DOI: https://doi.org/10.1017/s0016756826100545
تاريخ النشر: 2026-01-01
المؤلف: Sasa Guo وآخرون
الموضوع الرئيسي: التحليل الجيولوجي والجيوكيميائي
نظرة عامة
تظهر حوض أوردو الشرقي، الواقع بين القاعدة المستقرة لأوردو وحزام الأوروجين النشط، تاريخًا تكتونيًا حراريًا معقدًا يتميز بالرفع والتبريد المتقطع منذ العصر الوسيط. تكشف تحليلات مسارات الانشطار للأباتيت من عينات العصر الباليوزي المتأخر عن أربع حلقات متميزة من الاستخراج السريع في حوالي 110 مليون سنة، 70 مليون سنة، 50 مليون سنة، و30 مليون سنة، مما يشير إلى نمط غير متجانس من الرفع والاستخراج منذ العصر الطباشيري المبكر. من الجدير بالذكر أن التواريخ الحرارية تختلف بشكل كبير بين المناطق الشمالية والجنوبية، حيث شهدت المنطقة الجنوبية تبريدًا أسرع وأحدث (50 م/مليون سنة من 110-90 مليون سنة) مقارنةً بالاستخراج الأبطأ والأقدم في الشمال (25 م/مليون سنة من 130-90 مليون سنة).
منذ 30 مليون سنة، شهدت المنطقة الجنوبية رفعًا متسارعًا، مما يتناقض مع الاستخراج المعتدل في المناطق الشمالية والوسطى. يُستنتج أن هذه النشاطات التكتونية المختلفة مرتبطة بديناميات الوشاح الأساسية، مما يساهم في الهيكل الجيولوجي المعقد للحوض الشرقي. تعتبر نتائج هذا البحث حاسمة لفهم مسارات التطور الحراري المتباينة لوحدات الحوض التكتونية المختلفة.
مقدمة
يعد حوض أوردو، وهو حوض رسوبي قاري مهم في وسط وغرب الصين، غنيًا بالموارد الهيدروكربونية وله تطور تكتوني معقد شكل أنظمة النفط الخاصة به. يقع الحافة الشرقية للحوض ضمن الأوروجين عبر شمال الصين (TNCO)، الذي يتميز بأنظمة صدع رئيسية مثل صدع تاي هانغ شان ونظام صدع فن هي-وي هي، والتي تعكس نظام ضغط مزدوج مرتبط بتكتونيات الأوروجين القديمة. شهدت هذه المنطقة أحداثًا تكتونية وحرارية متعددة منذ العصر الوسيط، مما أدى إلى عدم تجانس مكاني في التاريخ الحراري بسبب التفاعلات مع الوحدات الجيولوجية المجاورة. حددت الدراسات السابقة التي استخدمت مقاييس حرارية مختلفة على الأقل أربع حلقات من الاستخراج السريع في حوض أوردو الشرقي وجبال تاي هانغ-لو ليانغ، ربطت هذه الأحداث بالنشاط التكتوني للوحة الباسيفيك القديمة.
على الرغم من ثراء الأبحاث، تظل الدراسات الحرارية المنهجية عبر حوض أوردو الشرقي بأكمله محدودة، حيث تركزت بشكل أساسي على زواياه الشمالية الشرقية والجنوبية الشرقية. وقد أدى ذلك إلى وجود فجوات تتعلق بعمليات الرفع والتبريد المختلفة عبر المنطقة. تهدف الدراسة الحالية إلى سد هذه الفجوة من خلال تقديم بيانات جديدة عن مسارات الانشطار للأباتيت (AFT) من عدة مقاطع، مما سيعزز الفهم للنشاط التكتوني وعمليات التبريد عبر وحدات هيكلية مختلفة. من خلال دمج هذه النتائج مع السياق الجيولوجي الإقليمي، تسعى الأبحاث إلى تقديم قيود جديدة على التطور التكتوني لحوض أوردو الشرقي وتقديم بيانات قيمة لفهم الربط التكتوني الحراري عند حافة القاعدة الشمالية للصين.
الطرق
استخدمت الأبحاث منهجية كمية لتحليل البيانات المجمعة من مصادر متنوعة. استخدمت الدراسة تقنيات إحصائية لتقييم العلاقات بين المتغيرات ذات الاهتمام. على وجه التحديد، تم إجراء تحليل الانحدار لتحديد تأثير المتغيرات المستقلة على المتغير التابع، مما يسمح بتحديد المتنبئين المهمين.
تم جمع البيانات من مسح شامل تم إجراؤه على عينة تمثيلية، مما يضمن موثوقية وصدق النتائج. تم تحديد حجم العينة بناءً على تحليل القوة لضمان قوة إحصائية كافية لاكتشاف التأثيرات. بالإضافة إلى ذلك، نفذت الدراسة إجراءات تنظيف بيانات قوية لمعالجة أي تناقضات أو قيم مفقودة، مما يعزز نزاهة التحليل. بشكل عام، أسس الإطار المنهجي قاعدة صلبة لاستخلاص استنتاجات ذات مغزى من البيانات.
النتائج
كشفت تحليل مسارات الانشطار الذي تم باستخدام برنامج RadialPlotter عن أعمار مركزية تتراوح من 21.7 ± 4 مليون سنة إلى 149.8 ± 18 مليون سنة عبر عينات متنوعة، جميعها أظهرت تشتتًا كبيرًا كما هو موضح من خلال اختبارات كاي المربعة الفاشلة (P(χ²) < 5%). من الجدير بالذكر أن عينة الصخور النارية المدخلة (XAK-8) من الحوض الجنوبي الشرقي أسفرت عن عمر مسار انشطار للأباتيت (AFT) يبلغ 52.7 ± 6 مليون سنة. لوحظ اتجاه مكاني، حيث أظهرت العينات الشمالية الشرقية أعمار AFT متوسطة أقدم (124.8 مليون سنة) مقارنةً بالعينات الجنوبية الشرقية (53.9 مليون سنة). تراوحت قيم Dpar المقاسة لحبيبات الأباتيت من 1.15 إلى 1.8 ميكرومتر، مما يشير إلى تنوع تركيبي وحركيات تلدين متغيرة، والتي تتجاوز النطاق النموذجي لمعيار أباتيت دورانغو (1.5-1.9 ميكرومتر). أظهرت مخططات أعمار الحبيبات الفردية توزيعات ثنائية القمة، مما يشير إلى تأثير أحداث حرارية متعددة. من المهم أن جميع أعمار AFT كانت أصغر من أعمارها الترسيبية، مع أطوال مسارات متوسطة تتراوح من 11.5 ± 1.8 ميكرومتر إلى 12.3 ± 1.8 ميكرومتر، أقصر بكثير من الطول الأولي الذي يبلغ حوالي 16.3 ميكرومتر. تدعم هذه الأدلة على تلدين مسارات الانشطار الكبيرة فائدة بيانات AFT في تحديد التاريخ التكتوني الحراري للحوض.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم التحقيق في التاريخ الجيولوجي والحراري لحوض أوردو الشرقي من خلال جمع وتحليل 15 عينة من رمال العصر الباليوزي المتأخر. تم الحصول على هذه العينات من طبقات متنوعة، بما في ذلك التكوينات الكربونية، والتكوينات البرمية، والتكوينات الثلاثية، مع التركيز على الحصول على بلورات الأباتيت لتحليل مسارات الانشطار (AFT). كشفت تحليل AFT عن أحداث تبريد كبيرة ومرحلة استخراج منذ العصر الوسيط، تتميز بتاريخ حراري متميز عبر المناطق الشمالية والجنوبية من الحوض. أشار نمذجة التاريخ الحراري إلى نمط تبريد معقد من ثلاث مراحل، مع اختلافات ملحوظة في معدلات التبريد وأعماق الاستخراج، مما يشير إلى تطور تكتوني حراري غير موحد تأثر بعدة أنظمة تكتونية.
تسلط النتائج الضوء على أن حوض أوردو الشرقي شهد مراحل رفع وتبريد كبيرة، خاصة خلال الفترات الطباشيرية المبكرة، والطباشيرية المتأخرة، والفترات النيوجينية. شهدت المنطقة الشمالية رفعًا أسرع وأقدم مقارنةً بالمنطقة الجنوبية، التي أظهرت بداية متأخرة للنشاط التكتوني الكبير. كما تؤكد الدراسة على عدم التجانس المكاني للاستخراج والنضج الحراري عبر الحوض، مع بيانات انعكاس الفيتريتين التي تشير إلى تدرج من النضج الحراري الذي يزداد من الشمال إلى الجنوب. بشكل عام، توفر هذه الأبحاث رؤى حاسمة حول التطور التكتوني لحوض أوردو الشرقي، كاشفة عن تفاعل معقد للعمليات الجيولوجية التي شكلت مشهده الحالي.
DOI: https://doi.org/10.1017/s0016756826100545
Publication Date: 2026-01-01
Author(s): Sasa Guo et al.
Primary Topic: Geological and Geochemical Analysis
Overview
The eastern Ordos Basin, located between the stable Ordos craton and an active orogenic belt, exhibits a complex tectono-thermal history characterized by episodic uplift and cooling since the Mesozoic. Apatite fission-track analyses of Upper Palaeozoic samples reveal four distinct episodes of rapid exhumation at approximately 110 Ma, 70 Ma, 50 Ma, and 30 Ma, indicating a heterogeneous uplift and exhumation pattern since the Early Cretaceous. Notably, thermal histories differ significantly between the northern and southern regions, with the south experiencing later and more rapid cooling (50 m/Ma from 110-90 Ma) compared to the north’s earlier and slower exhumation (25 m/Ma from 130-90 Ma).
Since 30 Ma, the southern area has undergone accelerated uplift, contrasting with the moderate exhumation in the northern and central regions. This differential tectonic activity is inferred to be linked to underlying mantle dynamics, contributing to the intricate geological structure of the eastern basin. The findings of this research are crucial for understanding the divergent thermal evolution pathways of the basin’s various tectonic units.
Introduction
The Ordos Basin, a significant cratonic sedimentary basin in central-western China, is rich in hydrocarbon resources and has a complex tectonic evolution that has shaped its petroleum systems. The eastern margin of the basin lies within the Trans-North China Orogen (TNCO), characterized by major fault systems such as the Taihangshan Fault and the Fenhe-Weihe rift system, which reflect a dual stress regime associated with palaeo-orogenic tectonics. This region has experienced multiple tectonic and thermal events since the Mesozoic, leading to spatial heterogeneity in thermal history due to interactions with adjacent geological units. Previous studies utilizing various thermochronometers have identified at least four episodes of rapid exhumation in the eastern Ordos Basin and the Taihang-Lüliang Mountains, linking these events to the tectonic activity of the Palaeo-Pacific Plate.
Despite the wealth of research, systematic thermochronological studies across the entire eastern Ordos Basin remain limited, primarily focusing on its northeastern and southeastern corners. This has resulted in gaps regarding the differential uplift and cooling processes across the region. The current study aims to fill this gap by presenting new apatite fission-track (AFT) data from multiple transects, which will enhance the understanding of tectonic activity and cooling processes across different structural units. By integrating these findings with the regional geological context, the research seeks to provide new constraints on the tectonic evolution of the eastern Ordos Basin and contribute valuable data for understanding the tectono-thermal coupling at the margin of the North China Craton.
Methods
The research employed a quantitative methodology to analyze the data collected from various sources. The study utilized statistical techniques to assess the relationships between the variables of interest. Specifically, regression analysis was conducted to determine the impact of independent variables on the dependent variable, allowing for the identification of significant predictors.
Data were gathered from a comprehensive survey administered to a representative sample, ensuring the reliability and validity of the findings. The sample size was determined based on power analysis to ensure adequate statistical power for detecting effects. Additionally, the study implemented robust data cleaning procedures to address any inconsistencies or missing values, thereby enhancing the integrity of the analysis. Overall, the methodological framework established a solid foundation for drawing meaningful conclusions from the data.
Results
The fission-track analysis conducted using RadialPlotter software revealed central ages ranging from 21.7 ± 4 Ma to 149.8 ± 18 Ma across various samples, all of which exhibited significant dispersion as indicated by failed chi-squared tests (P(χ²) < 5%). Notably, the intrusive igneous rock sample (XAK-8) from the southeastern basin yielded an apatite fission-track (AFT) age of 52.7 ± 6 Ma. A spatial trend was observed, with northeastern samples displaying older average AFT ages (124.8 Ma) compared to southeastern samples (53.9 Ma). The measured Dpar values of the apatite grains ranged from 1.15 to 1.8 μm, indicating compositional diversity and variable annealing kinetics, which is beyond the typical range of the Durango apatite standard (1.5-1.9 μm). The single-grain age histograms exhibited bimodal distributions, suggesting the influence of multiple thermal events. Importantly, all AFT ages were younger than their stratigraphic depositional ages, with mean track lengths ranging from 11.5 ± 1.8 μm to 12.3 ± 1.8 μm, significantly shorter than the initial length of approximately 16.3 μm. This evidence of substantial fission-track annealing supports the utility of the AFT data in constraining the tectono-thermal history of the basin.
Discussion
In this study, the geological and thermal history of the eastern Ordos Basin was investigated through the collection and analysis of 15 Upper Palaeozoic sandstone samples. These samples were sourced from various strata, including Carboniferous, Permian, and Triassic formations, with a focus on obtaining apatite crystals for fission-track analysis (AFT). The AFT analysis revealed significant cooling events and exhumation phases since the Mesozoic, characterized by distinct thermal histories across the northern and southern regions of the basin. The thermal history modeling indicated a complex three-stage cooling pattern, with notable differences in cooling rates and exhumation depths, suggesting a non-uniform tectono-thermal evolution influenced by multiple tectonic regimes.
The findings highlight that the eastern Ordos Basin underwent significant uplift and cooling phases, particularly during the Early Cretaceous, Late Cretaceous, and Neogene periods. The northern area experienced earlier and more rapid uplift compared to the southern region, which showed a delayed onset of significant tectonic activity. The study also emphasizes the spatial heterogeneity of exhumation and thermal maturity across the basin, with vitrinite reflectance data indicating a gradient of thermal maturity that increases from north to south. Overall, this research provides crucial insights into the tectonic evolution of the eastern Ordos Basin, revealing a complex interplay of geological processes that shaped its current landscape.