[發明專利]利用磷灰石裂變徑跡測年確定脆性斷層活動時限的方法

在審

• 申請號: 201610985031.6
• 申請日: 2016-10-31
• 公開（公告）號: CN108020862A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發明（設計）人: 高洪雷;張松;孔維豪;田明明
• 申請（專利權）人: 核工業北京地質研究院
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

本發明屬于構造熱年代學領域，具體涉及一種利用磷灰石裂變徑跡測年確定脆性斷層活動時限的方法。包括以下步驟：步驟一、區域構造解析；步驟二、野外樣品采集；步驟三、實驗數據分析；步驟四、斷層活動時間判定；步驟五、冷卻史模擬；步驟六、區域地質資料綜合利用，再次驗證斷層活動時間。該發明成果拓展了構造熱年代學應用在地學研究中的范圍，探討了利用磷灰石裂變徑跡低溫測年技術約束脆性斷裂活動時限的可能性，并取得了良好的成果，為斷層年代學限定提供了一種新的方法。

技術領域

本發明屬于構造熱年代學領域，具體涉及一種利用磷灰石裂變徑跡測年確定脆性斷層活動時限的方法。

背景技術

確定斷層的活動年齡，特別是最后一次活動的年齡，是目前地震地質、工程地質、環境地質工作者十分關注的問題。

脆性斷層的年代學是當今國內外地質學研究的一個難點，運用裂變徑跡測年手段來約束斷層，尤其是約束脆性斷層的活動時限，迄今少有論及。

裂變徑跡技術從80年代末以來在地學研究中得到較廣泛的應用，它特別適用于對缺乏有效沉積記錄地區的低溫構造演化分析。利用不同礦物封閉溫度的差異、裂變徑跡的長度特征，結合其它同位素和數字模擬技術，可精細地反演構造域的熱構造歷史，即探討構造演化過程與相應溫度間的變化關系，建立時間-溫度演化軌跡；利用礦物裂變徑跡特征進行上地殼構造隆升、剝蝕時代的年代學研究，如確認造山帶和盆地隆升、沉降和反轉等大型構造事件發生時代，估算構造塊體隆升速率和差異位移等。

利用磷灰石裂變徑跡低溫測年技術，輔助以樣品磷灰石裂變徑跡冷卻史模擬分析，可以直接對地質體不同性質斷裂活動的時間進行約束。鑒于磷灰石裂變徑跡對低溫特殊的敏感性與反映溫度區間的局限性，利用該方法約束斷裂時限時，需注意包括野外采樣等多個環節，需要結合大量的區域地質資料綜合分析，必要時要輔助以其他同位素測年手段進行綜合約束，以獲得斷裂活動的可靠信息。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種利用磷灰石裂變徑跡測年確定脆性斷層活動時限的方法，為高放廢物處置庫的地殼穩定性評價提供年代學資料。

為解決上述技術問題，本發明一種利用磷灰石裂變徑跡測年確定脆性斷層活動時限的方法，包括以下步驟：

步驟一、區域構造解析，通過區域構造解析，獲取研究區地層時代劃分、巖漿巖侵入期次、大地構造單元、地球動力學背景、斷層活動資料，尤其是斷層活動的期次與性質，確定具體要研究的斷層；

步驟二、野外樣品采集，在具體要研究的斷層采集樣品，樣品要包括上盤樣品，下盤樣品和斷層帶樣品；

步驟三、實驗數據分析，通過對磷灰石樣品測試所取得的數據進行分析，詳細掌握樣品的的冷卻年齡與徑跡分布特征信息；

步驟四、斷層活動時間判定，通過對斷層性質的判定，與斷層上下兩盤與步驟三中的樣品的的冷卻年齡與徑跡分布特征信息，初步確定斷層可能活動的時間；

步驟五、冷卻史模擬，通過對樣品徑跡年齡與徑跡長度進行溫度時間模擬，反演所有樣品t-T(溫度-時間)演化軌跡，驗證步驟四中的斷層活動時間是否正確；

步驟六、區域地質資料綜合利用，再次驗證斷層活動時間。

所述步驟二中，在采集構造帶樣品時,避開大規模的構造復雜帶，而在相對簡單的主斷層派生的次級構造帶上篩選，能夠確保構造巖與具體斷層活動的匹配關系。

所述步驟二中，在采集構造帶樣品時,選取一定數量的未經變形改造的圍巖樣品，在構造帶兩側的不同時代未變形地層連續采樣。

所述步驟二中，在采集構造帶樣品時,避開大規模巖漿侵位、熱液活動集中、大規模礦床的構造熱事件集中的區域連續采樣。

所述步驟一中，包括以下子步驟：