán)境下的隆升剝蝕和對(duì)早白堊世巖石圈拆離伸展?fàn)顟B(tài)的重大調(diào)整與轉(zhuǎn)換.古近紀(jì)，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(guò)程的相互作用[18，34-37］，華北克拉通東部發(fā)生了較大規(guī)模的伸展裂陷[34-36］，西部的鄂爾多斯盆地則經(jīng)歷了東隆-西降式的抬升剝蝕和周邊裂陷[32］.新近紀(jì)尤其是近10Ma以來(lái)，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(qū)處于多向匯聚的區(qū)域擠壓構(gòu)造應(yīng)力環(huán)境，不僅造成華北東部古近紀(jì)斷陷向新近紀(jì)坳陷的構(gòu)造轉(zhuǎn)換和反轉(zhuǎn)[32］，同時(shí)還導(dǎo)致鄂爾多斯盆地東部邊緣及其相鄰呂梁隆起區(qū)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(qū)早白堊世末期以來(lái)總體處于構(gòu)造差異抬升狀態(tài).紫金山侵入巖FT熱年代學(xué)T-t曲線顯示，這一地區(qū)在早白堊世末-古近紀(jì)的120～30Ma主要呈現(xiàn)為相對(duì)平穩(wěn)的緩慢抬升冷卻過(guò)程，鋯石FT抬升冷卻主要發(fā)生在120～77Ma的白堊世紀(jì)中晚期，大致對(duì)應(yīng)于古太平洋板塊北西西向俯沖與特提斯洋北向俯沖的區(qū)域構(gòu)造擠壓作用時(shí)期；磷灰石FT的抬升冷卻主要發(fā)生在77～30Ma，更多地受制于印度—亞洲大陸碰撞過(guò)程的構(gòu)造擠壓作用，并與同時(shí)期華北克拉通的東部斷陷沉降、西部均衡翹升過(guò)程協(xié)同發(fā)展.侵入巖及其蝕變帶砂巖的磷灰石FT熱年代學(xué)及其熱史模擬路徑進(jìn)一步揭示，鄂爾多斯盆地東緣自古近紀(jì)末期31～27Ma開(kāi)始、尤其是新近紀(jì)晚期近10Ma以來(lái)經(jīng)歷了更為顯著的構(gòu)造抬升，這不僅與太平洋板塊北西向俯沖作用的增強(qiáng)和華北東部由斷陷向坳陷的構(gòu)造轉(zhuǎn)換-反轉(zhuǎn)近于同步，而且有可能暗示了來(lái)自于印度大陸向北的深俯沖和青藏高原急劇隆升的遠(yuǎn)程構(gòu)造擠壓效應(yīng).由此認(rèn)為，鄂爾多斯盆地東（部）緣早白堊世末期以來(lái)的差異抬升過(guò)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(lián)合、彼此消長(zhǎng)的綜合作用結(jié)果，總體呈現(xiàn)為由緩慢到增速的兩個(gè)非均勻連續(xù)的構(gòu)造抬升階段.早白堊世晚期-古近紀(jì)的相對(duì)緩慢抬升冷卻及其適度的構(gòu)造活動(dòng)無(wú)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(chǎn)耦合成礦，新近紀(jì)以來(lái)的快速抬升冷卻及其較強(qiáng)的構(gòu)造活動(dòng)性有可能是引發(fā)該區(qū)原生油氣藏調(diào)整逸散、次生成藏與其多種共存礦產(chǎn)耦合富集的重要因素[1-4］.

5 主要結(jié)論與認(rèn)識(shí)

5.1 紫金山侵入巖主要由次透輝二長(zhǎng)巖和正長(zhǎng)巖組成，鋯石U-Pb和角閃石、黑云母40Ar-39Ar測(cè)年獲得的巖漿侵位和結(jié)晶-固結(jié)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(jié)合巖體中部噴發(fā)巖（132.3～125.3）Ma的年齡記錄和區(qū)域構(gòu)造動(dòng)力學(xué)環(huán)境分析認(rèn)為，紫金山巖漿活動(dòng)主要發(fā)生在早白堊世的（136.7～125.3）Ma，與華北克拉通早白堊世構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換過(guò)程的大規(guī)模巖漿活動(dòng)屬于相同時(shí)期、統(tǒng)一構(gòu)造作用的產(chǎn)物，指示了鄂爾多斯盆地早白堊世沉降埋藏增溫與區(qū)域巖漿熱液活動(dòng)相耦合的一次重要構(gòu)造熱事件，對(duì)于盆地東部主要烴源巖層系的大規(guī)模油氣生成-運(yùn)聚成藏和多種共存礦產(chǎn)的預(yù)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(jié)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(guò)程至少經(jīng)歷了三個(gè)構(gòu)造熱演化階段：（1）早白堊世136～120Ma侵位巖漿快速冷卻結(jié)晶-固結(jié)階段，平均冷卻速率高達(dá)52℃／Ma；（2）早白堊世晚期-古近紀(jì)120～30Ma固結(jié)巖體的相對(duì)緩慢抬升冷卻階段，平均抬升冷卻速率為2.5℃／Ma；（3）新近紀(jì)30Ma以來(lái)固結(jié)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(jì)晚期近10Ma以來(lái)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(lái)的差異抬升過(guò)程至少包含了由相對(duì)緩慢抬升冷卻到快速抬升冷卻的兩個(gè)非均勻連續(xù)的構(gòu)造演化階段，早白堊世末-古近紀(jì)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(zhǎng)的結(jié)果，這一緩慢抬升冷卻過(guò)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(chǎn)的耦合成礦；新近紀(jì)以來(lái)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(qiáng)和西南部印度—亞洲碰撞后的陸內(nèi)深俯沖、青藏高原隆升的遠(yuǎn)程構(gòu)造效應(yīng)，這一快速抬升冷卻過(guò)程及其較強(qiáng)的構(gòu)造活動(dòng)性有可能是引發(fā)盆地東北部油氣次生成藏、調(diào)整逸散和多種礦產(chǎn)的耦合富集成礦的重要因素.

致 謝 西北大學(xué)劉池陽(yáng)教授、倫敦帝國(guó)理工Philip A.Allen教授、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)王瑜和袁萬(wàn)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(píng)審專(zhuān)家提出了很好的修改意見(jiàn)和建議，深表感謝！

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