川东南地区燕山期以来的隆升剥蚀历史研究

川东南地区侏罗系砂岩的磷灰石裂变径迹T—t热史模拟表明,燕山期以来研究区经历了两个阶段的隆升剥蚀。127～105Ma为初始缓慢隆升阶段,隆升剥蚀速率约为5m／Ma,使106m厚的早白垩世地层被剥蚀;105～75Ma间转入快速沉降,75～0Ma由快速沉降转入全面不等速隆升。其中,75—65Ma为快速隆升．隆升剥蚀速率为28m／Ma;65～20Ma为缓慢隆升,隆升剥蚀速率为14m／Ma;20～10Ma期间,研究区由缓慢隆升转为急剧隆升,隆井剥蚀速率为147m／Ma;10Ma到现今,该地区再次由快速隆升转为缓慢隆升。隆升剥蚀速率为10m／Ma。燕山期以来的隆升使大约2580m厚的地层被剥蚀掉。     

青藏高原循化、临夏和贵德盆地新近纪沉积充填 速率演化及其对构造隆升的响应

通过对青藏高原东北部循化盆地、临夏盆地和贵德盆地沉积相和沉积充填速率演化的对比分析,提出研究区新生代4个构造隆升阶段。①渐新世晚期—中新世早期(25～20Ma),3个盆地沉积相和沉积速率的变化表明青藏高原新生代向北东的增生作用在渐新世已抵达西秦岭北缘地区,同时,22Ma拉脊山强烈隆升,区域上整体地势差异不显著。②中新世中期(17～13Ma),随着高原东北缘盆山耦合的相互作用,湖盆进一步扩张,14Ma左右积石山的隆起及西秦岭、拉脊山的持续隆升,使得研究区转变为盆地周缘型。③中新世晚期(11～6Ma),8Ma左右沉积相的转变、沉积速率的增大及不整合面的存在,都说明高原在该段时间内存在强烈的构造隆升活动,裂变径迹热年代学证据反映的构造隆升与沉积响应也是一致的。④上新世(5Ma以来),沉积速率继续增大,区域上地势差异增强,湖盆逐步萎缩消亡。     

运用磷灰石裂变径迹分析鄂尔多斯盆地周缘中新生代沉降隆升史

通过对鄂尔多斯盆地磷灰石裂变径迹资料深入分析与反演模拟,定性半定量地研究了该区相关岩石组合的地热演化史.结果表明,晚侏罗世晚白垩世早期(160～90 Ma)盆地具东升西降的特点,东部以约25 m/Ma的速率隆升,造成1500～2000 m的剥蚀量;晚白垩世末至始新世早期(90～23 Ma),盆地具整体隆升特点,盆地南部和西部隆升幅度达1500～2000 m,盆地东部表现为弹性回返,隆升缓慢,幅度小于500 m;中新世早期以来(23 Ma至今),全盆快速隆升,周边隆升速率达45～108 m/Ma,造成1000～2500 m的剥蚀量.对盆地内砂岩型铀矿年龄资料对比分析表明,后生铀成矿作用过程基本上都发生在盆缘相对快速隆升阶段.     

大兴安岭东南坡新生代隆升及地貌演化的裂变径迹研究

通过磷灰石裂变径迹热年代学研究,揭示了新生代时期大兴安岭东南坡平均隆升速率为29.68m/Ma,大约隆升了1 944 m,平均降温103.50℃,平均地温梯度为53.24℃/km。在时间上,其隆升剥蚀具有明显的幕式特点,5次低速和4次高速隆升相间分布。其中,4个高速隆升期分别是距今56.44~49.65Ma、40.40~31.80 Ma2、5.00~17.91 Ma1、1.72~4.45 Ma。在空间上,隆升存在差异,根据其隆升剥蚀情况,可将新生代大兴安岭东南坡的地貌演化分为4个阶段:(1)距今65.50~56.44 Ma为以FT4为分隔点的定点分隔型地貌;(2)56.44~40.40 Ma为挠曲下降型地貌;(3)40.40~8.00 Ma为以FT1为分隔点的定点分隔型地貌;(4)8.00~0.00 Ma为以FT7为分隔点的定点分隔型地貌。在总体隆升的高速期,地貌类型发生转换。     

中新世以来滇西高原隆升的沉积学证据

印度与欧亚大陆的碰撞不仅造就了青藏高原,带动周围地区不同程度的隆起,而且通过隆升和剥蚀向高原内部盆地和环绕高原的周缘盆地提供了巨量的硅质碎屑,这些盆地的沉积记录了青藏高原隆升历史和隆升机制［１～４］。青藏高原周缘地区已成为窥视其隆升历史和机制的重要窗...     

兰州—民和盆地河口群沉积相和岩石磁化率——祁连山白垩纪隆升的记录

研究白垩纪祁连山构造隆升过程对认识青藏高原形成及其环境效应具有重要意义,兰州—民和盆地连续出露的河口群沉积物较好地记录了早白垩世祁连山隆升过程。河口群从下向上由冲积扇、扇三角洲、辫状河、滨湖、滨浅湖、半深湖、三角洲7个沉积相体系组成;综合分析沉积相时空演化、砾石成分及古水流方向统计和岩石磁化率测量,揭示出早白垩世祁连山经历了3期隆升过程:早期(约143～123Ma)快速强烈隆升阶段,此时祁连山东段开始逐渐断陷下沉,盆地沉积了冲积扇至滨浅湖相沉积体系的砾岩、砂岩和泥岩,岩石磁化率值总体偏低,隆升速度较快;中期(约123～113Ma)稳定隆升阶段,湖盆面积达到最大,沉积物以半深湖相泥岩为主,磁化率值总体偏高,隆升速度较慢;晚期快速隆升阶段,约从113Ma开始,祁连山隆升速度加快,湖盆萎缩,沉积了以三角洲相为主的泥岩和砂岩,磁化率值总体偏低,直至109Ma以后,盆地回返,祁连山地区整体抬升遭受剥蚀。     

敦煌盆地早更新世沉积物粒度分析、36Cl定年及其构造隆升意义

青藏高原早更新世末期的快速隆升对全球气候变化、中国西部盆山地貌形成与荒漠化的发展有着重大影响。高原东北缘敦煌盆地早更新世河湖相沉积物粒度分析和红色泥岩³⁶Cl 断代法定年结果表明：早更新世晚期（1.164 ~1.087 Ma B.P.）,青藏高原北部党金山快速隆升,砾石层和粗砂层发育,沉积速率加快;1.087~ 0.809 Ma B. P.,山脉隆升速度变缓,沉积速率降低;0.809 Ma B. P.以来,受山脉隆升的影响,敦煌盆地气候逐渐变得干旱,沙漠形成。区域分析表明,沉积速率所反映的中国中西部山脉隆升最新的年代存在差别,不同时期高原的隆升产生不同的气候效应。因此,构造隆升和气候变化的细节尚待进一步研究。     

青藏高原东北部新近纪古流向与物源分布对隆升的响应

通过对青藏高原东北部11个新近纪沉积盆地的沉积相演化、古流向和物源演变的详细对比研究,揭示了研究区新近纪4次沉积演变与构造隆升的响应.①中新世早期(23～19.5Ma):阿牙克库木湖、柴达木、德令哈和酒泉盆地的古流向和物源分析表明东昆仑和阿尔金已经抬升成剥蚀区.循化、贵德和临夏等盆地物源和古流向指示西秦岭和拉脊山也已成为隆起区.区域上整体地势差异不显著.②中新世早中期(17.5～15Ma):区域湖盆面积扩大,阿牙克库木湖、索尔库里、柴达木和酒泉盆地的资料反映东昆仑、阿尔金和祁连山已经全面隆升,贵德循化、临夏盆地的古流向反映为盆地周缘型,指示西秦岭和拉脊山明显抬升,区域差异隆升造成盆地凹陷扩张进入湖泛期.③中新世中晚期(10～7Ma):阿牙克库木湖、索尔库里、柴达木和酒泉盆地沉积物的粒径和沉积速率增大,与热年代学证据一致,揭示出阿尔金山和祁连山进一步快速隆升.贵德、循化和临夏盆地古流向和物源反映为显著的多源性,除西秦岭和拉脊山外,位于循化和临夏两盆地间的积石山也开始隆起.④上新世(5.3Ma以来):索尔库里、柴达木和酒泉盆地古流向没有明显变化,沉积速率和粒径继续增大,阿尔金和祁连山加速隆升为高海拔地貌.贵德盆地主物源区是拉脊山.区域上,地势差异加强,湖盆被肢解后逐步萎缩消亡.     

青藏高原东北部贵德盆地新生代沉积演化与构造隆升

通过对高原东北部贵德盆地新生代地层研究,为恢复高原隆升历史提供依据。贵德盆地形成于渐新世末,其新生代地层可划分出深水砾砂质网状河流、泥石流质网状河流、砾质网状河流、山麓洪积、三角洲、半深湖与浅湖、水下扇三角洲七个沉积相组合体系。根据其沉积相组合和沉积演化揭示出高原隆升过程先后经历了:早期隆升期 (渐新世末 )、较稳定剥蚀夷平期 (早中新世 )、小幅隆升期 (早中新世末 )、稳定剥蚀夷平期 (中中新世至晚中新世 )、持续逐步较快速隆升期 (8.2～ 3.6Ma)、急剧强烈阶段性隆升期 (3.6～ 0Ma) ;其中 3.6Ma±的隆升是新生代构造运动的一个重要分水岭,此前盆地海拔应不超过 10 0 0m,此后构造活动速度明显加速,地形高差显著增大。可见青藏高原的隆升是一个多阶段、不等速和非均变的复杂过程     

青海贵德盆地晚新生代沉积演化与青藏高原北部隆升

青海贵德盆地发育巨厚的新生代地层,并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和研究高原隆升过程具有重要的科学意义。本文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,对近11 Ma BP以来盆地沉积相进行了分析,划分出19个沉积岩相和湖泊、三角洲、辫状河流、水下扇三角洲和水上洪积扇5个沉积环境,以及8个沉积演化阶段。通过盆地沉积对构造隆升的响应探讨表明:>11～7.65Ma BP为高原构造稳定期,7.65～3.6Ma BP高原具阶段性逐步隆升构造特征,3.6～>2.6 Ma BP为高原整体快速隆升,2.6Ma BP左右高原大规模挤压断陷,1.8 Ma BP左右高原大规模整体快速隆升并使贵德盆地古湖被切穿排干,黄河在此诞生。     

UPLIFT AND DENUDATION AT SOUTHEAST MARGIN OF TIBET PLATEAU IN QUATERNARY

UPLIFT AND DENUDATION AT SOUTHEAST MARGIN OF TIBET PLATEAU IN QUATERNARY     

柴达木盆地第四纪环境演变、构造变形与青藏高原隆升的关系

青藏高原北部柴达木盆地发育了巨厚的第四纪河湖相沉积。盆内沉积地层强烈的构造变形以及湖盆环境突变进一步证实了青藏高原经历了多期挤压隆升运动。沉积环境、介形虫和植物孢粉化石及磁性地层研究表明,自距今 2.5Ma以来,青藏高原共经历了距今2.52～2.28Ma,1.94～1.66Ma,1.38～1.1Ma,0.71～0.5Ma和 0.24～0.09Ma 5次强烈的隆升阶段,分别对应于青藏运动B幕和C幕、昆黄运动A幕和B幕以及共和运动。高原内、外 9个盆地的构造—沉积记录对比研究也进一步揭示了青藏高原隆起的整体性和阶段性。     

北大巴山凤凰山基底隆起晚中生代构造隆升历史

对采自于北大巴山凤凰山基底隆起8个样品的磷灰石裂变径迹年代学分析和热历史模拟表明,凤凰山基底隆起陆内造山运动结束后的隆升历史大致可以划分为2个阶段：早白垩世中晚期（135±5～95±5 Ma）缓慢隆升,晚白垩世（95±5～65±5 Ma）快速隆升。大巴山北缘韧性剪切带黑云母40Ar/39Ar坪年龄证实大巴山北缘中晚侏罗世（165.7±1.9 Ma～161.2 Ma）存在快速隆升剥蚀,其与大巴山强烈陆内造山作用阶段有关; 早白垩世中晚期缓慢隆升代表了陆内造山结束后的稳定阶段; 晚白垩世快速隆升为一次区域性隆升事件,在秦岭、大别和武当等地区均有反映,隆升过程中伴随着强烈的伸展垮塌作用,沿秦岭造山带发育一系列伸展断陷盆地。区域对比分析表明,凤凰山基底隆起隆升历史与黄陵、汉南地块接近,但与武当地块存在明显区别,反映了秦岭造山带的不均一隆升过程。南大巴山前陆带1个样品的热史模拟结果显示,南大巴山前陆带自早白垩世以来与凤凰山基底隆起经历了一致的隆升过程。     

青藏高原隆升的主因—大陆板块内的盆-山碰撞作用

在地壳运动中,盆地和山脉的形成机制是不可分割而有联系的。上地幔的波动起伏引起地壳上部物质的分配,在重力均衡作用的支配下,地壳物质由上地幔的隆升区域向拗陷区域蠕动,因而形成大陆板块内的盆地和山脉的分异和盆-山运动。高耸的喜马拉雅山和青藏高原就是塔里木盆地、卡拉库姆盆地和印-恒盆地等巨大盆地的扩张作用挤压而造成的。盆-山运动是真正的造山运动。     

循化-化隆盆地晚白垩世以来盆山耦合过程: 来自物源与磷灰石裂变径迹年代学分析的证据

循化-化隆盆地新生代沉积及盆地基底和周缘山系磷灰石裂变径迹年代学分析揭示了青藏高原东北缘晚白垩世以来经历过3期隆升剥露事件: (1)盆地基底及拉脊山和西秦岭北缘构造带磷灰石裂变径迹年龄分析普遍记录了晚白垩世-始新世中期相对快速的区域性的隆升剥露事件, 西秦岭北缘快速抬升的起始时间为84Ma, 受控于向北的逆冲抬升; 向北到循化-化隆盆地中部的拉目峡抬升的起始时间为69Ma; 更北的拉脊山一带快速抬升期主要为40~50Ma, 从而反映晚白垩世-始新世中期的快速抬升由南向北逐渐扩展.这一期构造隆升事件导致循化-化隆盆地和临夏盆地缺失了北部西宁-民和盆地古近纪所具有的西宁群沉积.隆升剥露结束于31Ma左右, 此时化隆-循化盆地向东与同时期的临夏盆地相连为一个统一的大型西秦岭山前盆地, 两者具有相同的构造、沉积演化史, 因此循化-化隆盆地他拉组底部地层年龄最老不会超过临夏盆地最老地层的古地磁年龄, 即29Ma.(2)渐新世晚期约26Ma拉脊山开始双向逆冲隆升, 并可能延续到中新世早期约21Ma, 隆升作用使循化-化隆盆地成为挟持于拉脊山逆冲带和西秦岭构造带之间的山前挤压型前陆盆地, 循化-化隆盆地开始大规模沉积巨厚的他拉组冲积扇相粗碎屑岩.(3)通过循化-化隆盆地咸水河组和临夏组的沉积相分析、古流方向和砾石成分分析, 揭示出拉脊山构造带在中新世8Ma左右发生的最大规模的双向逆冲隆升事件, 这次事件直接导致循化-化隆盆地由前陆挤压盆地转变为山间盆地, 形成现今青藏高原东北缘的盆山地貌基本格局.      

The Red River sediment budget in the Yinggehai and Qiongdongnan basins,northwestern South China Sea,and its tectonic implications

ABSTRACT

The rapid uplift of the Tibetan plateau, the intense movement of the Ailao Shan-Red River Shear Zone (ARSZ), and the related climate change during the Cenozoic Indo-Asian collision have been widely studied; however, their timings varied considerably due to different data and methods used. As these events have been documented in the Red River sediment that came from the eastern Tibetan plateau and the Red River region and eventually deposited in the offshore Yinggehai and Qiongdongnan basins, here these events can be explored by calculating and analysing the Red River sediment budget, especially in the Qiongdongnan basin based on dense seismic profiles and wells. Results show that the Red River sediment mainly accumulated in the Yinggehai basin and the west part of the Qiongdongnan basin, and there are three sedimentary accumulation peaks in the Red River sediment budget during ~29.5–21, ~15.5–10.5, and ~5.5–0 Ma. By further comparing with previous studies on the timings of these events, it is inferred that the first sedimentary peak, prior to the onset of the monsoon intensification (~22 Ma), was probably driven by an intense left-lateral movement of the ARSZ in ~29.5–21 Ma. The second peak (~15.5–10.5 Ma), however, reflects a rapid uplift of the Tibetan plateau after the cessation of the left-lateral strike slip of the ARSZ. The third peak (~5.5–0 Ma) is most likely linked with a right-lateral movement of the ARSZ and the related climate change. Overall, the Red River sediment budget from the offshore Yinggehai and Qiongdongnan basins provides an important constraint on the timings of these tectonic events as well as the related climate change during the Cenozoic Indo-Asian collision.     

龙门山前陆盆地晚三叠世沉积通量与造山带的隆升和剥蚀

根据钻井资料、地层剖面资料,利用Surfer8.0软件编制出晚三叠世前陆盆地各组段的残留地层等厚图,得出各组段残留地层的沉积总量,并计算出各阶段沉积通量:21.4 t/(m2·Ma)、184.2 t/(m2·Ma)、278.0 t/(m2·Ma)、147.6 t/(m2·Ma)、703.5 t/(m2·Ma)、272.0 t/(m2·Ma)。然后,利用物质平衡法将沉积物回剥至龙门山造山带并进行脱压校正,计算出晚三叠世龙门山造山带剥蚀总厚度为2 514 m,各阶段造山带剥蚀速率分别为:0.009 mm/a、0.114 mm/a、0.133 mm/a、0.094 mm/a、0.423 mm/a和0.133 mm/a。最终,重塑了龙门山造山带晚三叠世的隆升历史:在距今228.0~199.6 Ma的时间内龙门山造山带地壳隆升了约4.3~4.6 km,地表隆升了1.8~2.1 km;并且隆升过程具有明显的阶段性,可划分为初始隆升(228.0~216.5 Ma)、加速隆升(216.5~211.0 Ma)、缓慢隆升(211.0~203.6 Ma)、急剧隆升(203.6~202.7 Ma)和缓慢隆升(202.7~199.6 Ma)五个阶段。     

龙门山断裂活动和川西高原隆升历史的裂变径迹测年

通过12个构造岩、变质砂岩和花岗岩样品的磷灰石裂变径迹测年年龄分析, 结合前人研究成果, 初步确定了青藏高原东缘龙门山地区晚新生代主要断裂活动时期和区域隆升历史。结果表明, 龙门山逆冲推覆构造带2条主断裂:汶川-茂县断裂和映秀-北川断裂, 最晚一次强烈活动发生在早更新世(FT年龄为1.2~ 1.3 Ma), 高原内部北西向米亚罗断裂在中更新世(约0.5 Ma)发生过强烈活动; 后龙门山逆冲推覆构造带在中新世晚期开始快速隆升, 而高原内部强烈隆升发生在上新世末至中更新世。高原隆升导致深切河谷地貌的形成和发育。      

青藏高原南部晚新生代板内造山与动力成矿

青藏高原晚新生代构造隆升是板块碰撞成因还是板内造山过程 ,关系到高原形成机制、演化过程以及岩石圈动力学与大陆动力学的关系等一系列重大科学问题。近年来在冈底斯发现多个以斑岩铜矿为主的大型和超大型矿床 ,其成矿时代为 2 0～ 12Ma ,与青藏高原构造隆升时代一致 ,也与笔者10年前以大陆动力学和成矿动力学为理论指导的预测结果吻合。青藏高原南部晚新生代大量的地质、地球物理、矿床等方面的证据根本不支持碰撞造山理论 ,如青藏高原内部伸展边缘逆冲、碰撞与隆升之间时差明显 ,壳内低速层和低阻层发育 ,造山与成盆关系密切 ,板内隆升环境下发生大规模构造变形、岩浆活动和动力成矿等。青藏高原南部晚新生代构造隆升作用是在新特提斯开合转换、碰撞造陆之后 ,在下地壳层流作用的驱动下 ,发生板内造山、地壳增厚、热隆伸展和改造成矿的构造成矿过程 ,大规模的板内金属成矿在 3～ 4Ma以来的均衡隆升、成山过程中进一步改造。     

青藏高原中东部早期构造隆升对古近纪盆地充填和演化的影响

青藏高原中东部分布着一系列中小型古近纪断陷盆地和走滑-拉分盆地。印度-欧亚板块碰撞已引起盆地构造、沉积和岩浆活动等地质事件的响应。古近纪断陷盆地和走滑-拉分盆地中广泛分布的巨厚粗碎屑岩充填、新特提斯海湾消亡、大规模地壳挤压褶皱冲断和高钾岩浆活动、周缘前陆盆地形成、干旱-温暖极热事件以及古近纪盆地的封闭和裂解等。详细的野外地质调查、盆地构造-沉积学、生物地层学和岩浆岩同位素年代学研究结果表明,北部玉树-囊谦地区断陷盆地发生了大规模挤压掀斜和冲断,在盆缘形成高陡地层和挤压向斜,盆地内地层发生明显的褶皱变形。盆地内部充填了巨厚层状底砾岩、紫红色陆源碎屑岩夹火山碎屑岩、碳酸盐岩和石膏层,并被晚期岩浆岩所切割。南部巴塘-丽江地区形成走滑-拉分盆地。区域地层对比、细碎屑岩内孢粉和古植物、火山碎屑岩和侵入岩的U- Pb和40Ar/39Ar年代学结果表明,盆地内充填沉积物形成于始新世(56~32 Ma)。古近纪紫红色细粒沉积物、碳酸盐岩和石膏层的出现表明盆地封闭期处于干旱-炎热的古气候环境。38~32 Ma是自印度-欧亚板块陆-陆碰撞以来,青藏高原中东部从转换挤压到转换伸展的过渡阶段,出现了大规模高钾火山喷发和随后的岩浆侵入,并导致青藏高原中东部古近纪盆地的封闭和裂解。北部盆地的封闭时间(约37 Ma)早于南部盆地的裂解(约32~28 Ma)。青藏高原中东部古近纪盆地的封闭和裂解主要是自约38 Ma以来,印度-欧亚板块碰撞引起的陆壳挤压、变形和缩短,及由高原早期构造隆升诱导的逆冲挤压和走滑拉分引起的。