Meso-Cenozoic tectonic events in the Helanshan Tectonic Belt and its adjacent areas: Constraints from unconformity and fission track data

贺兰山构造带及邻区的构造属性长期以来存在争议，确定该地区中新生代的构造事件及隆升过程是了解这一重要陆内变形带动力学机制的关键所在。本文采用不整合面分析法和低温热年代学方法，综合分析探讨了贺兰山构造带及邻区中新生代的构造事件及其构造演化过程。通过对该地区的野外地质调查，本次在中-新生代地层中由底到顶识别出6个不同类型的不整合面，它们分别是：（1）T2-3/P平行不整合面；（2）J/AnJ角度不整合面-微角度不整合面；（3）K1/AnK1高角度不整合面；（4）E3q/AnE3；（5）N1/AnN1；（6）Q/AnQ。在T3d3、J2y和K1变形前锋，可见与逆冲-褶皱造山带相关的同构造沉积生长地层，其在形态上表现为超覆、削截，在黄草滩等地局部与倒转背斜相伴生。这些不整合和生长地层是构造活动的直接证据。本次研究对采自该地区的12件样品分别进行了磷灰石、锆石裂变径迹测年及热史模拟分析。结果表明，裂变径迹年龄主要分布在4个区间，对应地质时代分别为中侏罗世-晚侏罗世（168~159Ma）、早白垩世末（139~91Ma）、晚白垩世末（79~66Ma）、始新世（59~50Ma），反映出该地区在这4个时期发生了明显的冷却抬升事件，且这4期构造事件与野外观察到的地质特征有很好的地质响应。同时，热史模拟表明该地区整体上经历了晚侏罗世、早白垩世、晚白垩世末-始新世3期快速隆升事件。综合研究表明，该地区主体逆冲褶皱的时间是从中侏罗世开始，早白垩世末构造运动最强烈，新生代又有所活动。