黄河兰州谷地新构造运动的初步研究

通过分析新构造运动在黄河兰州谷地的表现,证明自上新世末以来本区新构造运动强烈,相继发生过3次主要构造事件,制约和影响黄河兰州谷地的形成、发育及环境演变。新构造运动以脉动式整体抬升和差异式断块运动的方式活动,使本区自2.4Ma以来上升约800m。由于特定的地貌位置和特殊的区域地质构造,本区新构造运动完全受制于青藏高原阶段性强烈隆起。     

青藏高原新生代隆升研究现状

新生代青藏高原的隆升过程倍受世界关注。国内外学者从不同角度围绕青藏高原成为统一整体(印度-欧亚碰撞)的时限、隆升阶段性和空间差异性、青藏高原作为高海拔高原形成的时间、青藏高原隆升的动力机制等重大事件进行了深入的研究。对印度板块-欧亚板块的碰撞时间存在70Ma、65Ma、55Ma、50Ma、45Ma和40～34Ma等多种观点。印度板块与欧亚板块碰撞不是在某个时间点完成的,其碰撞持续时间约10～15Ma。碰撞方式存在由西向东迁移、由东向西迁移等多种观点。青藏高原的隆升过程具有强烈的时空差异性。青藏高原新生代隆升阶段存在多种划分方案,流行的有3阶段、4阶段和5阶段强隆升过程。青藏高原作为高海拔高原形成的时间可归纳为约3.6Ma以来、13～8Ma、26～20Ma、40～35Ma和55～45Ma 5类观点。青藏高原的形成机制模型存在较大分歧,流行的模式可分为碰撞、俯冲、挤出和拆沉-板片断离4类。青藏高原多阶段隆升及构造-岩浆演化造就了高原复杂多样的大陆成矿作用。高原隆升与环境和气候演变具耦合关系。     

鄂尔多斯盆地东北部差异隆升过程裂变径迹分析

基于磷灰石裂变径迹(AFT)的分析方法,探讨鄂尔多斯盆地东北缘差异隆升过程及其隆升强度,为鄂尔多斯盆地东北缘(晋西挠摺带府谷—吴堡区段)构造演化历史及其与多种能源矿产耦合关系提供新的认识。不同构造单元及其不同层系样品的AFT分析表明:研究区北段府谷—兴县地区构造抬升相对较早,且经历了白垩纪晚期(86~56Ma)和古近纪(44~37 Ma)两次隆升过程,平均隆升速率分别为24.5 m/Ma和41.8 m/Ma;研究区中段紫金山地区抬升相对较晚,主控构造事件发生在晚白垩世末期—古近纪早期(68~56 Ma)和古近纪中晚期(35 Ma),平均隆升速率分别为48.8 m/Ma和49.2 m/Ma;研究区南段临县—吴堡地区抬升最晚(35~21 Ma),平均隆升速率为73.9 m/Ma。因此,鄂尔多斯盆地东北缘晚白垩世以来的差异隆升过程具有北段抬升早、中段抬升相对较晚和南段抬升更晚的特点,南北区段统一的强烈构造抬升活动主要发生在古近纪以来的晚近时期,且构造隆升强度由南向北逐渐减弱。结合已有的成矿(藏)年代学资料分析表明,鄂尔多斯盆地东北缘关键构造事件及其隆升强度与多种矿产耦合成矿(藏)事件关系密切,构造事件与成藏(矿)事件呈现出显著的协同耦合特点。     

青藏高原新生代构造岩相古地理演化及其对构造隆升的响应

在系统分析青藏高原新生代98个残留盆地类型、形成构造背景、岩石地层序列的基础上, 对青藏高原古新世—始新世、渐新世、中新世及上新世构造岩相古地理演化特征进行了讨论: (1)古新世—始新世: 松潘—甘孜和冈底斯带为大面积构造隆起蚀源区.塔里木东部、柴达木、羌塘、可可西里地区主体表现为大面积的构造压陷湖盆-冲泛平原沉积.高原西部和南部为新特提斯海.(2)渐新世: 冈底斯—喜马拉雅和喀喇昆仑大范围沉积缺失, 指示上述地区大面积隆升.沿雅江自东向西古河形成(大竹卡砾岩).西昆仑和松潘—甘孜地区仍为隆起蚀源区.塔里木、柴达木、羌塘、可可西里地区主体表现为大面积构造压陷湖盆沉积.塔里木西南部为压陷盆地滨浅海沉积.渐新世末塔里木海相沉积结束.(3)中新世: 约23 Ma时高原及周边不整合面广布, 标志高原整体隆升.塔里木、柴达木及西宁—兰州、羌塘、可可西里等地区主体表现为大面积的构造压陷湖盆沉积; 约18~13 Ma高原及周边出现中新世最大湖泊扩张期.约13~10 Ma期间, 藏南南北向断陷盆地形成, 是高原隆升到足够高度开始垮塌的标志.(4)上新世: 除可可西里—羌塘、塔里木、柴达木等少数大型湖盆外, 大部分地区为隆起剥蚀区.由于上新世的持续隆升和强烈的断裂活动, 使大型盆地的基底抬升被分割为小盆地, 湖相沉积显著萎缩, 进入巨砾岩堆积期, 是高原整体隆升的响应.高原从古近纪的东高西低格局, 经历了新近纪全区的不均衡隆升和坳陷, 最终铸就了西高东低的地貌格局, 青藏作为一个统一的高原发生了重大的地貌反转事件.      

关于晚新生代准1.2Ma周期构造气候旋回

构造气候旋回的理论要点是构造作用驱动气候变化,因而不同于Milankovitch冰期气候旋回,但两者又都是受地球轨道要素控制的。本文主要根据青藏高原和黄土高原的晚新生代地质记录,以磁性地层为时间标尺,以黄道倾斜(ε)最大变幅位置为模式年龄,划分最近8Ma的准1.2Ma周期构造气候旋回的主旋回层,即MTC₇、MTC₆、MTC₅、MTC₄、MTC₃、MTC₂、MTC₁、MTC₀,它们的界线年龄分别为7.3、6.1、4.9、3.7、2.5、1.3和0.2MaBP。在此基础上,分析了青藏高原构造隆升和黄土高原风尘沉积各自显示的准1.2Ma周期的演变特征,表明它们之间具有构造驱动气候的因果关系。文中还探讨了最近7.3MaBP的古环境变迁,获得了有关晚新生代东亚季风形成演变和环境分异是在轨道气候旋回背景下受构造气候旋回控制的新认识。      

青藏高原的形成和隆升机制综述

青藏高原的形成和降升问题是十分复杂的热点问题,受到了全球地质学者的普遍关注。高原的形成是印度板块和欧亚板块碰撞挤压导致地壳增厚、挤压抬升、地面剥蚀均衡和深部热作用的共同结果。目前青藏高原隆升过程是多阶段、非均一、隆升速率由慢到快、更新世（约3Ma）以来进入快速隆升期的认识日趋达成共识,但在隆升机制方面存在着多种模式（三阶段模式、叠加压扁热动力模式、拆沉模式、陆内俯冲模式和人隆升模式等）。随着来自地质、地球物理和地球化学等方面的资料积累、测量仪器精度的提高以及数学模拟方法的改进,以高原的形成和隆升机制将会有更为合理的解释。     

The Uplift of the Longmenshan Thrust Belt and Subsidence of the West Sichuan Foreland Basin

Based on fission track dating of apatite, and measurement of vitrinite reflectance of rock samples from the Longmenshan (Longmen Mountain)area and the West Sichuan foreland basin and computer modelling it is concluded that (l)the Songpan-Garze fold belt has uplifted at least by 3-4 km with an uplift rate of no less than 0.3-0.4 mm/a since 10 Ma B.P.; (2) the Longmenshan thrust nappe belt has uplifted at least by 5-6 km with an uplift rate of more than 0.5- 0.6 mm /a since 10 Ma B.P.; (3) the Longmenshan detachment belt has uplifted by 1 - 2 km at a rate of 0.016-0.032 mm/a since 60 Ma B.P.; (4) the West Sichuan foreland basin has uplifted by 1.7-3 km at a rate of 0.028-0.05 mm/a since 60 Ma B.P.; (5) the uplift rate of the area on the west side of the Beichuan-Yingxiu-Xiaoguanzi fault for the last 10 Ma is 40 times as much as that on its east side; (6) the uplifting of the the Songpan - Garze fold belt and the subsidence of the West Sichuan foreland basin 60 Ma ago exhibit a mirro-image correlation, i.e     

青藏高原的现今地壳活动性

古近纪以来,印度板块与欧亚大陆的碰撞和持续的俯冲作用,造成了青藏高原强烈的陆内变形,引起了古造山带的复活;同时也使高原前陆盆地和内部的一些中小型盆地内数百米至数千米厚的新生代地层发生褶皱和冲断,遍布全区的逆冲推覆构造、走滑断裂和活动褶皱,在区域性的北东-南西向的构造应力作用下,导致高原地壳缩短加厚和整体向东滑移。高原的抬升是整体地、间歇性地、不均速地隆升。它经历了古近纪缓慢抬升一新近纪末至更新世快速抬升一全新世地壳振荡运动频繁的三个阶段。自7Ma至今,青藏高原累计抬高了3000～3500m,喜马拉雅山从古地中海崛起以来,至少上升了5000m。现代地热、地震发生,至今没有停止活动。     

天津滨海地区G2孔磁性地层年代及其构造指示

建立可靠的地层年代标尺对于研究滨海地区晚新生代沉积物记录的沉积环境变化、新构造运动及古气候演化具有重要意义。对位于天津滨海地区迄今所获得的最长的全取心钻孔G2(深1226m)进行了详细的磁性地层学研究,在此基础上探讨了该孔年代地层划分及其区域构造意义。结果表明,G2孔的底界年龄约为8.5Ma。其中,1226~658m为晚中新世,属馆陶组上部,658~303m属上新世明化镇组,303m以上属第四纪马棚口组、佟楼组、塘沽组和天津组,全新统天津组底界深度为19.4m。G2孔包含2个沉积速率较高(大于200m/Ma)的时期,分别为8.5~6.43Ma和3.58~3.03Ma。这2个时期与晚中新世以来青藏高原的扩展隆升在时间上有很好的可比性,指示高原隆升可能对华北地区的沉积和构造演化有重要影响。     

川西南甘洛地区中—新生代构造沉降史分析及对铅锌保存的约束

本文通过碎屑岩磷灰石、锆石裂变径迹和炭质泥岩镜质体反射率相结合的办法,重建了甘洛地区中—新生代的构造沉降史,进而探讨了构造沉降史对铅锌保存状态的约束。研究表明:晚三叠世,甘孜-理塘洋盆和西秦岭地区洋盆的闭合作用导致研究区变为前陆环境,并开始迅速接受陆相沉积,埋深迅速增加,增幅达7.6km;晚三叠世至古近纪,甘洛地区经历过多次抬升-沉降作用,总体表现为缓慢抬升,平均抬升速率不高于32.7m/Ma;新近纪,甘洛地区快速差异隆升北部抬升速率高于南部,25.5~10.3Ma期间,平均抬升速度超过295m/Ma;在6Ma至今,平均抬升速率超过667m/Ma。快速隆升过程早于川南马边地区和临沧地区,而明显晚于攀西地区,这在一定程度上支持了青藏高原东部边界晚新生代以来幕式抬升及分步向外扩展的观点。构造沉降史结果表明成矿后的深埋藏作用对原生铅锌矿具有重要的保存作用,并影响到现今矿体的就位深度。     

祁连山地区河流阶地与第四纪构造隆升

祁连山及邻区河流阶地系列是反映区域构造隆升的重要地貌标志。对祁连山地区东北部的沙沟河、西北部的洪水坝河、东南部的黄河共和段及渭河陇西段、东部的黄河兰州段河流阶地进行了阶地抬升幅度、年代对比研究,分析了祁连山及邻区第四纪构造隆升的特点及其对青藏高原隆升的响应。研究表明,1.6Ma以来祁连山及邻区至少存在5期构造活动,即1.6Ma左右的第1期构造活动;1.2~0.6Ma的第2期构造活动,包括1.2Ma、0.8Ma、0.6Ma的次一期构造活动;0.45~0.25Ma的第3期构造活动;0.2~0.08Ma的第4期构造活动,包括0.15Ma、0.1Ma次一期构造活动;0.08Ma以来的第5期构造活动。祁连山及邻区在第1、2、4、5期构造活动中表现为同步抬升,第3期不同区域抬升时间存在差异。在构造活动强度方面,1.2~0.6Ma(第2期)祁连山东部活动较强,0.45~0.25Ma(第3期)构造活动强度表现为北部强于南部,在北部表现为由西向东不断增强,0.2Ma以来在南、北方向上表现为构造活动强度沿着北东方向减弱,在东、西方向上表现为祁连山西北部的构造活动明显强于东北部。祁连山及邻区东部1.80Ma以来平均抬升速率为0.25mm/a,平均抬升了450m左右,粗略计算2.6Ma以来该区域抬升了600m左右。祁连山及邻区西部河流阶地反映的构造抬升强于东部,据此推断,第四纪以来祁连山及邻区西部抬升或超过600m。     

青藏高原中新世构造岩相古地理

系统分析青藏高原新生代中新世50余个沉积盆地的类型、构造背景、岩石地层序列,对青藏高原中新世构造岩相古地理演化特征进行分析和探讨。中新世,青藏高原海相沉积已经全面退出,全部转为陆相沉积,约23Ma时高原及周边不整合面广布,标志高原整体隆升。塔里木、柴达木及西宁-兰州、羌塘、可可西里等地区主体表现为大面积的构造压陷湖盆沉积。约17.2Ma左右,阿尔金山显著隆升,使柴达木盆地西叉沟一带再无生物礁灰岩出现,且在盆地西部出现了短暂的沉积间断。这一时期,柴达木盆地西部开始进入湖退期,而东南部则快速湖进;同时,大约17.7Ma索尔库里山间盆地初始凹陷形成。另外,高原腹地五道梁-沱沱河盆地受南部唐古拉山的挤压抬升,在16Ma左右结束了五道梁组的沉积,在可可西里—唢呐湖一带则再次凹陷接受唢呐湖组沉积,形成高原腹地的大型压陷湖盆。13～10Ma期间,藏南南北向断陷盆地的形成,是高原隆升到足够高度开始垮塌的标志;约8Ma以来,高原东北部几乎所有湖盆均进入湖退期,普遍出现冲积扇、辫状河和水下扇砂砾岩堆积。     

Thermal Evolution of Plutons and Uplift Process of the Yanshan Orogenic Belt

Thermochronological dating was used to study the thermal evolution of the Mesozoic plutons and uplift history of the Yanshan orogenic belt. The results show that the cooling history of the plutons is complicated, corresponding to the inhomogeneous uplift process of the Yanshan orogenic belt. The Panshan granite cooled fast during 226.48-204.95 Ma at a rate of 10.22℃/Ma after its emplacement at a depth of about 10 km, and its fast uplift occurred in about 96-35 Ma at an average rate of 0.115 mm/a. The Wulingshan pluton cooled fast during 132-127.23 Ma at a rate of 94.34℃/Ma, and its rapid uplift occurred in 86-45 Ma at an average rate of 0.186 mm/a. The Yunmengshan granite cooled fast during 143-120.99 Ma at a rate of 19.51℃/Ma, and its rapid uplift occurred in 106-103.95 Ma and 20-0.0 Ma at a rate of 1.06 mm/a and 0.15 mm/a respectively. The Sihetang granite-gneiss uplifted rapidly since 13 Ma at an average rate of 0.256 mm/a. The Badaling granite uplifted rapidly since 6 Ma at an average rate of 0.5     

Sedimentary Evolution of the Qinghai–Tibet Plateau in Cenozoic and its Response to the Uplift of the Plateau

We have studied the evolution of the tectonic lithofacies paleogeography of Paleocene–Eocene, Oligocene, Miocene, and Pliocene of the Qinghai–Tibet Plateau by compiling data regarding the type, tectonic setting, and lithostratigraphic sequence of 98 remnant basins in the plateau area. Our results can be summarized as follows. (1) The Paleocene to Eocene is characterized by uplift and erosion in the Songpan–Garzê and Gangdisê belts, depression (lakes and pluvial plains) in eastern Tarim, Qaidam, Qiangtang, and Hoh Xil, and the Neo-Tethys Sea in the western and southern Qinghai–Tibet Plateau. (2) The Oligocene is characterized by uplift in the Gangdisê–Himalaya and Karakorum regions (marked by the absence of sedimentation), fluvial transport (originating eastward and flowing westward) in the Brahmaputra region (marked by the deposition of Dazhuka conglomerate), uplift and erosion in western Kunlun and Songpan–Garzê, and depression (lakes) in the Tarim, Qaidam, Qiangtang, and Hoh Xil. The Oligocene is further characterized by depressional littoral and neritic basins in southwestern Tarim, with marine facies deposition ceasing at the end of the Oligocene. (3) For the Miocene, a widespread regional unconformity (ca. 23 Ma) in and adjacent to the plateau indicates comprehensive uplift of the plateau. This period is characterized by depressions (lakes) in the Tarim, Qaidam, Xining–Nanzhou, Qiangtang, and Hoh Xil. Lacustrine facies deposition expanded to peak in and adjacent to the plateau ca. 18–13 Ma, and north–south fault basins formed in southern Tibet ca. 13–10 Ma. All of these features indicate that the plateau uplifted to its peak and began to collapse. (4) Uplift and erosion occurred during the Pliocene in most parts of the plateau, except in the Hoh Xil–Qiangtang, Tarim, and Qaidam.     

GEOMORPHIC EVIDENCES FOR CENOZOIC UPLIFT IN THE EASTERN MARGIN OF QINGHAI—TIBET PLATEAU

GEOMORPHIC EVIDENCES FOR CENOZOIC UPLIFT IN THE EASTERN MARGIN OF QINGHAI—TIBET PLATEAU     

玉龙—哈巴雪山断块差异隆升的基本特征及其地质灾害效应

青藏高原新生代以来的持续性、阶段性隆升是地球演化过程中重要的地质和环境事件。尤其是晚新生代以来的加速隆升,使青藏高原主体及其周缘地区成为中国大陆地貌的最高一级阶梯。笔者主要从新构造运动条件下青藏高原东南缘玉龙—哈巴雪山断块这样一个典型的第四纪以来断块快速差异隆升的地区出发,通过详细研究该断块的组成以及几何学运动学特征来探讨其隆升机制,并在此基础上进一步研究该快速隆起的地质灾害效应(如地震、崩塌、滑坡和泥石流等)及其对本区地质灾害发育和发展的控制作用,进而得到地球内动力地质作用与重大地质灾害(外动力地质作用)之间存在必然的耦合关系的结论。     

青藏高原东缘地区隆升作用特征－低温年代学证据

通过对比研究青藏高原东缘若尔盖－泸定地区低温年代学样品(ZFT样31件、AFT样56件和 A(U­Th)/He 样37件)各参数(隆升年龄和隆升速率)特征表明,该地区中生代以来的抬升冷却过程具由北向南的递进隆升特征,南部丹巴弧形带与北部茂县弧形带产生了显著的隆升剥露“翘掀式”调整,北部弧形带隆升剥露较早、速率先快后慢,南部弧形带隆升剥露较晚、速率先慢后快; 且在早中新世研究区处于平静期,抬升剥露作用显著减缓。年龄及抬升冷却速率等值线垂向上浅部(70℃等温面)较深部(110℃等温面)弧形展布特征显著; 平面上总体向南具连续弧形变化趋势(年龄变新、隆升速率增大)。抬升冷却(剥露)特征显示出中央造山带和青藏高原的形成对该地区隆升过程的强烈影响,以及弧形构造格架对浅部地表抬升剥露的显著控制作用。     

甘孜黄土与青藏高原冰冻圈演化

逐样系统交变退磁磁性测量表明，８６ｍ的甘孜黄土剖面形成于约８１．８４×１０＾４ａ ＢＰ前。剖面中黄土石英砂类型分析揭示出至少约８１．８４×１０＾４ａ ＢＰ以前，高原已进入冰冻圈，并且很快于约７６×１０＾４ ａＢＰ前冰川规模达到最大，并持续至约５３×１０＾４ｑａ ＢＰ前，倒数第二次冰川规模次之，然后冰川规模明显减少。     

Meso‐Cenozoic Tectonothermal History of Permian Strata,Southwestern Weibei Uplift: Insights from Thermochronology and Geothermometry

This study provides an integrated interpretation for the Mesozoic-Cenozoic tectonothermal evolutionary history of the Permian strata in the Qishan area of the southwestern Weibei Uplift, Ordos Basin. Apatite fission-track and apatite/zircon(U-Th)/He thermochronometry, bitumen reflectance, thermal conductivity of rocks, paleotemperature recovery, and basin modeling were used to restore the Meso-Cenozoic tectonothermal history of the Permian Strata. The Triassic AFT data have a pooled age of ～180±7 Ma with one age peak and P(χ2)=86%. The average value of corrected apatite(U-Th)/He age of two Permian sandstones is ～168±4 Ma and a zircon(U-Th)/He age from the Cambrian strata is ～231±14 Ma. Bitumen reflectance and maximum paleotemperature of two Ordovician mudstones are 1.81%, 1.57% and ～210°C, ～196°C respectively. After undergoing a rapid subsidence and increasing temperature in Triassic influenced by intrusive rocks in some areas, the Permian strata experienced four cooling-uplift stages after the time when the maximum paleotemperature reached in late Jurassic:(1) A cooling stage(～163 Ma to ～140 Ma) with temperatures ranging from ～132°C to ～53°C and a cooling rate of ～3°C/Ma, an erosion thickness of ～1900 m and an uplift rate of ～82 m/Ma;(2) A cooling stage(～140 Ma to ～52 Ma) with temperatures ranging from ～53°C to ～47°C and a cooling rate less than ～0.1°C/Ma, an erosion thickness of ～300 m and an uplift rate of ～3 m/Ma;(3)(～52 Ma to ～8 Ma) with ～47°C to ～43°C and ～0.1°C/Ma, an erosion thickness of ～500 m and an uplift rate of ～11 m/Ma;(3)(～8 Ma to present) with ～43°C to ～20°C and ～3°C/Ma, an erosion thickness of ～650 m and an uplift rate of ～81 m/Ma. The tectonothermal evolutionary history of the Qishan area in Triassic was influenced by the interaction of the Qinling Orogeny and the Weibei Uplift, and the south Qishan area had the earliest uplift-cooling time compared to other parts within the Weibei Uplift. The early Eocene at ～52 Ma and the late Miocene at ～8 Ma, as two significant turning points after which both the rate of uplift and the rate of temperature changed rapidly, were two key time for the uplift-cooling history of the Permian strata in the Qishan area of the southwestern Weibei Uplift, Ordos Basin.     

西秦岭岷县-宕昌地区洮河和岷江阶地特征对比研究——兼论中国南北构造带在西秦岭的地貌响应

西秦岭岷县-宕昌地区位于我国环绕青藏高原东北缘的重力异常和地壳增厚梯度带,同时又位于贺兰-川滇南北构造带与秦岭造山带交汇迭加复合(西秦岭-松潘大陆)构造结内。特殊的大陆动力学环境形成了特定构造-地貌转换区域,区内独特的河流格局和河流地貌研究可以为认识青藏高原东北缘隆升最新过程和南北构造带构造活动的地貌响应提供重要依据。笔者通过对该区洮河和岷江两条河流阶地特征的对比研究,结合区域地貌过程分析,提出在晚更新世中-晚期(30～50kaBP),洮河与岷江曾为同一条河流,笔者称之为古岷江,其中岷县以西现今洮河的临潭-卓尼-岷县段为古岷江上游,而岷县以北洮河的木寨岭南坡-岷县段则为古岷江之支流。30～50kaBP以来地壳快速隆升形成的北北东向分水岭切断了古岷江上下游的水力联系,阻塞了古岷江下泄,且在岷县一带形成汇水盆地,沉积了近30m的河湖相堆积,而后木寨岭南坡-岷县的古岷江的支流溯源侵蚀,切穿了木寨岭分水岭,与西秦岭北坡的洮河水系贯通,逐渐形成现今的河流格局。该地区晚更新世以来形成的北北东向地貌隆起带导致的洮河和岷江水系之间的切断和袭夺,可以解释为印度板块和欧亚板块的碰撞造成的青藏高原隆升过程中东北缘高原物质向东扩展受到阻挡和南北构造带深部热物质上涌的地貌学响应。