青藏高原古近纪-新近纪地层分区与序列及其对隆升的响应

在系统查阅1996～2008年中国地质调查局在青藏高原完成的177幅1:25万地质填图和前人已发表的新生代地层资料的基础上,划分出青藏高原及邻区古近纪-新近纪残留盆地共98个,归属为南疆-西昆仑、柴达木-祁连-西秦岭、羌塘-川西、扬子西缘、冈底斯-喜马拉雅-恒河共5个地层区,进一步细分为13个地层分区.通过对各个地层分区的残留盆地类型、形成构造背景、各分区内的岩石地层序列及其沉积特征、地层接触关系、时代确定依据与沉积演化过程的描述,将青藏高原新生代的隆升及其沉积响应划分为3大阶段、8个亚阶段:一是俯冲碰撞隆升阶段(65～34Ma),含3个亚阶段:(1)65～56Ma:印度与欧亚板块初始碰撞,恒河前陆盆地和成都、塔里木压陷盆地形成.(2)56～45Ma:印度与欧亚板块碰撞高峰期,高原北部柴达木-可可西里-羌塘压陷盆地和东北缘的兰州-西宁压陷盆地形成.(3)45～34Ma:约40Ma左右藏南新特提斯残留海消亡,印度与欧亚板块全面完成碰撞;高原东缘走滑拉分盆地初始发育.约40Ma以来喜马拉雅沉积缺失,标志喜马拉雅初始隆升;约36Ma以来冈底斯带区域不整合面发育,标志冈底斯初始隆升.二是陆内汇聚挤压隆升阶段(34～13Ma),含3个亚阶段:(1)34～25Ma:沿冈底斯分布日贡拉砾岩,是冈底斯持续隆升的产物.高原东北缘出现临夏-循化新的压陷盆地.(2)25～20Ma:沿冈底斯带南缘广布大竹卡组砾岩.可可西里-沱沱河地区角度不整合面发育和盆地内的古近纪地层抬升变形,指示可可西里-沱沱河发生较大幅度隆升.约23Ma时塔里木海相沉积结束,高原及周边不整合面广布,标志高原整体隆升.(3)20～13Ma:高原内及周边大型盆地全面发展,盆内发育持续湖侵充填序列,高原及周边出现最大湖泊扩张期;高原东缘走滑拉分盆地发育进入鼎盛期.三是陆内均衡调整隆升阶段(13Ma以来),含2个亚阶段:(1)13～5Ma:喜马拉雅-冈底斯隆升到相当高度,使该带因东西向伸展而导致南-北向断陷盆地形成;约8Ma左右出现强的构造抬升剥露,8Ma之后高原及邻区大型湖泊进入湖退期.(2)5Ma以来:高原整体隆升;高原内和周缘盆地沉积萎缩.约3.5Ma高原周缘堆积巨砾岩.     

祁连山及邻区古-新近纪地层分区与构造-沉积演化

位于青藏高原东北缘的祁连山由一系列平行的山系及其山间盆地相间组成,其新生代山体隆升与盆地演化是关系到青藏高原隆升扩展乃至中国一二级阶梯地势形成的关键问题.本文以祁连山腹地及外围新生代沉积盆地为研究对象,综合考虑区域位置、盆地形成与演化等要素,基于不同盆地区域地层对比,进行动态地层区划,进而恢复祁连山地区构造-沉积演化过程.结果表明,古近纪早期(古-始新世)祁连山地区为一隆起带,南北两侧的柴达木盆地与酒泉盆地以及腹地兰州-西宁盆地独立演化;渐新世青藏高原隆升并向东北方向扩张逆冲,西秦岭北缘贵德-西宁-兰州-临夏压陷盆地形成,祁连山东部地区压陷盆地全面接受沉积,祁连山西部地区的南祁连古隆起与北祁连古隆起之间苏里盆地开始形成并接受沉积.中新世祁连山地区陆内挤压造山与盆地裂解,拉脊山、青海南山、积石山、六盘山等山体相继隆起,将古近纪统一大型压陷盆地分割为贵德、共和、青海湖、西宁、兰州、临夏及天水等盆地,分别归属新近纪贵德-西宁-兰州地层区中各地层分区,疏勒南山隆起将苏里盆地裂解为多个小盆地,同归新近纪苏里地层区.与此同时,南、北祁连开始向外逆冲扩展,柴达木盆地与酒泉盆地范围较古近纪缩小,且在盆地边缘形成次一级沉降中心,分属新近纪柴达木地层区和肃北-酒泉地层区.     

青藏高原新生代构造隆升阶段的时空格局

青藏高原不同部位低温热年代学记录、沉积记录和构造变形记录揭示出存在60~35,25~17,12~8Ma（藏南17~12Ma）和大约5Ma以来4个主要强构造隆升剥露阶段.除了藏南地区在17~12Ma发生藏南拆离系的活动及其所控制的高喜马拉雅结晶基底岩系的快速抬升剥露这一特殊情况外,青藏高原不同地区主要强构造隆升剥露阶段具有准同时性.几个强隆升剥露阶段对应于几个强构造变形活动时期,反映隆升剥露主要受构造动力控制.新生代以砾岩为代表的粗碎屑物的分布、前陆盆地或走滑拉分盆地的分布及其沉积充填、角度不整合的发育和地层间断缺失,以及受断裂控制的盆山地貌变迁和高原扩展与青藏高原几个强构造抬升剥露阶段也具有良好的匹配关系.本文还讨论了青藏高原作为地表隆升的高原形成过程,揭示高原的形成是随时间演变不断扩展的过程.     

再论雅鲁藏布江缝合带构造模型

作为欧亚与印度板块缝合线的雅江蛇绿岩带在野外并未发现统一的构造极性,岩石处于脆性一韧脆性变形和低绿片岩相变质作用;构造样式沿南北剖面上总体呈现对称状;两侧复理石建造与蛇绿岩套之间没有大型南北向剪切糜棱岩带;局部可直接观察到复理石与蛇绿岩深海沉积整合接触;许多“构造混杂岩”属于深水陡坡滑塌堆积;蛇绿岩带南北两侧的中生代一新生代沉积建造的沉积环境演变具有时间上的宏观对应性;蛇绿岩带常以狭窄的平行条带产出．此外,高喜马拉雅的基底岩石组合可与拉萨地块及羌塘基底进行宏观对比,但与印度陆块则有很大区别．上述地质特征暗示雅江蛇绿岩带属于部分洋壳化的弧后裂陷盆地．印度与欧亚板块的真正界线——新特提斯洋可能位于喜马拉雅南坡西瓦里克覆盖之下．新的构造演化框架是：晚三叠世起,新特提斯洋向北俯冲,高喜马拉雅陆弧被向南拉出,弧后盆地张开．晚侏罗至晚白垩世,弧后盆地陆续出现线状洋壳：其北侧形成冈底斯岩浆弧．从古新世早期起,弧后盆地塌缩,并伴随高喜马拉雅弧与欧亚碰撞而完全闭合．盆地内条带状新洋壳向南、北两侧小规模俯冲,沉积层褶皱冲断,形成构造混杂带,海相陆续消失．渐新世晚期至中新世中期,印度陆块与高喜马拉雅陆弧发生陆．弧碰撞,北侧发育冈底斯盖层林子宗火山岩系．中新世中期至今,高原南部地壳透入性变形缩短,区域性隆升,伴随藏南滑移系、穹窿作用和南北向裂谷发育,残留的雅江弧后洋壳整体出露．     

青藏地块区大地震迁移规律与未来主体活动区探讨

文中在总结中国大陆7级以上地震迁移循环特征和机理的基础上,重点对青藏地块区7级以上地震的时空迁移特征、机理及未来发展趋势进行了综合分析。结果表明:中国大陆区域性强震、大地震活动存在时间上的丛集性和空间上的分区、分带性,并在时、空上表现出迁移和循环的特征。在过去的100多年,存在由西向东、由南向北迁移循环的4个大地震丛集区域,每个区域的丛集时间约20a,1个完整轮回时间约80a,其机理与中国大陆最新构造活动主要受印度板块向N对亚欧板块的持续挤压、青藏高原绕喜马拉雅东构造结的顺时针旋转作用以及地球自转速度变化所造成的附加应力场的影响有关。自1900AD以来,青藏地块区经历了3个地震活动的丛集高潮期(也称为地震系列),即1920—1937年的海原-古浪地震系列、1947—1976年的察隅-当雄地震系列和1995年至今的昆仑-汶川地震系列(主体活动区为巴颜喀拉地块)。这3个地震系列主体活动区的迁移图像反映了青藏地块区构造活动从块体周缘边界构造带逐渐向内会聚、高原内部发生挤压隆升和向SE挤出等现今构造变形过程。分析表明,已经持续20余年的昆仑-汶川地震系列可能趋于结束,未来20a中国大陆7级大地震的主体活动区可能迁移到青藏地块区周缘的边界构造带上,重点是东部边界构造带(即广义的南北地震带),同时应关注北部柴达木地块边界带等区域的主干活动断裂中大地震空区、空段等孕震有利部位。     

鄂尔多斯高原演化及环境效应

通过鄂尔多斯盆地8.00Ma以来红粘土时空分布特征分析,红粘土沉积的地貌位置、与下覆地层接触关系、粒度特征分析,研究红粘土形成过程及环境背景:中新世晚期—上新世,鄂尔多斯地块已完成由盆地向高原转型,其明显的环境效应在地貌上表现为差异隆升造成的起伏地表,形成遭受风蚀的高地与接收红色粘土沉积的洼地.红粘土序列物质主要来源是风力携带的粉尘,以"覆盖式"披盖在原始地貌上.但是,降落在高地的粉尘在风力与水流作用下被搬运至洼地,不能象第四纪黄土粉尘那样沉降后基本覆盖在整个黄土高原,因此鄂尔多斯地区没有形成连续的红土高原,仅在当时的洼地保留有红粘土沉积.虽然在隆起高地没能保存红粘土,但由于红粘土断续分布在现今黄土高原地区,仍可认为在中新世晚期—上新世,有不连续的"红土高原"存在,红粘土在一定程度上修饰和改造了原始地貌.高原内部出现差异抬升,表现在北部白于山、中部子午岭以及南部渭北北山隆升.渭北北山北缘凹陷形成更早,成为红粘土沉积中心,朝那、灵台、旬邑地区都沉积了相对较厚的红粘土.第四纪以来高原北部干旱化加剧,黄土堆积加速形成黄土高原,晚更新世以来高原加速隆升侵蚀加剧,特别是造成了三门湖被切穿,侵蚀基准面降低,导致地下潜水面降低、河网密度加大、蒸发量增加,从而加剧了黄土高原地区干旱化的发展.因此鄂尔多斯高原隆升对区域环境产生巨大影响.     

柴达木盆地东部晚海西-印支期剥蚀量与隆升历史--多种古温标与沉积学证据的制约

柴达木盆地东部周缘造山带内保存有较完整的晚古生代-早中生代沉积记录,但盆地内至今仍未发现二叠系-三叠系.为探讨柴东地区二叠纪-三叠纪有无沉积及隆升历史等关键地质问题,本文首先利用古温标法恢复晚海西-印支期剥蚀量,随后,通过物源分析法获得印支期柴东北缘隆升的沉积学证据.结果表明,印支运动前,柴东地区残留石炭系顶界面埋深普遍超过2500m,晚海西-印支期剥蚀量为2100~4300m,剥蚀量从南往北逐渐减小.柴东地区曾沉积了2000~3000m的二叠系-三叠系,随后被整体剥蚀.晚二叠世以来,随着古特提斯洋往北俯冲,盆地周缘开始隆升.早三叠世柴东北缘经历了一次快速隆升,先期的多套沉积地层与结晶基底被迅速剥蚀并为宗务隆南缘的隆务河群砾岩沉积提供物源.中三叠世海水往北和往东退出研究区.晚三叠世,松潘-甘孜地体强烈碰撞挤压使得东昆仑-柴达木地体下地壳显著缩短和增厚,柴东地区被整体抬升,并且形成了南高北低的古地貌格局,在古气候与水系作用下,二叠系-三叠系与部分石炭系被全部剥蚀并搬运至宗务隆、南祁连及松潘-甘孜一带.     

2008年3月21日于田7.4级地震的发震构造初探

2008年3月21日06时33分,新疆和田地区发生MS7.4地震,震中位于35.77°N,81.43°E,震源深度19km,距于田县城约110km,距和田市约215km.地震发生在西昆仑地震带和阿尔金地震带交汇区,塔里木盆地南部,靠近西昆仑山区边缘部分;震中位于西昆仑山中的阿什库勒盆地,附近存在新近纪火山活动,平均海拔高度5000m,属人烟稀少地区.     

由重力场的时空分布研究青藏地区地壳及其运动

基于地壳均衡及圆柱体受热模型原理，求出莫氏面起伏及上地幔异常密度分布，并推测了喜马拉雅的相对隆起及其动力机制；由残余大地水准面的分布及底层加温的热对流假设，探讨了青藏地区和我国中部地壳运动的力源问题；此外阐述了根据多期重复重力测量，可以检测出高原的隆起和断层活动     

若尔盖盆地及周缘褶皱造山带地壳结构—深地震测深结果

松潘-甘孜地块位于青藏高原东北部、由近东西向构造向近南北向构造转折的部位,若尔盖盆地位于该地块核心。利用近期在该区域完成的深地震测深结果,建立了若尔盖盆地及周缘褶皱造山带地壳结构模型,对若尔盖盆地基底结构、性质,若尔盖高原盆地与周缘褶皱造山带构造关系,青藏高原东北缘地壳形变增厚、壳内解耦松弛进行了研究。结果表明：若尔盖盆地近地表三叠纪岩层为高致密（2.65-2.75g·cm^-3）和高速度（约5.6km·s^-1）介质岩性,形成了特殊的“中生代基底”构造;松潘。甘孜地块在青藏高原隆升、物质东流以及周缘稳定地块的阻挡过程中被改造为相对稳定的若尔盖高原盆地和盆地周缘更为活动的褶皱造山两类不同地壳结构性质的构造单元;青藏高原东北部的地壳增厚、壳内解耦主要发生中下地壳,这种壳内以低速为主、多反射界面结构特征在若尔盖盆地周缘褶皱带造山带更为明显,突出了褶皱造山构造区域中下地壳内部经历了更为强烈的构造形变;若尔盖盆地及南北两侧褶皱造山带地壳厚度约50km,未发现“山根”构造,推测在褶皱造山后期,青藏高原地壳东流物质在周边刚性地块阻挡下围绕东构造结、沿着相对松弛的南侧方向顺时针转向流出,其结果使若尔盖盆地周缘褶皱造山带经历了强烈的伸展构造作用。     

昆仑Ms8.1地震前青藏块体边界水平形变的关联性与机制

青藏块体被誉为中国大陆地球动力学系统中的一把"活塞".研究涉及的青藏块体边界,主要指青藏块体东北缘的甘宁青地区(33°～42°N,93°～108°E)和块体东缘的川滇地区(22°～34°N,95°～109°E).前者在大地构造上属于青藏、新疆和华北三大亚板块交界地带,区内NWW-NW向和NEE向的大型构造边界断裂(祁连山-海原断裂、东昆仑-西秦岭断裂、阿尔金断裂)、NNW向断裂以及由这些断裂分割而成的诸多构造单元,形成了本区断隆山地和断陷盆地相间的构造格局;后者属于青藏与华南亚板块交界地带,本区NW-NNW向和近SN向的大型构造边界断裂(甘孜-玉树断裂、鲜水河断裂、安宁河-则木河-小江断裂、金沙江-红河断裂等),NE向的龙门山断裂、剑川-丽江-小金河断裂等,以及由这些断裂围限、分割而成的川滇菱形块体与次级构造单元,构成了本区复杂的活动构造系统.这两个构造区域的共同特点是被深大断裂交错切割、地貌反差强烈,是地壳物质最易变形和流动、构造运动极其强烈的地区.但这两个区域构造环境又有很大差异,青藏块体东北缘离印度板块-欧亚板块碰撞边界较远,其构造运动主要受控于印度板块北推作用产生的NE向挤压构造应力场;而川滇块体则位于印度板块-欧亚板块碰撞带东端阿萨姆顶点附近,其构造运动主要受控于阿萨姆顶点的NNE向楔入和沿缅甸弧的NNE向侧向挤压作用.     

塔里木盆地古生代中央隆起带古构造地貌及其对沉积相发育分布的制约

通过古隆起地貌恢复、不整合分布样式及沉积相等研究,揭示了塔里木盆地中央隆起带古生代重要发育期的古构造地貌特征及其对沉积相发育分布的控制作用．中奥陶世末至晚奥陶世早期的中央隆起带是由和田河古隆起、和田河东古隆起、塔中古隆起及巴楚古斜坡等组成的、具有复杂古构造地貌的大型古隆起一古斜坡带,总体由西向东倾没;可划分出高隆带、断隆平台、古隆边缘斜坡或坡折带、陆棚斜坡或低凸起带、陆架坡折带及深海盆地或平原等古地貌单元．它们对沉积古地理的发育具有重要控制作用,古隆起边缘斜坡．坡折带往往控制着构成重要储层的台缘礁、滩等高能沉积相带的发育和分布．晚奥陶世晚期盆地东南缘强烈隆起,塔中古隆起东段随之隆升并由东向西掀斜,形成由东向西倾沿的鼻状古隆起带．早志留世和晚泥盆至早石炭世盆地中北部的古构造地貌由原来的东低西高转为北东高、西南低;可划分出强烈剥蚀高隆带、古隆边缘斜坡带、坳陷边缘缓斜坡带及坳陷带等古构造地貌单元．构造隆起末期沿古隆起边缘斜坡至坳陷边缘发育的低位及海侵体系域可形成重要的储集体．古隆起地貌与盆内多个不整合的分布样式具有密切关系．从古隆起区向坳陷区可划分出高隆区的不整合复合带、古隆起斜坡边缘的削蚀不整合三角带和超覆不整合三角带、古斜坡与坳陷区过渡的微角度或平行不整合带以及坳陷内的整合带．削蚀不整合和上超不整合三角带可形成重要的地层圈闭,是有利的大型岩性地层油气藏的发育带．     

南秦岭大巴山和米仓山-汉南穹隆中生代隆升幅度

确定大陆造山带在地质时期的隆升幅度对认识大陆造山过程、动力学机制,以及气候环境变化等问题具有重要的科学意义.秦岭造山带是中国大陆主要造山带之一,对其隆升过程的认识是理解中国,乃至东亚大陆构造格局及深部动力学的关键.研究表明,南秦岭造山带大巴山和米仓山-汉南穹隆在中生代发生隆起,但是,隆起的幅度缺乏定量约束.文章基于四川盆地北缘中生代山前盆地沉积数据,通过模拟岩石圈挠曲变形,获得南秦岭造山带大巴山和米仓山-汉南穹隆中生代山体隆升量及相应的山前盆地岩石圈有效弹性厚度(T_e).结果显示,大巴山和米仓山-汉南穹隆在中侏罗世和早白垩世分别隆升了~1220和~880m.山体的现今高程是在此基础上于新生代继承性构造隆升的结果.不同构造单元隆升时限和幅度的差异表明南秦岭造山带中生代和新生代的隆升进程和驱动机制是不同的:中生代隆升受控于自东向西的华北-华南陆块汇聚,新生代隆升则由西南-东北向的印度板块对欧亚大陆的挤压驱动.四川盆地北缘从中侏罗世到早白垩世岩石圈强度发生了弱化,T_e由73km减小为57km,其机制可能源于山体作用下的挠曲应力加载.     

晚新生代六盘山隆升过程初探

通过对六盘山地区山麓剥蚀面上的红层和陇东盆地的红黏土剖面古地磁测年及地貌地层学研究,发现红层或红黏土均形成于约8.1MaBP,指示了晚白垩世以来形成的夷平面在此时被断裂错开,发育终止,六盘山开始隆升:在约5.2MaBP时再次小规模隆升,堆积相应的细砾沉积,并随后剥蚀形成山麓剥蚀面:到约3.8MaBP,六盘山大规模加速隆起,河流急剧下切,河湖相沉积结束,典型风成红黏土沉积出现.六盘山的隆起过程可较好地与青藏高原及周边山地的隆起过程相对比,它应是青藏高原隆升的响应.     

河西走廊北部合黎山南缘断裂晚第四纪滑动速率及其对青藏高原向北东扩展的响应

合黎山南缘断裂是位于河西走廊盆地北侧的控盆断裂,断裂以挤压逆冲为主要活动方式,合黎山的地貌隆升伴随着断裂的活动.断裂分段与地貌分段有完全的一致性,说明合黎山隆升的主要构造作用方式是断层作用.     

阿尔金断裂中段晚新生代走滑过程的沉积响应

通过阿尔金断裂中段晚新生代盆地的沉积特征和构造变形过程的野外观测和室内分析, 建立了阿尔金断裂中段晚新生代的沉积序列; 并根据盆地断裂-沉积-古地貌的恢复, 推断晚新生代阿尔金断裂至少经历了3期走滑作用过程. 通过晚第三纪沉积体错移和盆地形成与演化过程的复原分析, 提出了阿尔金断裂晚新生代以来80~100 km左旋走滑位错的地质新证据.     

青藏高原东南缘的新生代盆地古高度重建研究与进展

掌握青藏高原的高程演化历史对检验高原边界的变形机制和理解深部地球动力学具有重要意义。文中对青藏高原东南缘的囊谦盆地、贡觉盆地、芒康盆地、黎明-剑川-兰坪盆地、洱源盆地、怒河盆地和岔科-小龙潭盆地等不同区域的典型新生代盆地的古高度重建研究成果进行了系统梳理、总结以及部分重新计算后,恢复了青藏高原东南缘新生代隆升过程的时空分布历史,讨论了青藏高原东南缘新生代期间的主要隆升阶段与幅度。综合分析表明,青藏高原东南缘北段—中段地区存在始新世—渐新世准高原,而南段地区的地势相对较低。中新世期间,南段地区呈现出差异化的隆升趋势。在此基础上,文中进一步定量化约束了高原东南缘新生代的隆升过程,为青藏高原东南缘构造、地貌演化的动力学机制探讨提供制约。     

吉隆盆地周缘构造变形特征及藏南拆离系启动年龄

藏南吉隆盆地位于喜马拉雅造山带内部,是藏南拆离系（STDS）和南北向裂谷交汇地区.该区自南而北可划分为5个构造-岩石单元：（1）高喜马拉雅岩系;（2）STDS大型剪切带;（3）特提斯喜马拉雅岩系;（4）晚新生带盆地,如吉隆、沃马盆地等;（5）马拉山穹隆构造期次可以划分为4期：（a）特提斯喜马拉雅和高喜马拉雅中均有残留的早期向南的逆冲构造;（b）STDS自南向北的伸展滑脱,与该运动相关的正断层形成新生代盆地的早期控制构造,盆地间断块掀斜方式指示北向滑脱运动;（c）东西向伸展作用形成南北向正断层,控制盆地东部边界;（d）晚期垮塌作用.来自STDS同构造花岗岩SHRIMPU-Pb年龄显示STDS主期活动时代约为26Ma,而其启动年龄可能早于36Ma.     

阿尔金断裂及其区域意义

在前人工作成果的基础上,经多次野外考察和室内综合研究,认为参加“活断层比较研究”的阿尔金断裂,对高原与盆地的地貌、构造、地震等均有明显控制作用。单个断层破碎带宽约1.5公里,受几个新活动破裂面切错,常形成数个断错台阶。这里古地震遗迹丰富,断错山脊、水系明显。第三纪末期,断层性质由逆冲转化为走滑为主,对古亚洲的形成和高原的整体隆升起了至为重要的作用。     

中国油气晚期成藏特征

印度板块与欧亚板块强烈的陆-陆碰撞及其持续挤压效应, 导致亚洲大陆在新生代发生了广泛的构造运动, 黄汲清称之为喜马拉雅运动. 喜马拉雅运动期是中国沉积盆地的主要发育与定型期,也是油气藏的主要形成期与“定位”期. 中国目前发现了366个大中型油气田, 其中的212个是在新近纪-第四纪成藏, 其比例达68.2%. 油气晚期成藏受喜马拉雅运动的期次、性质、方式与强度等的制约, 主要发生在渤海低凸起区、渤海湾陆上断-拗区、大庆长垣带、西部前陆冲断带、西部构造掀斜区、塔里木克拉通古隆起、川东断褶带与柴东生物气区等8个地区, 它们的油气成藏各具特色. 这些地区是今后中国油气勘探的主要领域. 其勘探潜力巨大, 前景广阔.