Thermochronology of Meso-Cenozoic uplift and tectonic growth of the Longmenshan Thrust Belt
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摘要: 【研究目的】为探讨龙门山冲断带中—新生代垂向构造隆升与横向构造扩展之间的关系，本文开展了低温热年代学测试及分析工作。【研究方法】通过磷灰石和锆石裂变径迹测定及结果分析，剖析构造变形演化特征。【研究结果】磷灰石裂变径迹长度介于11.4±2.6~12.2±2.2μm，有效反映本地构造隆升史；热史模拟结果表明本地区样品经历了―构造快速隆升期—构造稳定期—构造快速隆升期‖三个阶段，且构造隆升具有北早南晚的特征；研究区内各岩石样品冷却速率介于1.211~6.053℃/Myr，自南东向北西构造隆升速率逐渐增加，构造隆升时间逐渐变晚。【结论】龙门山冲断带在中—新生代（150 Ma）以来表现出后展式扩展，此后分别在晚白垩世—始新世（70~50Ma）和渐新世以来（尤其约20Ma），又再次表现为后展式特征，龙门山冲断带中西部地区具有多期构造隆升叠加的特征。Abstract: This paper is the result of geological survey engineering. [Objective] In order to discuss the relationship between the vertical tectonic uplift and the lateral tectonic expansion happened in Meso-Cenozoic in the Longmenshan thrust belt, this paper carries out low-temperature thermal chronology testing and analysis. [Methods] Through the determination and analysis of apatite and zircon fission track age, the characteristics of tectonic evolution are studied. [Results] The study shows that the lengths of apatite fission tracks are within the range of 11.4±2.6~12.2±2.2μm, which can effectively reflect the local tectonic uplift history; the results of thermal history simulation show that the apatite samples have experienced three critical stages, including the rapid tectonic uplift, the stable tectonic stage and the rapid tectonic uplift. Besides, the uplifting events happened in the northern area were earlier than those in the southern area. The cooling rate of each rock sample is within the range of 1.211~6.053℃/Myr. The tectonic uplift rate gradually increases from southeast to northwest, and the time of uplifting gradually becomes late in the same direction. [Conclusions] The tectonic deformation of Longmenshan thrust belt has had the characteristics of piggyback propagation from northwest to southeast since Meso-Cenozoic (150Ma), and it has showed these characteristics again from late Cretaceous to Eocene (70~50Ma), even Oligocene (about 20Ma). The central and western regions of the Longmenshan thrust belt are characterized by multi-stage tectonic uplift and superposition.
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1. 研究目的（Objective）
近年来，新疆阿尔金西段萤石找矿取得的重大突破。萤石矿主要分布于卡尔恰尔—阔什区域性大断裂（阿中断裂）以南的晚奥陶世碱长花岗岩侵入体内及其外接触带附近的富钙质岩系中，圈定了卡尔恰尔—小白河沟、盖吉克—亚干布阳、布拉克北—皮亚孜达坂、托盖里克东南—阿其克南4条沿北东向断裂分布的萤石矿带，整个远景区CaF2资源量已达3500万t以上。中国地质调查局西安矿产资源调查中心于2021—2023年对阿尔金西段小白河沟—克鲁求干道班一带开展了矿产调查评价，在小白河沟地区新发现热液充填型萤石矿产地1处，估算萤石的潜在资源达大型规模，对于拓展阿尔金地区萤石矿床具有借鉴意义。
2. 研究方法（Methods）
在对小白河沟地区以往地物化遥成果资料综合研究基础上，结合本次遥感蚀变异常提取和构造解译圈定了重点工作区，通过开展1∶10000地质草测、1∶10000岩石地球化学剖面测量、1∶500地质剖面测量、槽探及钻探等工作，在小白河沟共圈定萤石矿体21条，实现了找矿突破。通过典型矿床对比，总结了区内萤石矿成矿规律，初步建立了找矿模式，分析了区域萤石成矿潜力及找矿前景。
3. 研究结果（Results）
研究区出露地层基底主要为古元古界阿尔金岩群a岩组和b岩组，二者呈构造面理接触关系。阿尔金岩群a岩组为萤石主要赋矿地层，该岩组出露的岩石类型主要为黑云斜长片麻岩、黑云二长片麻岩、斜长变粒岩、石英岩、大理岩，局部夹有角闪斜长片麻岩（图1b）。区内断裂较为发育，期次较多，主要呈北北东向、北东向、南东东向，南东东向断裂主要与区内的萤石矿化关系密切。地层中岩脉极为发育，在接触带可见岩石具萤石化、钾长石化、碳酸盐化、绿帘石化、硅化等围岩蚀变。
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图 1 区域构造位置图（a）、矿区地质简图（b）、勘探线剖面图（c）及萤石矿岩心（d）Figure 1. Regional structure location map (a), brief geological diagram of ore district (b), prospecting line profile map (c) and cores specimen of fluorite deposit (d)在小白河沟共圈定萤石矿体21条（图1c），长100~1130 m，厚度0.7~4.68 m，矿体沿走向延续性较好，沿倾向呈透镜体状，断续产出，斜切岩体和变质岩，有“膨大缩小”变化，部分呈“透镜体”、“扁豆体”断续分布，主矿体旁侧发育少数分枝。矿体品位23.2%~82.4%，平均品位32.2%，钻孔深部验证效果良好。矿石主要以块状、纹层状为主，主要矿物为萤石，局部发育方解石、带云母和少量石英。萤石以紫色、紫黑色为主，少量呈白色或绿色，具粗晶结构、自形—半自形及他形粒状结构。矿石工业类型主要是CaF2型、CaF2–CaCO3型。围岩蚀变以碳酸盐化、带云母化、钾化、黄铁矿化、绿帘石化、角闪石化等为主。初步估算CaF2资源量117.42万t，具大型萤石矿床远景。
4. 结论（Conclusions）
（1）小白河沟萤石矿是阿尔金西段萤石找矿新发现，这一发现拓展了区内萤石矿向西延伸的空间，同时本次工作区内多数矿体走向和深部延伸均未封边，仍具有较大找矿潜力。
（2）本工作发现了品位较富的大型萤石矿，拓宽了区域找矿思路，具有重要借鉴意义，同时为阿尔金瓦石峡南—卡尔恰尔萤石锂大型资源基地建设提供了有力支撑。
5. 基金项目（Fund support）
本文为中国地质调查局项目（DD20190143、DD20211551、DD20243309）、陕西省自然科学基础研究计划项目（2023−JC−YB−241）、中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心科技创新基金项目（KC20230011）联合资助的成果。
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