西昆侖北部碎屑鋯石裂變徑跡年代學(xué)及其地質(zhì)意義

西昆侖北部碎屑鋯石裂變徑跡年代學(xué)及其地質(zhì)意義

西昆侖造山帶及其鄰區(qū)位于青藏高原西北端，北臨塔里木盆地，西與帕米爾高原接壤，向北、向南、向東延伸1000多公里。同時,該區(qū)是青藏高原邊緣與其相鄰盆地之間地貌過渡最劇烈的地區(qū)之一,提供了青藏高原構(gòu)造剝露諸多重要信息,因此是研究青藏高原構(gòu)造剝露演化的幾個關(guān)鍵地區(qū)之一。西昆侖北地體于二疊紀(jì)已有陸相碎屑沉積,表明研究區(qū)北部二疊紀(jì)已經(jīng)完成洋-陸轉(zhuǎn)換,并且受到南部多期板塊碰撞的影響,造就研究區(qū)多期次抬升剝露的時空演化格局。對于西昆侖造山帶及鄰區(qū)的構(gòu)造剝露問題,前人從構(gòu)造學(xué)、地貌學(xué)、地層學(xué)、古氣候?qū)W、古地磁學(xué)、地球物理、年代學(xué)等方面相繼開展了很多有意義的工作[2,3,4,5,6,7,8,9,10,2,3,4,5,7,9,10]。由于裂變徑跡測年具有較低的封閉溫度,因此成為揭示近地表抬升剝露過程或者研究地質(zhì)晚近時期構(gòu)造隆升的重要手段[11,12,13,14,15,11]。鑒于西昆侖地區(qū)新生代強烈的構(gòu)造剝露及其在青藏高原構(gòu)造隆升中的重要地位,許多學(xué)者也利用裂變徑跡年代學(xué)方法來分析西昆侖地區(qū)的構(gòu)造剝露問題[16,17,18,19,20,21,22,16,18,19,21,22],取得了一系列成果,如Sobel和Dumitm認(rèn)為西昆侖在25～20Ma經(jīng)歷了強烈的抬升剝露,地殼加厚、斷層走滑為其主要動力;萬景林和王二七指出普魯花崗巖體在9～8Ma之間經(jīng)歷快速抬升。我們曾經(jīng)根據(jù)前人在西昆侖不同部位獲得的有關(guān)年代學(xué)資料進行了一些總結(jié)分析,在空間上表現(xiàn)為顯著的差異性,裂變徑跡年齡表現(xiàn)為東西向兩端新、中間老,南北向北老南新,在一定程度上反映了西昆侖地區(qū)新生代構(gòu)造隆升剝露的階段性和空間差異性。這些研究提供了有關(guān)西昆侖造山帶新生代構(gòu)造剝露過程的諸多信息,但是,有關(guān)研究多集中在一些具體部位的和點上的抬升信息,并且,由于年代資料積累的有限,有關(guān)西昆侖全區(qū)構(gòu)造剝露時空演化的格局仍需要從其他不同途徑進行佐證和細(xì)化。碎屑鋯石裂變徑跡年代學(xué)作為裂變徑跡年代學(xué)的重要分支,在確定碎屑沉積物的物源、回溯蝕源區(qū)的長期抬升剝露歷史和構(gòu)造熱事件等方面具有重要的作用。西昆侖造山帶及鄰區(qū)中生代以來發(fā)生了多期強烈的構(gòu)造逆沖擴展作用,特別是晚新生代以來發(fā)生強烈構(gòu)造抬升剝露,在山前形成時代約束良好的新生代沉積,是進行碎屑鋯石裂變徑跡年代學(xué)分析、回溯源區(qū)及其熱歷史的極佳場所。山前碎屑堆積匯集蝕源區(qū)的綜合信息,因此,通過山前碎屑裂變徑跡年齡測試分析,能夠反映有關(guān)蝕源區(qū)構(gòu)造抬升剝露過程的系統(tǒng)綜合信息。本研究主要通過碎屑鋯石裂變徑跡年齡法,對西昆侖山前系列晚新生代砂巖以及包括現(xiàn)代河流沉積砂進行碎屑鋯石裂變徑跡年代學(xué)分析,以期獲得其蝕源區(qū)——西昆侖造山帶及鄰區(qū)的隆升剝露信息,為該區(qū)的構(gòu)造過程提供新的熱年代學(xué)約束。1南侖地體后疫情時代研究區(qū)涉及4個構(gòu)造單元(圖1),從北至南分別為塔西南喀什-葉城凹陷、北昆侖地體、南昆侖地體和甜水海-喀拉昆侖地體[2,22,25,26,2,22,25,26]。塔西南喀什-葉城凹陷位于西昆侖-塔里木盆地的盆山結(jié)合帶,中生代以來,作為西昆侖造山帶向北擠壓的前陸盆地,記錄了大量關(guān)于西昆侖造山帶形成、抬升的信息。該凹陷侏羅系為一套陸緣碎屑沉積,晚白堊—始新世為海相碳酸巖沉積,漸新世以來都為陸相沉積,沉積中心以向北遷移為特征;中新世以來發(fā)育一系列逆沖推覆構(gòu)造,逆沖構(gòu)造系統(tǒng)各部位的擠壓強度由南向北逐漸減小,擠壓收縮應(yīng)變由大變小,向北隱伏于沙漠中。北昆侖地體以杜瓦—阿卡孜逆沖斷裂和喀斯拉坦河—奧依塔格斷裂為界與塔里木西南喀什—葉城凹陷相鄰,以元古宇中深變質(zhì)巖(為一套片巖、片麻巖、大理巖、變火山巖組合)和古生界碳酸巖、碎屑巖為主。南昆侖地體以庫地南—蓋孜西韌性剪切帶和他龍—庫爾浪斷裂為界與北昆侖地體區(qū)分,主要為元古宇角閃巖相的片麻巖及云母石英片巖,大量的晚古生代—早中生代島弧花崗巖侵入其中,外夾少量古生界碳酸巖、碎屑巖和中生界碎屑巖。甜水?！龅伢w北界為麻扎—康熙瓦斷裂,南界為空喀山口—喬戈里斷裂(為班公湖—怒江縫合帶的西段),只有少量元古宇深變質(zhì)的基底,主要為古生界和中生界淺變質(zhì)的砂板巖組成,大量中生界、新生界花崗巖侵入其中,屬于原—古特提斯洋沉積體系。甜水海-喀拉昆侖地體又以大紅柳灘—郭扎錯斷裂(金沙江縫合帶西段)和喀喇昆侖斷裂(為龍木錯—雙湖縫合帶的西段)為界,由北向南細(xì)分為巴顏喀拉亞地體、甜水海-北羌塘亞地體和喀喇昆侖-南羌塘亞地體。西昆侖造山帶是塔里木板塊南部的分裂微陸塊疊加了加里東、海西、印支巖漿弧形成的復(fù)合造山帶,其顯生宙以來經(jīng)歷了原特提斯、古特提斯、新特提斯的擴張與閉合,并在后期受印度板塊與歐亞板塊碰撞的遠(yuǎn)程影響。古特提斯洋北界為康西瓦斷裂帶,南界為龍木錯—雙湖縫合帶,在二疊紀(jì)開始消減,至三疊紀(jì)末,巴顏喀拉亞地體、甜水海-北羌塘亞地體、喀喇昆侖-南羌塘亞地體依次拼貼,西昆侖造山帶山根初步形成。侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)發(fā)生強烈的構(gòu)造逆沖擴展作用,西昆侖持續(xù)隆升和剝蝕,新生代以來,受印度板塊與歐亞板塊碰撞的遠(yuǎn)程影響,西昆侖又經(jīng)歷了多期的抬升剝蝕。2地質(zhì)背景和沉積特征用于本研究的碎屑裂變徑跡測試的樣品均取自西昆侖山前塔西南喀什-葉城凹陷的晚新生代沉積剖面(其姆根剖面和柯克亞剖面)以及現(xiàn)代河流沉積物(葉爾羌河及柯克亞吾斯塘河)。西昆侖山前的其姆根和柯克亞新生代沉積剖面出露良好,地層沉積連續(xù),是進行碎屑裂變徑跡年代學(xué)分析的理想剖面,特別是柯克亞晚新生代剖面具有良好的磁性地層時代約束,為碎屑裂變徑跡年齡法回溯源區(qū)構(gòu)造演化歷史提供了良好基礎(chǔ)和條件。其姆根剖面位于阿克陶縣其姆根溝,白堊系—新近系地層連續(xù),地層整體北傾,由南往北逐漸變新,依次為下白堊統(tǒng)烏魯克哈特組(K1w)長石石英砂巖、上白堊統(tǒng)—古新統(tǒng)英吉沙群(K2—E1y)灰?guī)r及泥巖、古新統(tǒng)阿爾塔什組(E1a)硬石膏及灰?guī)r層、古新統(tǒng)—始新統(tǒng)其姆根組(E1-2q)泥巖及灰?guī)r、始新統(tǒng)卡拉塔爾組(E2k)灰?guī)r、漸新統(tǒng)巴什布拉克組(E3b)砂泥巖、漸新統(tǒng)烏拉根組(E3w)泥砂巖、砂泥巖以及中新統(tǒng)克孜洛依組(N1k)砂巖1?？驴藖喭硇律拭嫖挥谌~城縣柯克亞鄉(xiāng)西南(起點:77°07′E,37°19′N;終點:77°21′E,37°38′N),剖面露頭主要由中新統(tǒng)烏恰群帕爾布拉克組(N1p)、上新統(tǒng)阿圖什組(N2a)以及上新統(tǒng)—早更新世西域組(N2-Qp1x)地層單元組成,頂部被中更新統(tǒng)黃土覆蓋(圖2),更新世昆侖山強烈的構(gòu)造抬升使所有地層呈單斜北傾,最下部烏恰群傾角大于70°,往上逐漸變小,最上部西域組約10°,具有生長地層特征。烏恰群帕爾布拉克組(N1p)為一套紫紅色泥巖與灰黃色-灰紫色細(xì)粒砂巖,砂巖層厚一般1～2m,泥巖層厚一般2～10m不等。阿圖什組(N2a)厚度約800m,底部以第一層細(xì)礫巖開始出現(xiàn)為界,總體上為一套厚層狀紫紅色砂巖夾少量薄層狀泥巖,中上部出現(xiàn)一層灰色復(fù)成分礫巖,礫石大小1～10cm不等,次棱角狀,成分主要為灰色白云巖、變質(zhì)中細(xì)粒砂巖、花崗巖、靠上部出現(xiàn)片麻巖。西域組(N2-Qp1x)為一套復(fù)成分礫巖,分選極差,磨圓一般,以次棱角狀為主,大小不一,大者達50～100cm,小者幾cm,一般為5～20cm。礫巖中常夾砂巖透鏡體,礫巖成分主要為灰?guī)r、變質(zhì)砂巖、復(fù)成分礫巖、灰綠色粉砂質(zhì)板巖、豬肝色粉砂巖和泥巖等,并出現(xiàn)較多的片麻巖和花崗巖礫石。片麻巖、花崗巖隨地層由下往上逐漸增多,在西域礫巖頂部花崗巖達20%左右。本研究共采集11件碎屑樣品,WK-1、2、3、4、5采自葉城柯克亞的晚新生代沉積剖面中的砂巖或礫巖所夾的砂巖層中(圖2),其中WK-2、3、4、5與Zheng等對該剖面進行磁性地層柱的比對,其沉積年齡大體分別為WK-2—4.5Ma;WK-3—3.6Ma;WK-4—2.2Ma;WK-5—1.8Ma。WK-1取自帕爾布拉克組靠上部,沒有磁性地層年代的約束,根據(jù)厚度外推,其年齡估算為約6Ma。WK-6、7、8、9為西昆侖山前源自西昆侖山的現(xiàn)代河流沉積的砂體,其中WK-6為柯克亞吾斯塘河現(xiàn)代河流沉積砂;WK-7、8為采自柯克亞吾斯塘河二級和三級階地的砂層或透鏡狀砂體;WK-9為采自215國道葉爾羌河大橋附近的葉爾羌河的現(xiàn)代河流沉積砂。WK-10、11取自齊姆根新生代地層剖面的砂巖,其中WK-10取自漸新統(tǒng)巴什布拉克組靠下部距底界約50m的紫紅色中細(xì)粒砂巖,根據(jù)樣品地層的大體位置,沉積時代大體推算為33Ma,WK-11取自中新統(tǒng)克孜諾依組底部厚層狀中粒長石砂巖,其沉積時代大體推算為23Ma。3反射孔道增強和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)來源在中國地質(zhì)大學(xué)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源重點實驗室裂變徑跡實驗室進行制樣和測試。實驗采用外探測器法。鋯石樣品顆粒用Teflon進行固定,經(jīng)磨平和拋光后制成薄片,放入KOH-NaOH共溶混合物中進行蝕刻,蝕刻溫度228℃,時間20～26h;與低鈾白云母外探測器貼緊后,送中國原子能研究所核反應(yīng)堆反射孔道照射。反應(yīng)堆輻射通量為1×1015cm-2。低鈾白云母外探測器蝕刻條件為40%HF溶液,室溫,18min。Zeta標(biāo)樣選用美國國家標(biāo)準(zhǔn)局CN5鈾標(biāo)準(zhǔn)玻璃,Zeta值為402.62±7.59。在偏光顯微鏡下進行裂變徑跡測量,運用Zeta常數(shù)校準(zhǔn)法計算碎屑鋯石裂變徑跡年齡。4數(shù)據(jù)分析年齡的結(jié)果碎屑裂變徑跡年齡分析要求統(tǒng)計顆粒數(shù)不少于50粒,對于本次測試樣品,除了個別樣品(WK-2—45,WK-4—48)顆粒較少而使得統(tǒng)計數(shù)量略少于50粒以外,其余都在50粒以上。但顆粒較少的樣品也有較明顯的年齡分布趨勢,其年齡結(jié)構(gòu)依然有較好的地質(zhì)意義。用BinomFit軟件對測試結(jié)果進行二項式分解擬合,擬合結(jié)果見表1和圖3。在擬合前,筆者對某些樣品主要按沉積年齡相近原則進行了合并。WK-7和WK-8取自柯克亞吾斯塘河的二級和三級階地,而WK-6取自柯克亞吾斯塘河現(xiàn)代河流,趙振明等通過對部署在西昆侖新疆葉城縣南提孜那甫河與和田市南喀拉喀什河3條河谷階地橫剖面所提供的實際資料和ESR、14C年代測試數(shù)據(jù)的分析,認(rèn)為西昆侖北麓的河流屬于同一個山前地貌單元,T4、T3、T2、T1分別形成于約100、80、50和30ka。經(jīng)過對比,筆者認(rèn)為柯克亞吾斯塘河的二級和三級階地沉積時代也應(yīng)當(dāng)小于0.1Ma。WK-6、7、83件樣品的年齡差在裂變徑跡分析誤差范圍內(nèi),可大體看成是現(xiàn)代河流系統(tǒng)堆積。因此,筆者從而將WK-6、7、83件樣品的碎屑鋯石裂變徑跡顆粒年齡合并進行分析,取測試編號為WK-0。從表1可以看出,除2件沉積時代較老的WK-10、11樣品在沉積后遭受熱重置,使其peak1峰值年齡小于其沉積時代外,其他年輕沉積樣品的峰值年齡都大于其采樣地層本身的年齡,并且裂變徑跡年齡呈與深度無關(guān)的無規(guī)律變化,表現(xiàn)出沉積物來源的復(fù)雜性,說明碎屑顆粒來自不同的源區(qū)。另外,大量中生代的碎屑鋯石裂變徑跡年齡的保留也說明了中生代的抬升剝露和熱事件在西昆侖及鄰區(qū)留下了深刻的記錄。圖3為根據(jù)各樣品單顆粒裂變徑跡年齡采用二項式擬合制成的各樣品的年齡概率密度分布圖。5地質(zhì)解釋5.1峰值區(qū)域分析西昆侖造山帶及鄰區(qū)構(gòu)造活動復(fù)雜,后期改造劇烈,各樣品在沉積時的古水系已經(jīng)不可考證,因此,僅能對裂變徑跡年齡成因作出一定分析,而對其具體蝕源區(qū)的判斷存在較大困難。但顯然無論是基巖的剝露還是物質(zhì)的再循環(huán),無論是整體抬升還是局部抬升,樣品的主要物源區(qū)就是西昆侖造山帶及鄰區(qū),裂變徑跡年齡主要反映的是西昆侖造山帶及鄰區(qū)的構(gòu)造活動記錄。根據(jù)碎屑裂變徑跡年齡表現(xiàn)出的分段集中的特點,將西昆侖的鋯石碎屑裂變徑跡年齡歸納為8個峰值區(qū)間:P1—4.7Ma以來;P2—13～9Ma;P3—24～18Ma;P4—47～33Ma;P5—79～57Ma;P6—131～103Ma;P7—185～180Ma;P8—267～235Ma。樣品的峰值裂變徑跡年齡一般由以下兩種因素導(dǎo)致:(1)巖石快速抬升使地殼巖石快速剝露冷卻,因此,在快速抬升剝露期單位時間通過封閉溫度等溫面的巖石體積顯然比緩慢抬升期的體積要大。于是,在堆積區(qū)中的碎屑裂變徑跡年齡將形成峰值,峰值年齡記錄的是快速抬升剝露期。(2)區(qū)域構(gòu)造-熱事件(以巖漿事件為代表)使巖石陡然升溫并迅速冷卻引起的裂變徑跡熱重置,峰值年齡記錄的是源區(qū)的構(gòu)造熱事件。上述山前晚新生代沉積的碎屑鋯石,其裂變徑跡記錄的8個峰值段在某種程度上揭示了其蝕源區(qū)存在多期的構(gòu)造熱事件或快速抬升剝露冷卻。筆者結(jié)合西昆侖造山帶及鄰區(qū)的構(gòu)造演化歷史,對上述8個峰值年齡的地質(zhì)涵義作進一步討論。峰值P8區(qū)間為267～235Ma,相當(dāng)于晚二疊世—中三疊世。3件樣品獲得此區(qū)間峰值,一為WK-5的267.3Ma,不過數(shù)量非常有限,僅占該樣品總顆粒數(shù)的4.7%。但值得注意的是,在此之前(280～273Ma),反映區(qū)域性伸展構(gòu)造基性輝綠巖巖脈廣泛發(fā)育。在此之后的北昆侖上二疊統(tǒng)高角度不整合在石炭系之上,底部為雜色鈣質(zhì)復(fù)成分砂礫巖,指示已經(jīng)出現(xiàn)強烈的地貌反差,不難看出,北昆侖在267.3Ma稍前處于伸展構(gòu)造環(huán)境,而在267.3Ma稍后則表現(xiàn)為擠壓環(huán)境。因此,可能指示西昆侖北帶267.3Ma附近由伸展環(huán)境向擠壓環(huán)境轉(zhuǎn)換。另兩個分別為235和245.6Ma(WK-1和WK-2),大量與此區(qū)間相似的巖漿、變質(zhì)同位素年齡指示了此峰值區(qū)間存在重要的熱事件,與甜水海地塊和南昆侖地體俯沖碰撞時限吻合[25,27,32,33,25,27,32];Arnaud等也認(rèn)為,南部地體碰撞帶來的一系列巖漿作用、變質(zhì)作用、剝蝕作用對裂變徑跡退火產(chǎn)生了重大影響,西昆侖與甜水海之間的康西瓦斷裂的左旋韌性剪切活動是直接的構(gòu)造反映。峰值P7區(qū)間為185～180Ma,相當(dāng)于早侏羅世—中侏羅世,樣品WK-3、10、11有此峰值年齡。在北西昆侖地體,下、中侏羅統(tǒng)葉爾羌群為一套紫紅色礫巖、砂礫巖夾含煤的細(xì)碎屑巖建造;塔什庫爾干以北的康西瓦斷裂帶發(fā)現(xiàn)的高壓麻粒巖的角閃巖相退變質(zhì)的年齡為(177±6)Ma,麻粒巖中石榴石的“白眼圈”減壓結(jié)構(gòu)代表碰撞造山過程中增厚的下地殼抬升折返地表的動力學(xué)過程,指示了西昆侖造山帶及鄰區(qū)在此峰值區(qū)間的抬升剝露。另外,侏羅系底部礫巖的礫石成分主要為安山巖和流紋巖,紅色流紋巖的Rb-Sr年齡為(180±10)Ma,鐵克里克也發(fā)育195～172Ma的花崗巖,指示熱事件在此峰值徑跡年齡記錄中的重要地位。峰值P6區(qū)間為103～131Ma,屬早白堊世,WK-0、2、4獲得此區(qū)間峰值。西昆侖山前下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群的巖石特征為一套紫紅、棕紅色砂泥巖,下部夾礫巖;其在西昆侖山前由烏依塔格的1000m向東南迅速減薄,到克里陽東的布雅皮西僅16m2,指示在早白堊西昆侖山前的沉積中心可能在喀什一帶,而西昆侖山為東高西低的地貌格局。西昆侖山及其以南地區(qū)都缺失下白堊統(tǒng)1-3,暗示這些地方當(dāng)時可能已經(jīng)成為剝蝕區(qū)。Robinson等對公格爾山外圍的白云母和黑云母40Ar/30Ar測年以及獨居石電子探針測年揭示125～110Ma為一次由逆沖斷層控制的強烈的地殼增厚和縮短;許志琴等的40Ar/30Ar測年也揭示康西瓦斷裂在101～125Ma表現(xiàn)出強烈的左旋走滑特征,西昆侖北緣斷裂也在此時形成(120～110Ma),二者構(gòu)成擠壓轉(zhuǎn)換域;Arnaud等同樣獲得了該區(qū)多條斷裂120～100Ma期間的走滑年齡,暗示了西昆侖及鄰區(qū)在此區(qū)間的抬升應(yīng)被走滑斷裂所控制。另外,康西瓦斷裂以南地區(qū)出露零星的這一峰值區(qū)間的侵入體年齡,其徑跡峰值對熱事件也應(yīng)當(dāng)有所反映。峰值P5區(qū)間為57～79Ma,相當(dāng)于晚白堊世—古新世,WK-1、3、9和WK-11獲得此區(qū)間峰值。在印度板塊與歐亞板塊的初始碰撞的影響下,喀喇昆侖-南羌塘亞地體出露大量80～55Ma的俯沖型花崗巖4,,大量的變形礦物顯示在此區(qū)間發(fā)生過自南而北的逆沖剪切作用,但是塔西南地層表現(xiàn)為連續(xù)整合的接觸關(guān)系,表明此時并沒有發(fā)生劇烈的抬升、剝蝕作用。這些指示在西昆侖北麓新生代沉積物中的鋯石裂變徑跡年齡峰值P5主要來自更南邊的喀喇昆侖-南羌塘亞地體,印度板塊與歐亞板塊的初始俯沖碰撞呈由南向北減弱的趨勢。峰值P4區(qū)間為47～33Ma,晚始新世—早漸新世,WK-1、2、3、5、9和WK-10共6個樣品有此區(qū)間峰值。此峰值區(qū)間和印度板塊與歐亞板塊的最終碰撞時限吻合,表現(xiàn)為西昆侖山前斷裂系在>46Ma時開始活動。奧依塔格輝長質(zhì)糜棱巖多硅白云母的K-Ar年齡為37.3～36.6Ma,表明在此區(qū)間西昆侖發(fā)生了強烈的逆沖擴展的事件。幾乎不見這一時期的巖漿活動,說明抬升作用是該期峰值的主要影響因子,但古近紀(jì)西昆侖主體仍是海灣,推測剝蝕區(qū)可能仍在西昆侖以南的喀喇昆侖、甜水海一帶。峰值P3區(qū)間為24～18Ma,WK-0、4、5、9獲得此區(qū)間峰值,屬晚漸新世—早中新世,在這一時間段,西昆侖開始強烈的南北向縮短,并且西昆侖山前結(jié)束海相沉積歷史,柯克亞盆地的地層主要以礫巖和長石砂巖為主,陸緣碎屑增多1,為擠壓環(huán)境下的前陸盆地沉積特征,表明蝕源區(qū)已經(jīng)向北擴展到西昆侖地體。喀喇昆侖斷裂在27～20Ma發(fā)生大規(guī)模的高溫右旋剪切活動,并有構(gòu)造誘發(fā)花崗巖產(chǎn)出。Sobel和Dumitm對西昆侖山前阿爾塔什、庫孜拉夫、烏依塔格三地的中新生代剖面作過碎屑磷灰石裂變徑跡研究,3個剖面都有20Ma左右的峰值年齡,并且和庫地石英二長花崗巖的鋯石裂變徑跡年齡((20±2)Ma)非常接近,指出約20Ma代表了西昆侖的一次地殼的劇烈加厚。西昆侖南北地體、喀喇昆侖-甜水海地體都有此峰值區(qū)間的裂變徑跡記錄,表明西昆侖此次抬升具有整體性。峰值P2區(qū)間為13～9Ma,為中新世中期,兩件樣品獲得該峰值區(qū)間年齡,一為WK-5的12.3Ma,一為WK-11的9.2Ma。其中,WK-11的9.2Ma明顯小于實際地層年齡,為重置年齡,但重置顆粒僅占樣品所測碎屑顆?？倲?shù)的5.9%,顯示發(fā)生重置相對輕微。西昆侖南坡巴顏喀拉地塊在10Ma發(fā)育多個花崗巖體,記錄了西昆侖東段巖石圈拆沉引起的康西瓦斷裂、阿爾金斷裂強烈走滑,其與塔什庫爾干11～12Ma的花崗巖東西呼應(yīng)。而這一時期喀喇昆侖斷裂再次右旋剪切,暗示東西走滑在此次抬升中的重要作用。公格爾山片麻巖石榴石中的獨居石包體電子探針測年記錄了西昆侖地區(qū)(帕米爾東北部)在大約9Ma的一次地殼加厚;塔什庫爾干黑云母花崗巖的黑云母40Ar/39Ar測年指示了約11Ma的一次快速冷卻作用;普魯花崗巖體的磷灰石裂變徑跡研究顯示在9～8Ma發(fā)生了抬升事件,這些都是此次抬升的代表性事件。峰值P1(4.7Ma以來)代表上新世以來,該峰值區(qū)間年齡來自WK-5和WK-10,后者為重置年齡。西昆侖地體僅分布少量規(guī)模極小的斷層誘發(fā)性火山巖,表面熱事件對峰值年齡的影響有限;而阿圖什組和西域組磨拉石的快速沉積是此次快速抬升剝露最直接的證據(jù),其具體的抬升特征將利用柯克亞連續(xù)沉積剖面作詳細(xì)闡述。上述表明,就碎屑鋯石裂變徑跡年齡角度而言,西昆侖造山帶及鄰區(qū)中生代以來共經(jīng)歷了8個階段的抬升剝露或者構(gòu)造熱事件,但是二者對各個峰值年齡的影響強弱不同,峰值P8、P5主要受熱事件影響,而P6、P4、P3、P2、P1主要為抬升剝露控制,P7的主控因素不明顯,詳細(xì)分析見表2?？傮w而言,西昆侖山前碎屑鋯石的裂變徑跡峰值年齡記錄是階段性抬升剝露和構(gòu)造熱事件共同作用的結(jié)果,而每個峰值基本上都有伴隨的抬升剝露與熱事件證據(jù),基本都伴隨了區(qū)域性斷裂的活動,碎屑鋯石裂變徑跡年齡峰值對了解西昆侖及其鄰區(qū)的區(qū)域構(gòu)造演化有重要意義。5.2開始沉積期u柯克亞剖面地層連續(xù),樣品采集5件,加上柯克亞吾斯塘河現(xiàn)代河流樣品共6件,樣品采集的地層年齡大約從6Ma到現(xiàn)在,為我們研究這一時期西昆侖的抬升提供了很好的條件。由表1和圖3可見,柯克亞剖面裂變徑跡年齡峰值顆粒數(shù)明顯地表現(xiàn)出兩種特征,WK-1、WK-2和WK-3年老的峰值較多,都在30Ma以上,均值年齡分別為135.7、130.3和147.3Ma,非常相近,最年輕峰值呈逐漸變老的趨勢;而WK-4、WK-5和WK-0年輕的峰值較多,都包含了晚漸新世以來的峰值年齡,均值年齡明顯小了許多,最年輕峰值呈由老到新的變化趨勢。WK-0的最年輕峰值為4.7Ma,也為柯克亞剖面最年輕峰值,這一年齡正好與阿圖什組底界年齡(4.6Ma)相近,阿圖什組的底部為細(xì)礫巖,沉積物粒度整體開始變粗,沉積厚度巨大,而下伏烏恰群以砂、泥巖為主,反映阿圖什組開始沉積后,源區(qū)剝蝕速率明顯加快。和田縣喀什塔什鄉(xiāng)中新統(tǒng)烏恰群帕爾布拉克組與阿圖什組呈微小的角度不整合接觸,因此,4.7Ma可能相當(dāng)于西昆侖地區(qū)大規(guī)模強烈抬升剝露的開始時間。從表1和圖4a可以看出,WK-4的最年輕峰值年齡迅速減小,WK-3的46.8Ma迅速減小到WK-4的21.7Ma,相應(yīng)的滯后年齡也由WK-3的43.2Ma迅速減小到WK-4的19.5Ma,并且樣品的均值年齡明顯降低,這表明在這段時間內(nèi)西昆侖及鄰區(qū)的剝露速率明顯加快,并且3.6Ma為這次快速剝露的一個轉(zhuǎn)折點。而這次快速的剝露可能就發(fā)生在WK-3的沉積年齡(3.6Ma)和WK-4的沉積年齡(2.2Ma)之間,與西域組巨厚的復(fù)成分礫巖很好地對應(yīng)。就阿圖什組和西域組的礫石組成而言,阿圖什的主要為沉積巖,只是在頂部才反映出少許片麻巖,而西域組的片麻巖和花崗巖逐漸增多,西域礫巖頂部花崗巖已達20%;并且,巖層傾向從阿圖什底部的70°到西域組頂部的近10°,反映在阿圖什組與西域組沉積區(qū)間內(nèi)西昆侖及鄰區(qū)存在快速抬升剝露。裂變徑跡最年輕峰值在3.6Ma的轉(zhuǎn)折與阿圖什組頂部片麻巖出現(xiàn)時代相近,聯(lián)系北昆侖地體大量古元古界片麻巖基底,可能暗示在約3.6Ma時北西昆侖地體基底抬升至地表;3.6Ma后再沒有峰值P5(79～57Ma)出現(xiàn),前面已經(jīng)論述了P5的主要物源區(qū)為喀喇昆侖-甜水海地體,可能暗示了在3.6Ma左右西昆侖地體(及西昆侖山)已經(jīng)有了一定的高度,阻擋了更南邊水流,與西域礫巖的近緣快速堆積特點相符。另外,WK-1、WK-2和WK-3均值年齡相近而整體較老,WK-4、WK-5和WK-0的均值年齡年輕而不一致(圖4b)。WK-0與WK-1到WK-5的沉積不存在連續(xù)性,除去WK-0的干擾,顯示均值年齡在WK-1、WK-2和WK-3非常相近,指示這一時期的西昆侖造山帶及鄰區(qū)徑跡年齡分布幾乎沒有變化,峰值新老皆有,無規(guī)律分布;WK-3、WK-4和WK-5的均值年齡由老到新迅速下降,老峰值逐步被新峰值取代,顯示了西昆侖造山帶及鄰區(qū)的徑跡年齡儲備由多樣向一致、由無規(guī)律向年輕化的發(fā)展趨勢?，F(xiàn)今西昆侖山及鄰區(qū)的基巖徑跡年齡基本上都小于25Ma。WK-3、WK-4和WK-5之間有6～3.6Ma的時限間隔,并且4.7Ma后還是快速抬升時期,均值年齡和年齡分布特征仍十分相似,可能是西昆侖及鄰區(qū)早期各巖片的差異性抬升的遺跡,經(jīng)過3.6～2.2Ma的快速剝露之后,裂變徑跡年齡向一致化、年輕化演化,年齡差異性迅速減弱,可能系整體抬升所致。6新世以來的升降證據(jù)本文通過對西昆侖北山山前的碎屑鋯石裂變徑跡年代學(xué)分析,綜合西昆侖造山帶的巖石學(xué)、沉積學(xué)特征,將裂變徑跡年齡峰值劃分為8個階段:P1—4.7Ma以來;P2—13～9Ma;P3—24～18Ma;P4—47～33Ma;P5—79～57Ma;P6—131～103Ma;P7—185～180Ma;P8—267～235Ma。這種階段性裂變徑跡年代學(xué)記錄直接受控于西昆侖的抬升剝露和熱事件,更深層次的機制有待討論。晚古生代以來西昆侖及鄰區(qū)遭受了多期構(gòu)造變動的影響代表性事件如下:古特提斯洋于晚古生代開始擠壓俯沖,并在晚三疊世完成碰撞;早、中侏羅世是古特提斯洋后碰撞造山和新特提斯洋開始俯沖的時期;早白堊世,岡底斯陸塊向歐亞大陸板塊碰撞拼貼、班公湖-怒江新特提斯洋封閉[27,47,48,27,47,48];晚白堊世—古新世,印度板塊開始向歐亞大陸俯沖碰撞;40Ma左右,新特提斯洋完全閉合,印度板塊與歐亞板塊碰撞完成,是二者碰撞的高峰期;早中新世,控制我國大陸環(huán)境的氣候系統(tǒng)也開始由行星風(fēng)系為主導(dǎo)向季風(fēng)風(fēng)系轉(zhuǎn)變;晚中新世以來的抬升證據(jù)更多。不難看出,古特提斯洋、新特提斯洋在如此窄的地域范圍內(nèi)經(jīng)歷了多期強烈的構(gòu)造變動,而碎屑鋯石的各個年齡峰值與西昆侖及鄰區(qū)的區(qū)劃域構(gòu)造事件能較好地耦合(表2),并伴隨響應(yīng)的區(qū)域性斷裂的強烈活動,暗示多期裂變徑跡年齡峰值記錄與該區(qū)受多次強裂構(gòu)造變動影響有關(guān)。西昆侖的形成受控于古特提斯洋的閉合,其形成后南部的各個地體依次向北拼貼。晚二疊世后,北昆侖地體不再有海洋環(huán)境;侏羅紀(jì),南昆侖地體、甜水海-北羌塘亞地體轉(zhuǎn)為陸相沉積;白堊紀(jì),喀喇昆侖-南羌塘亞地體由海相向濱海相轉(zhuǎn)變,這種由北向南依次成陸與地體的拼貼很好地對應(yīng)。如前所述,自晚白堊世印度板塊開始向歐亞大陸俯沖碰撞以來,蝕源區(qū)伴隨區(qū)域性事件階段性抬升不斷向北擴展,從沉積學(xué)上確立了西昆侖階段性抬升剝露與西昆侖及鄰區(qū)演化存在相關(guān)性。另外,由于板塊邊界逐漸南移,西昆侖造山帶及鄰區(qū)分布大量的侵入體和火山巖,并且花崗巖體分布總體上呈現(xiàn)由北往南逐漸變新的特點,指示西昆侖及鄰區(qū)熱事件與板塊運動的相關(guān)性。因此,西昆侖及鄰區(qū)的多期次構(gòu)造變動控制了該區(qū)抬升剝露與熱事件,并在裂變徑跡年齡峰值上表現(xiàn)出來。對于青藏高原新生代的抬升一直有眾多不同的爭論,階段性抬升已成為主要觀點。鐘大賚和丁林結(jié)合喜馬拉雅東構(gòu)造結(jié)的裂變徑跡數(shù)據(jù)及其他構(gòu)造年代學(xué)信息,將高原的隆升分為45～38、25～17、13～8和3Ma至今4個階段。本文將印度板塊與歐亞板塊初始碰撞以來西昆侖及鄰區(qū)的抬升事件劃分為4個強烈的抬升階段(47～33、24～18、13～9和4.7Ma至今),與鐘大賚和丁林的劃分方案的抬升區(qū)間比較吻合。上述表明,自印度板塊與歐亞大陸碰撞以來喜馬拉雅東西構(gòu)造結(jié)階段性抬升具有相似性,也反映了青藏高原自印度板塊與歐亞大陸碰撞以來經(jīng)歷了相似的階段性抬升。青藏高原的最后一次強烈抬升的時間一直是爭論的焦點,目前較主流的認(rèn)識有兩種,一種認(rèn)為青藏高原在8Ma已經(jīng)達到最大高度,而后在伸展剝露條件下有所降低;另一種則認(rèn)為最大抬升發(fā)生在晚上新世至更新世。本文的碎屑鋯石裂變徑跡數(shù)據(jù)顯示西昆侖最后一次強烈抬升始于4.7Ma,3