论文摘要
太原西山向斜地处吕梁复式背斜东翼中段,对其中-新生代隆升演化时限及过程的认识,是探讨吕梁山脉隆升演化的有机组成部分,也是理解太原西山向斜区域以及周缘构造地质演化的基础,同时还是探索华北克拉通破坏以及后期演化在表壳体现的重要问题。过去,对太原西山向斜地区的研究主要集中于煤田地质学、构造形态学、狐偃山碱性偏碱性杂岩体的岩石学、地球化学以及来自邻区的有限热年代学数据等方面,缺乏对于本区直接的热年代学演化研究。裂变径迹作为目前较为成熟的一种低温热年代学方法,可以很好地反映出表壳的构造演化史。本次研究中,以裂变径迹热年代学为理论基础,从山体（剥蚀区）的角度,采用年龄-高差法、热史模拟法等,在综合分析总结太原西山向斜及邻区区域地质演化的前提下,通过对采自向斜两翼不同时代的6件岩石样品,进行裂变径迹热年代学测试,获得磷灰石以及锆石裂变径迹年龄共8个。初步探讨本区的隆升时间、期次以及幅度,反演盖层厚度等问题,并得出如下主要结论:1、向斜西翼北段白家滩附近的顶、底部2件霍山砂岩样品,获得裂变径迹中值年龄分别为:398±48Ma（SL-Z）、291±21Ma（BJT-Z）、49±6Ma（BJT-A）;分析样品最大埋深仍处于锆石的部分退火带范围内,结合本区现存地层最大厚度,推断本层位在地史时期中所处最深位置下限约3.63km;其中,仅BJT-A,P（x2）>0,其平均封闭径迹长度为10.8±2.3μm,径迹长度直方图显示为较宽的单峰分布,反映样品处于磷灰石裂变径迹部分退火带时间较长;热史模拟显示,本段200Ma～120Ma处于隆升阶段,平均隆升速率约为O.01mm/y;约120Ma～80Ma,基本处于恒温带;80Ma～20Ma,发生明显抬升,平均隆升速率约为0.012mm/y;20Ma～0Ma,发生快速抬升,平均隆升速率约为0.105mm/y。2、向斜西翼南段的狐偃山碱性偏碱性二长岩体顶、底部2件二长岩,获得裂变径迹中值年龄分别为:64±6Ma（HY-A）、62±7Ma（XY-A）、112±7Ma（HY-Z）、105士5Ma（XY-Z）;HY-A、XY-A,P（x2）均≥5%,平均封闭径迹长度分别为12.4±1.9μm、11.6±2.9μm,反映样品在磷灰石裂变径迹部分退火带滞留时间较长;HY-Z、XY-Z,其P（x2）均<5%,表明此时岩体就位于锆石裂变径迹部分退火带内,对应深度约为3.16km～7.37km;热史模拟显示,约90Ma～80Ma,岩体整体抬升,平均隆升速率约为0.149mm/y;80Ma～20Ma,平均隆升速率约为0.005 mm/y;其中年龄-高差法得出,在62±7Ma～64±6期间,狐偃山岩体的平均隆升速率约为 0.442mm/y;20Ma～0Ma,平均隆升速率约为0.088mm/y。3、向斜西翼南段山西组WJG-Z,中值年龄为236±19Ma,P（x2）=0,单颗粒年龄过于分散,所得年龄值为一混合年龄,说明样品经历部分退火作用,最大埋深下限约为3.16km～7.37km。4、综合所得裂变径迹年龄数据及热史模拟研究结果,认为西翼北段在200Ma～120Ma处于隆升阶段;约104Ma～119Ma,南段样品所在二长岩体上侵,但并未对西翼北段产生影响;约90Ma～80Ma,二长岩体就位后西翼南段发生明显快速隆升,此时西翼北段显示几乎位于恒温带,该时间段可能代表西山向斜构造格局的开始;约80Ma～20Ma,研究区西翼南、北段整体抬升,且平均隆升速率介于0.005～0.012mm/y;约20Ma～0Ma,西翼整体发生快速抬升,平均隆升速率介于0.088～0.105mm/y。最终形成西翼较陡的形态。始于20Ma的快速隆升同时也是对整个吕梁山地区隆升的响应;5、WJG-Z结合北段已有2#煤变质级别资料,可推断出在地史时期WJG砂岩所处最大埋深下限可能为3.16km。结合本区实际地层沉积情况,本区的地层可能至少沉积至T3y,甚至可能达侏罗纪上统,而后本区进入全面构造运动活跃期,岩体上侵,隆升剥蚀剧烈。