青藏高原东北缘牛首山地区新构造运动及黄河演化

青藏高原东北缘银川盆地及盆地以南的弧形山地,是研究青藏高原新构造运动与古环境变化的重要区域。位于银川盆地与弧形山地交界的牛首山,记录了上新世以来盆地南缘与黄河中宁-青铜峡段的演化过程。上新世干河沟组具有盆地边缘相及河流相两种不同的沉积,其中河流相沉积呈带状分布于牛首山南麓;西麓山前台地缺失干河沟组,仅覆盖山麓相胶结砾石;南麓及北麓发育完整黄河阶地,最高阶地拔河低于胶结砾石平均高度;西麓断层右旋走滑导致新生界褶皱并错断干河沟组。对上述牛首山构造地貌特征分析表明,上新世时期古黄河经牛首山东麓入银川盆地;早更新世牛首山西麓支流抢夺主流水量发育壮大,切青铜峡入银川盆地,东麓古黄河废弃,形成现今研究区地质地貌现象。     

晚白垩世以来沿阿尔金断裂带的阶段性走滑隆升

年代学和沉积学特征表明，与印度板块约55MaBP以来沿喜马拉雅东、西构造结缝合带碰撞后青藏高原的阶段性隆升相对应，沿阿尔金断裂带阿尔金山地区亦发生阶段性走滑隆升，时间段大致为55～30MaBP、约20MaBP、约10MaBP和1～0．8MaBP。始新世一渐新世期间，阿尔金断裂大型左行走滑活动的发生，对中国西北大陆构造格架产生巨大的影响，不仅改造了古老的盆地和褶皱带，而且控制了新生代的走滑拉分盆地和两侧盆地的沉积速率，并对青藏高原的阶段性隆升和地壳物质东向蠕散起到调节作用。     

青藏高原东北缘循化－贵德盆地及邻区更新世时期沉积与后期侵蚀样式研究

利用残存的地貌标志恢复原始地貌形态是地貌研究的难点之一。青藏高原东北缘循化－贵德地区晚新生代构造活动强烈,晚新生代黄河在本区发育,其后期演化记录了青藏高原隆升扩展的详细信息,同时黄河侵蚀下切过程本身也是值得深入研究的重要科学问题。由于黄河水系的发育,晚更新世以后循化－贵德盆地地区实现由盆地加积向退积的调整,盆地地区逐渐开始遭受黄河水系的侵蚀下切,并逐渐形成现今青藏高原东北缘的地貌形态。野外地质调查发现更新统的变形程度较弱,由于区域构造隆升与河流强烈下切的共同作用,现今保存的更新统已经成为盆地内部的分水岭,如龙羊峡地区。本研究正是选取循化－贵德盆地及其邻区更新统地层为古地貌重建的标志,基于数字高程模型(DEM)空间分析技术,构建了青藏高原东北缘循化－贵德盆地地区更新世古地貌形态,并进行了初步分析,主要认识有： 1)秦岭北缘断裂带构成其南西向北东方向地形快速降低的边界带; 2)在北西南东方向上,西秦岭、黄河、拉脊山、湟水河以及祁连山等总体上构成了向形－背形相间的地貌格局。同时以古地形为基础,定量计算了盆地区更新世以来的侵蚀分布图像,定量结果表明： 1)剥蚀量的分布形态与高原东北缘盆山地貌系统之间有一定相关耦合性,盆地地区的剥蚀量比较大,而相邻山脉地区的剥蚀量都比较小; 2)剥蚀量比较大的盆地地区剥蚀量与盆地内部河流形态之间也具有明显的关联特征,盆地内部剥蚀量最大的区域往往是盆地内部独立河流的中游地区。     

晚白垩世以来沿阿尔金断裂带的阶段性走滑隆升

年代学和沉积学特征表明,与印度板块约55MaBP以来沿喜马拉雅东、西构造结缝合带碰撞后青藏高原的阶段性隆升相对应,沿阿尔金断裂带阿尔金山地区亦发生阶段性走滑隆升,时间段大致为55～30MaBP、约20MaBP、约10MaBP和1～0.8MaBP.始新世-渐新世期间,阿尔金断裂大型左行走滑活动的发生,对中国西北大陆构造格架产生巨大的影响,不仅改造了古老的盆地和褶皱带,而且控制了新生代的走滑拉分盆地和两侧盆地的沉积速率,并对青藏高原的阶段性隆升和地壳物质东向蠕散起到调节作用.     

青藏高原东北缘西秦岭新生代抬升-天水盆地碎屑颗粒磷灰石裂变径迹记录

天水盆地位于青藏高原东北缘六盘山与西秦岭二重要构造带交汇处,该盆地充填较完整晚新生代沉积序列记录着该区构造变形历史,因此对该盆地沉积记录的研究对探讨青藏高原东北缘晚新生代构造活动事件具有重要的意义。通过对天水盆地晚新生代砂岩和含砾砂岩地层中碎屑颗粒磷灰石裂变径迹热年代学研究,推断23.7Ma左右天水盆地北部沉积物源区西秦岭发生了一次与青藏高原隆升有关的构造—热事件,该事件可能导致天水盆地的形成,并开始接受新近系冲积相沉积。约14.1Ma左右天水盆地物源区再次发生构造活动,使西秦岭剥露速率加快和盆地进一步拗陷广泛接受河湖相沉积。通过对剥蚀速率的估算,得出天水盆地沉积记录的23.7Ma和14.1Ma西秦岭北部快速抬升事件的平均剥蚀速率分别达0.34mm/a和1.05mm/a。      

共和盆地层状地貌系统与青藏高原隆升及黄河发育

利用卫星遥感影像,结合实地调查和测年结果,对共和盆地层状地貌系统进行了解译、分析。研究表明,共和盆地层状地貌系统由山麓剥蚀面、洪积扇面、盆地面以及黄河阶地面构成,其空间结构、物质组成对发生于早更新世早期的青藏运动C幕和中更新世末期的共和运动反映清晰。青藏运动C幕使青藏高原主夷平面在高原差异性隆升中彻底解体,垂直变形量高达1700m。共和运动使黄河在0.11Ma进入共和盆地,其后黄河平均以3.5mm/a的侵蚀速率下切盆地,同时在盆地边部的山前古冲洪积扇以大致相近的速率被抬升,最终导致高差在2000m左右的层状地貌系统的出现。     

青藏高原东北缘临夏盆地晚新生代构造变形及过程

位于青藏高原东北缘的临夏盆地是一个挤压挠曲型的前陆盆地,褶皱和逆冲断裂带自7.8Ma开始由西向东向盆地内部扩展,形成生长地层和生长不整合,代表高原东北部持续的构造变形过程。这种同沉积的构造变形一直持续到大约1.8Ma左右东山组沉积结束,临夏盆地内部强烈褶皱变形,致使东山组及其以下的新生代地层均被卷入褶皱之中(与其上的最老黄河阶地——井沟砾石层为角度不整合接触),拉脊山断裂继续向北东方向扩展,银川背斜最终形成。随后黄河、大夏河出现,开始了发育河流阶地和堆积风成黄土的新阶段。由平衡地质剖面法得到临夏盆地西缘7.8Ma以来总的地壳缩短量为3.2~3.6km,缩短率为0.41~0.46mm/a。如果取从7.8到1.8Ma之间的大约6.0Ma作为临夏盆地的构造变形时段,其缩短速率则为0.5~0.6mm/a。从临夏盆地形成和演化过程来看,青藏高原东北缘的构造变形以沿北西西向断裂的逆冲和地壳缩短为主要特征,导致挤压挠曲型前陆盆地的逐渐隆升和消亡,最终使新生代前陆盆地的大部分并入青藏高原东北缘,成为青藏高原的最新组成部分。     

青藏高原东北缘寺口子盆地新生代沉积演化及其构造意义

宁夏固原寺口子盆地发育巨厚的新生代地层,这些地层记录了青藏高原东北部的沉积演化特征和构造演变历史。根据剖面沉积物粒度特征、沉积结构和构造、沉积层序,识别出20种岩相、5种沉积相类型。结合前人对寺口子剖面的古地磁测年,分析研究盆地的沉积演化特征以及对构造的响应表明:20.1 Ma盆地以缓慢的坳陷沉降开始演化,直至1.2 Ma遭受破坏。在此期间青藏高原东北部经历了6.4 Ma、4.6 Ma和1.2 Ma这3次明显的构造挤压隆升运动,其中约6.4 Ma的构造运动是青藏高原向东北部扩展首次影响到海原—六盘山断裂以东地区。从盆地的形成和沉积演化过程来看,马东山山前断裂的逆冲推覆,导致了寺口子盆地的强烈变形和构造降升,并且最终成为青藏高原的最新组成部分。     

青藏高原2.8Ma来的环境演化及其对构造事件响应

本文根据青藏高原中部错鄂湖深钻研究的最新成果,结合东部若尔盖盆地湖泊沉积物记录,探讨了青藏高原2.8Ma以来的环境演化过程和高原构造隆升运动对环境演化的影响。初步研究显示:大约2.8MaBP错鄂湖构造成盆;2.6MaBP左右孢粉组合、粒度特征、岩性变化等均记录了一次强烈的构造隆升运动;2.6Ma~0.8Ma时段,高原可能处于一种整体隆升过程中的相对夷平阶段;若尔盖古湖揭示了0.9MaBP来的3次构造隆升运动,反映了高原环境演变的三个阶段;和黄土底界相当的错鄂湖沉积记录显示并未干旱的特征;黄土旺盛堆积时期(L₁₅、L₉、L₆)高原湖泊记录的气候特征为偏湿气候。      

黄河兰州段河谷演化研究与认识

兰州盆地作为黄河自青藏高原流入黄土高原的转折点,其河谷演化对黄河水系在不同地貌单元的演化研究有承上启下的意义。兰州黄河河谷演化研究至今已有近100年的历史,在研究过程中取得了重要的研究成果和认识:①兰州盆地黄河河谷之上发育1级剥蚀面,河谷中发育了宽广连续的9级阶地;利用多种测年技术较系统地测定了1级剥蚀面和9级黄河阶地的年代。②提出兰州黄河基座阶地的形成模式——在长期地面抬升的背景下,气候变化控制阶地形成的年代,抬升速率影响阶地的级数。③兰州至其上游各盆地内黄河最高级阶地年代逐渐年轻化,揭示现代黄河上游水系格局的形成是黄河自兰州盆地不断溯源侵蚀,逐渐贯通上游内流盆地的结果。同时,阶地序列年代学仍需继续深入,区域构造抬升变形特征缺乏直接证据,阶地发育模式需要模型模拟进行验证,水系变化的地貌响应不清楚,以及阶地河漫滩沉积记录的河流过程缺乏关注,这些问题将是今后研究的重点。     

祁连山东段剥蚀面与青藏高原隆升

祁连山北麓广泛分布着一级剥蚀面, 它是山地阶段性隆升的产物. 通过对剥蚀面之上砾石层中细砂物质的ESR测年以及黄土地层的古地磁测定, 认为祁连山东段的剥蚀面最终解体于1.4 Ma BP. 这与邻近区域陇西盆地的剥蚀面解体时代(1.8 Ma BP)有所差异, 这或许是第四纪期间青藏高原阶段性隆升在区域间存在着差异特征的重要表现.     

陇中盆地及周边地区主夷平面演化与高原隆升

陇中盆地及周边地区是青藏高原向北东方向扩展的最前缘部位,其地貌演化过程的研究对于深入理解高原的隆升与扩展过程具有重要意义。鉴于夷平面在探讨高原隆升年代、幅度和过程方面的可靠性,首先总结陇中盆地及周边地区夷平面相关研究的前期成果,并结合最新年代数据,确定了不同区域主夷平面的发育和解体年代;再利用古河道拟合等方法定量评估了相关夷平面的隆升量;最后探讨了主夷平面的性质及其隆升过程。研究发现,陇中盆地及周边的地区的高海拔低起伏地貌面是被抬高的先存夷平面;不同区域主夷平面的发育与解体时间整体同步,它们自晚渐新世开始发育,并于晚中新世8~6 Ma左右解体;模拟结果表明,美武高原主夷平面自晚中新世以来相对陇中盆地隆升了约1 400~1 600 m,并且早更新世以来的隆升速率明显大于晚中新世-早更新世时期。     

The Sedimentary Record in Northern Qaidam Basin and its Response to the Uplift of the South Qilian Mountain at around 30 Ma

The thick, Eocene to Pliocene, sedimentary sequence in Qaidam Basin at the northern margin of the Tibetan Plateau records the surface uplift history of the northeastern Tibetan plateau. In this study, we present detailed geochemistry, heavy mineral, and clay mineralogy data of the well preserved sedimentary record in the Dahongou section in the northeast of the Qaidam Basin. The results suggest that the sedimentary sequence recorded a 30 Ma young uplift/unroofing event in the northern edge of the Qaidam Basin, which is characterized by high ZTR index value and chlorite content, and low CIW`. The results are consistent with previous sedimentological studies of the Qaidam Basin, which indicated rapid increase of the accumulation rates around 30 Ma. Based on past thermochronological data from the mountains around the Qaidam Basin and the accumulation rates of the Cenozoic basins in the northeastern Tibetan Plateau, we infer a regional uplift and denudation event along the northeastern Tibetan Plateau during early Oligocene (～30 Ma), indicating that the Tibetan Plateau had expanded north-eastward of the study area at that time.     

青海官亭盆地二方村遗址全新世土壤沉积物地层序列与OSL测年研究

通过野外考察观测,结合土壤学与沉积学多种指标测试分析,在官亭盆地喇家遗址东侧的二方村遗址建立了完整的全新世土壤沉积物地层序列。选择关键层位系统采集年代学样品,应用单片再生剂量法(SAR),进行光释光(OSL)年代测定,结合文化层考古断代,建立了可靠的土壤与沉积物地层年代框架。发现在全新世大暖期温暖湿润气候条件之下,以风成堆积为主的基础上,发育形成了肥沃疏松的黑垆土类古土壤,成为史前人类种植农业开发利用的宝贵资源。但是全新世大暖期后期全球性气候恶化背景条件下,在二方村遗址OSL年龄3940～3780a BP之间,对应喇家遗址~(14)C年龄3850～3600a BP期间,官亭盆地发生多场大地震,加上全球气候恶化致使青藏高原边缘频繁发生强对流天气,造成大规模暴雨山洪泥流事件频繁发生,导致黑垆土发育的突然中断。黄河北岸第二级阶地的肥沃黑垆土类土壤被厚达1.0～4.0 m坚硬贫瘠的红色黏土覆盖。这不仅毁灭了以稷粟类谷物种植为主的喇家村齐家文化大型聚落(4150～3850a BP),也导致土壤与土地资源严重退化。由此可知,从4200a BP开始的全球性气候恶化,对青藏高原东北边缘环境敏感带造成了严重影响,灾害性地表过程造成了黄河第二级阶地土壤土地资源严重退化。这些都成为驱动官亭盆地在3600a BP时期辛店/卡约文化原始农牧混合型土地利用方式形成的重要因素。该研究结果对于深入理解青藏高原东北边缘资源环境演变、自然灾害以及人地关系演变规律等,都具有十分重要的科学价值。     

新生代渭河盆地沉积-构造迁移与渭北隆起及东秦岭耦合关系探讨

渭河盆地、渭北隆起及东秦岭造山带地处青藏块体东北缘、华北克拉通和扬子克拉通的交界处,形成了特有的盆山体系,分布有油气、氦气及地热等多种能源矿产资源。新生代是渭河盆地沉积-构造演化及渭北隆起和东秦岭隆升的重要时期,缺乏该时期盆山体系耦合关系的研究,制约了对区域矿产资源分布规律的认识。盆山耦合体现在时间、空间、物质、构造作用及地表形态等多方面。以大量钻孔资料为依托,运用“回剥法”分析了渭河盆地新生代的沉降幅度及沉降速率,并根据主沉降期新近纪以来不同阶段沉积地层厚度展布特征恢复了盆地沉积演化历史。研究表明渭河盆地新生代以来沉降中心具有自西南方向西安凹陷向北东方向固市凹陷迁移的特征。古近纪始新世以来,渭河盆地发生快速构造沉降,中新世早-中期以西安凹陷为主要沉积、沉降中心,晚中新世以来以西安、固市两个凹陷为主要沉积、沉降中心,晚上新世-早更新世沉降中心转移到东北部固市凹陷,晚更新世以来,西安凹陷和固市凹陷均发生快速沉降。裂变径迹的分析测试结果表明渭北隆起约45～32 Ma整体快速抬升,同步于东秦岭太白山和华山约57～40 Ma的快速隆升阶段,与渭河盆地古近纪始新世约40 Ma的基底快速沉降具有耦合关系。晚中新世约7.3 Ma以来,渭河盆地的持续快速沉降,与渭北隆起上新世约5 Ma及东秦岭太白山约10～9.6 Ma、华山约8～5 Ma以来的快速耦合关系明显。太平洋板块的俯冲、欧亚板块与印度板块始新世约55～45 Ma碰撞及青藏高原约10～8 Ma隆升外扩的远程效应对研究区影响较大。     

Late Cenozoic orogenic history of Western Qinling inferred from sedimentation of Tianshui basin, northeastern margin of Tibetan Plateau

The Western Qinling orogenic belt marks the northeastern margin of the Tibetan Plateau. Its late Cenozoic orogenic history is recorded in an excellent sedimentary sequence exposed in the Tianshui sub-basin of the Longzhong basin. According to the magnetostratigraphic analysis from the Yaodian and Lamashan sections, we speculate that the late Cenozoic Tianshui basin accumulated lacustrine/floodplain deposits from ~14.8 to ~2.6?Ma. In addition, detrital apatite fission-track thermochronologic and paleocurrent data reveal that the detritus of the Tianshui basin mostly derived from the Western Qinling and that the youngest population age represents a ~14?Ma volcanic intrusion, which can be related to the lithospheric deformation and uplift of the Tibetan Plateau. Furthermore, two stages of variations in depositional facies and average accumulation rates were attributed to the pulse uplift and deformation of the Western Qinling at 9.2–7.4 and ~3.6?Ma.     

中新世以来吕梁山及邻区构造——沉积演化

裂变径迹研究显示中新世早期(23±3Ma)现今吕梁山及周缘地区发生了一次整体性快速隆升。中新世晚期(约8Ma前),吕梁山前、鄂尔多斯盆地及东部宁武—沁水盆地结束了长期剥蚀历史,开始广泛接受新生代沉积。沉积物的垂向叠置关系及横向展布特征显示:8.35～6.7Ma为吕梁山快速差异隆升期,在山前(东西两侧)堆积了冲积扇相芦子沟组砾岩层,暗示了吕梁山已经地貌上成山;与此同时地势相对平坦且摆脱地表水流影响的鄂尔多斯盆地广泛堆积了风尘堆积—红黏土(保德组)。中新世晚期—早更新世早期(6.7～1.8Ma),吕梁山西部山前及鄂尔多斯地区整体缓慢隆升,堆积了新近纪保德组上部、静乐组红黏土及早更新世午城组黄土—古土壤序列。受西部六盘山快速抬升作用影响,鄂尔多斯西部抬升速率略高于东部,于早更新世中期(1.8～1.4Ma)形成现今西高东低的地势格局和南北向晋陕谷地,进而黄河及其支流顺流而下。中更新世以来,鄂尔多斯地区沉积与抬升并重,最终形成现今黄土高原。吕梁山以东的沁水盆地中新世演化史与西部相似,上新世起盆地开始断陷,汾河地堑开始形成。断陷一直持续到早更新世,自下而上依次沉积了下土河组、小白组、大沟组、木瓜组湖相地层,盆地边缘则持续抬升堆积了静乐组和午城组风成堆积。中更新世以来,断陷结束,盆地整体抬升。     

兰州西津黄土色度指标记录的第四纪气候演化

为了更深入研究黄土高原西部地区第四纪气候演化历史,选取已建立可靠年代的兰州黄河南岸西津黄土钻孔剖面为研究载体,应用CM-700D型分光测色计对等间距取样的417个样品进行实验分析,获得了过去2.2 Ma的兰州地区色度指标记录序列。结合剖面已有其他古气候代用指标,与周边已有记录及全球深海氧同位素记录对比,发现2.2 Ma以来兰州地区气候演化整体呈现阶段性逐渐冷干化趋势,可能反映了全球第四纪气候长期变冷的影响。此外,在1.24 Ma和0.43 Ma左右经历了两次重要气候事件,1.24 Ma事件之后东亚冬季风和夏季风同时发生了增强,与“昆黄运动”起始时间一致,表明该事件可能受到了青藏高原隆升驱动;而0.43 Ma事件则是对全球中布容气候转型事件（MBE）的响应。因而,黄土高原西部地区第四纪气候演化可能受青藏高原隆升和全球变冷的双重调控,二者对不同气候事件的影响不同。     

青藏高原东北部贵德盆地上新世沉积环境分析及其意义

青海贵德盆地发育巨厚的新生代地层,在青藏高原北部具有很好的代表性,其中含较丰富的重要哺乳动物化石,对确定盆地及周边相似地层的年代、高原隆升过程具有重要的科学意义.结合哺乳动物采用典型剖面精确古地磁测年为基础的时间框架,通过盆地沉积层序、沉积相和沉积演化以及其对构造和气候变化响应的研究表明:6.5～约1.8MaB.P.期间盆地沉积环境变化经历了8个阶段的演化,反映在此期间青藏高原北部经历了＞5.4MaB.P.、3.6MaB.P.、2.6MaB.P.和1.8MaB.P.4次明显的构造挤压隆升运动,其中约1.8MaB.P.的构造运动可能使黄河向上游溯源侵蚀,同时切穿积石峡、李家峡和松巴峡而到达贵德盆地.研究时段内气候以干旱为主,但在6.2～4MaB.P.和2.1～1.85MaB.P.的两个时期气候明显湿润.