本文基于系统收集的天山及北部中亚区域磷灰石裂变径迹年龄、 U-Th/He年龄和裂变径迹长度数据,通过频度分析和年龄分阶段插值分析,综合刻画了天山和中亚地区中新生代的岩石快速冷却事件的时空差异。结合不同阶段不同区域构造变形的表现,探讨了天山地区不同阶段不同区段岩石快速冷却事件与不同板块边界动力之间的联系。结果显示,天山地区主要经历了晚三叠世、晚侏罗世—早白垩世、晚白垩世—古新世、新生代中晚期4次快速冷却事件。晚三叠世的快速冷却主要分布于天山西段,反映逆冲断层活动引起的岩石抬升剥露,受控于西部图兰(Turan)地体与古亚洲大陆的碰撞。晚侏罗世—早白垩世的快速冷却主要分布于西部的吉尔吉斯天山和东部的东天山地区,均表现为逆冲断层活动引起的岩石抬升剥露。其中西部吉尔吉斯天山的逆冲抬升主要受控于南部的拉萨地体与古亚洲大陆碰撞的远程效应,而东天山主要受控于北部蒙古—鄂霍茨克洋主体闭合的远程效应。晚白垩世—古新世的快速冷却主要为沿大型断裂分布的热冷却事件。其中,西部吉尔吉斯天山、中国西天山和东部东天山南部的觉罗塔格地区,断裂活动引发的快速冷却事件主要发生在晚白垩世晚期—古新世,受控于Kohistan-Dras等岛弧的增生拼贴和最后的印度与欧亚大陆的碰撞,而东天山北部哈尔里克山,右旋转换伸展断裂导致的快速热冷却事件主要发生在相对较早的晚白垩世中期,与北部蒙古—鄂霍茨克造山带后碰撞伸展塌陷事件同步。新生代中晚期的快速冷却主要表现在帕米尔及其以北的天山西段,反映为印度与欧亚板块碰撞后高原崛起向北扩展导致的陆内强烈挤压的远程效应。总之,天山造山带不同区段中新生代不同阶段的岩石快速冷却事件是南部特提斯构造域多块体碰撞和北部蒙古—鄂霍茨克构造域洋盆闭合以及其后的后碰撞伸展塌陷等板块边界动力远程效应综合影响的结果。

拉萨地体位于青藏高原南部,是全球地壳厚度最大的区域之一。然而,拉萨地体地壳增厚的时间和过程仍存在一定争议。锆石的微量元素特征受控于锆石与其他微量元素载体矿物之间的共生关系,即不同矿物的分配系数不同,因此,锆石微量元素可用于定量重建地壳厚度。本研究对来自中拉萨地体当惹雍措地区的岩浆岩和沉积岩中的锆石开展了U-Pb年代学和微量元素地球化学研究。利用锆石的Eu异常对地壳厚度进行定量重建,结果显示,中拉萨地体在侏罗纪至新近纪期间,经历了两次地壳减薄(150~130和85~65 Ma)和两次地壳增厚(130~85和65~15 Ma)事件。在150~130 Ma期间,中拉萨地体地壳减薄主要与班公湖—怒江洋的板片回撤有关。在130~85 Ma期间,由于新特提斯洋向北俯冲和班公湖—怒江洋向南俯冲,中拉萨地体发生了地壳增厚。在85~65 Ma期间,新特提斯洋的板片回撤和弧后拉张导致中拉萨地体再次发生地壳减薄。在65~15 Ma,印度与亚欧板块的碰撞和后续挤压作用,导致中拉萨地体地壳再次加厚。

汾渭地堑中、深层地热资源较富集,但其成因机制不明。为了更有效地勘探开发这些资源,首先必须弄清楚其形成的地质背景和热聚敛成因。在前人研究成果的基础上,综合分析了汾渭地堑构造演化与动力学背景,深部热构造特征,源、通、储、盖条件,并探讨了其热聚敛机制。印度-欧亚板块碰撞的远程效应形成了汾渭地堑新生代伸展拉张作用;软流圈底辟上涌,上地幔热隆起,莫霍面和居里面抬升,中、浅层低速高导体形成,地壳拉张减薄,固态剪切脆-韧性变形是中、深层地热资源形成的基础。新生代强烈的伸展拉张和特殊的构造格局是有利的控热构造,地幔传导热是目标热储最根本的动态热源,埋藏较浅的上地幔内和壳内的低速高导层是良好的导热体和热能汇集中心,是中、深层热储的直接热源和震源层,切割较深并在新生代具有强烈活动的边山断裂和控盆断裂具有良好的导热功能,是良好的导热构造和释热构造;夹有孔隙极为发育的火山岩的厚层状新生代松散沉积物,具有良好的阻热保温效果,是优质的热盖层。发育韧性剪切变形的变质基底不仅是干热岩型地热资源(固热能)的目标层,也是浅层水热型地热资源良好的热源层。源、通、储、盖四位一体的高效热聚敛地热系统促进了优质中、深层地热资源的形成和富集。