古新世—中新世以来青藏高原北缘隆升的特征——来自可可西里盆地的报告

关于青藏高原隆升的时间有45 Ma、32 Ma、14 Ma等见解,一直存在争议。本文以青藏高原腹地最大的红色盆地可可西里为例,从古新世—中新世时期的沉积、生物、火山岩的特征等诸多方面,阐述青藏高原显著开始隆升的时间、表现特点和作用,并认为中新世初期,青藏高原有一次强烈的降温事件;在物质组分上,以钙质粘土、埃达克（Adakitic）火山岩为主;生物上以寒冷、干旱标志的裸子植物为主的植硅体;中新世中期之后青藏高原全面抬升。     

藏北羌塘南部走构由茶错地区火山岩定年与康托组时代的厘定

康托组在羌塘南部地区分布广泛,是青藏高原始新世大规模隆升以后首先接受的陆相碎屑和火山沉积,以往根据时代跨度较大的生物化石将其时代确定为中新世,但一直存在争议。羌南走构由茶错康托组中呈层状出露的火山岩面积约120km2,主要岩性为玄武质粗面安山岩,保存有完好的火山口和火山颈。40Ar-39Ar积分年龄为30.5Ma±0.6Ma,K-Ar法年龄为33.3Ma±0.5Ma、29.3Ma±0.4Ma、32.3Ma±0.5Ma、28.4Ma±0.4Ma,为渐新世早期。结合区域上康托组与伴生火山岩的相互关系,确定走构由茶错、康托、鱼鳞山和纳丁错等地的火山岩是康托组的组成部分。根据走构由茶错火山岩同位素定年结果将康托组的时代由中新世厘定为渐新世,羌塘地区大规模隆升以后接受沉积的时间前推了大约10Ma。     

藏北羌塘南部走构由茶错地区火山岩定年与康托组时代的厘定

康托组在羌塘南部地区分布广泛,是青藏高原始新世大规模隆升以后首先接受的陆相碎屑和火山沉积,以往根据时代跨度较大的生物化石将其时代确定为中新世,但一直存在争议.羌南走构由茶错康托组中呈层状出露的火山岩面积约120km2,主要岩性为玄武质粗面安山岩,保存有完好的火山口和火山颈.40Ar-39Ar积分年龄为30.5Ma±0.6Ma,K-Ar法年龄为333Ma±05Ma、29.3Ma±0.4Ma、32.3Ma±05Ma、28.4Ma±0.4Ma,为渐新世早期.结合区域上康托组与伴生火山岩的相互关系,确定走构由茶错、康托、鱼鳞山和纳丁错等地的火山岩是康托组的组成部分.根据走构由茶错火山岩同位素定年结果将康托组的时代由中新世厘定为渐新世,羌塘地区大规模隆升以后接受沉积的时间前推了大约10Ma.     

藏北巴毛穷宗-羌巴欠火山岩K-Ar和40Ar-39Ar年代学研究

两种方法(K-Ar和^40Ar／^39Ar)测定藏北火山岩同位素地质年龄表明其相当于渐新世到中新世：巴毛穷宗钾质碱性火山岩为32Ma～19Ma，涌波错和羌巴欠为17Ma和14Ma～12Ma等，同位素地质年龄范围在32Ma～12Ma，而且火山喷溢作用，从南到北逐渐变新。其中在巴毛穷宗火山岩区获得32Ma的年龄，证实青藏高原的隆升至少在32Ma以前已经开始。     

青藏高原西南部查孜地区中新世钾质火山岩地球化学及其成因

通常认为青藏高原的钾质-超钾质火山岩的形成多与地幔有着紧密的联系,然而最近对青藏高原的一些钾质-超钾质火山岩的研究显示一些钾质火山岩也可以起源于下地壳.青藏高原西南部查孜地区中新世火山岩是形成于13～11 Ma左右的一套钾质-超钾质岩石,根据岩石化学组成将其分为中基性火山岩组、中性火山岩组和流纹质火山岩.其中中基性火山岩组可能源于一个富含金云母的富集地幔源区;中性火山岩组可能是富钾的镁铁质下地壳部分熔融的产物;流纹质火山岩可能是拉萨地块在中新世时期的伸展构造运动而导致中上地壳因减压而发生部分熔融的产物.结合查孜地区及其邻近火山岩的年龄、化学组成以及岩浆组合,初步认为查孜地区火山岩可能与高原在中新世发生伸展活动而产生的南北向地堑系统有关.     

新藏公路奇台达坂晚中新世火山岩的发现及40Ar-39Ar定年

在新藏公路奇台达坂东约10km、海拔5600m的晚三叠世花岗岩之上发现厚约10m的玄武岩和粗面英安岩。地球化学数据显示,该火山岩高碱,富集大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损重稀土元素,Eu中等负异常,高Sr,低Nd,属钾玄岩系列,可能源于壳幔混合层。测定全岩40Ar-39Ar坪年龄为8.27Ma±0.32Ma(900~1400℃, 39Ar累积释放量为66%),与受火山岩烘烤后花岗岩的磷灰石裂变径迹年龄(7.9Ma±1.0Ma)在误差范围内一致,表明该火山岩喷发于约8Ma的晚中新世,与相邻的大红柳滩火山岩的时代(7.97Ma±0.14Ma)相近。新藏公路奇台达坂晚中新世火山岩的发现丰富了青藏高原西北缘晚新生代岩浆活动的资料,表明在晚中新世—上新世康西瓦—泉水沟一带火山活动非常频繁,并显示火山活动与大型断裂带运动的关系非常密切。     

循化盆地中新世沉积物粘土矿物的特征及其古气候指示

为揭示循化盆地沉积物对古气候及青藏高原隆升过程的指示作用, 采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)方法对循化盆地中新世沉积物中粘土矿物组成、微观形貌进行了深入研究.结果表明, 沉积物中粘土矿物以伊利石、蒙脱石为主, 绿泥石、高岭石和坡缕石含量较低; 粘土矿物相对含量及伊利石结晶度变化特征指示, 在23.1~21.2 Ma期间, 古气候以温暖潮湿为主; 21.2~14.3 Ma期间古气候以冷干为主, 出现短暂的相对暖湿时段; 14.3~10.6 Ma期间, 古气候以相对暖湿为主; 10.6~9.3 Ma时期, 气候以冷干为主; 9.3~5.2 Ma期间, 气候虽有冷干与暖湿波动, 但总体上以暖湿为主.在21.2 Ma和5.8 Ma时期发生的明显强降温事件, 可能与青藏高原的阶段性隆升有关.      

新藏公路奇台达坂晚中新世火山岩的发现及~(40)Ar-~(39)Ar定年

在新藏公路奇台达坂东约10krn、海拔5600m的晚三叠世花岗岩之上发现厚约10m的玄武岩和粗面英安岩.地球化学数据显示,该火山岩高碱,富集大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损重稀土元素,Eu中等负异常,高Sr,低Nd,属钾玄岩系列,可能源于壳幔混合层.测定全岩~(40)Ar-~(39)Ar坪年龄为8.27Ma±0.32Ma(900～1400℃,~(39)Ar累积释放量为66%),与受火山岩烘烤后花岗岩的磷灰石裂变径迹年龄(7.9Ma±1.0Ma)在误差范围内一致,表明该火山岩喷发于约8Ma的晚中新世,与相邻的大红柳滩火山岩的时代(7.97Ma±0.14Ma)相近.新藏公路奇台达坂晚中新世火山岩的发现丰富了青藏高原西北缘晚新生代岩浆活动的资料,表明在晚中新世-上新世康西瓦-泉水沟一带火山活动非常频繁,并显示火山活动与大型断裂带运动的关系非常密切.     

新藏公路奇台达坂晚中新世火山岩的发现及^40Ar-^39Ar定年

在新藏公路奇台达坂东约10km、海拔5600m的晚三叠世花岗岩之上发现厚约10m的玄武岩和粗面英安岩。地球化学数据显示,该火山岩高碱,富集大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损重稀土元素,Eu中等负异常,高Sr,低Nd,属钾玄岩系列,可能源于壳幔混合层。测定全岩^40Ar-^39Ar坪年龄为8．27Ma±0．32Ma（900-1400℃,^39Ar累积释放量为66％）,与受火山岩烘烤后花岗岩的磷灰石裂变径迹年龄（7．9Ma±1．0Ma）在误差范围内一致．表明该火山岩喷发于约8Ma的晚中新世,与相邻的大红柳滩火山岩的时代（7．97Ma±0．14Ma）~近。新藏公路奇台达坂晚中新世火山岩的发现丰富了青藏高原西北缘晚新生代岩浆活动的资料,表明在晚中新世-上新世康西瓦-泉水沟一带火山活动非常频繁。并显示火山活动与大型断裂带运动的关系非常密切。     

青藏高原西部措勤县中新世布嘎寺组钾质火山岩成因

通常认为青藏高原新生代钾质、超钾质岩浆源于地幔,但最近的一些研究显示一些钾质火山岩也可以起源于下地壳.青藏高原西部措勤县中新世布嘎寺组火山岩是一套钾质到超钾质的岩石,根据化学组成可以将它们分成中酸性和中基性两组火山岩,它们都属于钾玄岩系列.其中中酸性组火山岩具有一些类似于埃达克质熔体的成分特征,它们可能是拉萨地块下地壳相对富钾的镁铁质物质部分熔融的产物;中基性组火山岩可能起源于一个含金云母的地幔源区,或者是来自该地幔的基性岩浆的分异产物.对中酸性组火山岩高精度的氩-氩同位素定年获得其坪年龄为15.5Ma,证实布嘎寺组火山岩喷发在晚中新世.结合布嘎寺组火山岩的年龄、化学组成和区域构造以及岩浆组合,我们初步认为布嘎寺组火山岩可能与15～20Ma左右构造伸展活动产生的南北向地堑系统有关.     

山西左云火山岩剖面的系统K-Ar年代测定

左云火山岩面积超过 15 0 0km2 ,但是一直是年代学研究的空白地区 ,本文利用K Ar年代学方法对山西 内蒙古交界的新生代火山岩进行了较系统的年代测定 ,岩浆活动时代为中新世 ,火山岩剖面顶部年龄为 15 .13± 0 .0 8Ma ,底部年龄为2 3.90± 0 .33Ma,因此该火山岩应与大同、集宁地区的火山岩一样 ,同属于广义的中新世“汉诺坝玄武岩”。     

藏西北黑石北湖一带新近纪火山岩的特征及构造意义

青藏高原西北部黑石北湖一带发育的橄榄安粗岩系列火山岩具有由早到晚从基性到中性连续演化的特征，3期火山活动期次分明，以中心式喷发为主，K-Ar年龄分别为9．23Ma、3．19Ma和3Ma。该火山岩的稀土元素、微量元素、同位素组成特征与藏北其他地区的新生代火山岩基本相近。火山活动为新构造活动的响应，受控于青藏高原隆升过程中产生的走滑断裂。     

青藏高原新生代以来气候环境演化的粘土矿物学特征

为探究青藏高原的气候环境演化, 对青藏高原不同部位的盆地沉积物的粘土矿物特征进行深入系统的研究.结果表明, 古新世阶段—始新世阶段时期, 青藏高原古气候以行星风系居主导地位, 青藏高原北部以温暖和季节性干旱为特征.柴达木地区在~36 Ma的降温事件则明显早于全球降温事件(~34 Ma)近2 Ma.在渐新世(34~23 Ma)期间, 古气候以干旱炎热为特征, 但气温相对要低于始新世.在中新世—上新世(23.0~2.6 Ma)期间, 青藏高原北缘的柴达木、循化盆地均在~21.5 Ma发生气候变冷事件, 而8~7 Ma的气候变化事件遍及整个青藏高原.在藏南的吉隆盆地、青藏高原西北部的叶城盆地, ~1.8 Ma之前的盆地沉积物中仍然有相当高含量的蒙脱石, 说明这些地区在~1.8 Ma之前, 虽然总体上气候变冷、变干, 但仍然处于一种相对湿润的气候环境.      

青藏高原沱沱河盆地渐新-中新世沉积环境分析

沱沱河盆地保存着青藏高原内部至今发现最完整的渐新世至中新世连续沉积记录,由渐新世雅西措群(31.3～23.8 Ma)和早中新世五道梁群(23.8～21.8 Ma)组成,总厚度2 393 m.雅西措群主要为紫红色、砖红色砂岩、粉砂岩与泥岩韵律互层,五道梁群为一套内陆湖泊相泥灰岩、内碎屑灰岩和叠层石灰岩沉积.沱沱河盆地渐新-中新世沉积环境经历了3个阶段的演化:(1)早渐新世,以河流环境为主,古水流以北向为主,反映古气候条件比较干燥;(2)中晚渐新世,以湖泊环境为主,古水流以东北向为主,古气候条件相对温暖潮湿;(3)晚渐新世至早中新世,主要为湖泊环境,古水流转为南向,沉积岩性由雅西措群项部的砂泥岩互层为主转变为五道梁群的泥灰岩为主,反映当时的物源区发生重大转变,构造活动趋于稳定,古气候条件由温暖潮湿转为干燥.沱沱河盆地渐新-中新世气候和构造活动历史对于研究青藏高原早期隆升作用和全球气候变化都有重要意义.     

青藏高原沱沱河盆地渐新-中新世沉积环境分析

沱沱河盆地保存着青藏高原内部至今发现最完整的渐新世至中新世连续沉积记录,由渐新世雅西措群(31.3～23.8Ma)和早中新世五道梁群(23.8～21.8Ma)组成,总厚度2393m。雅西措群主要为紫红色、砖红色砂岩、粉砂岩与泥岩韵律互层,五道梁群为一套内陆湖泊相泥灰岩、内碎屑灰岩和叠层石灰岩沉积。沱沱河盆地渐新-中新世沉积环境经历了3个阶段的演化:(1)早渐新世,以河流环境为主,古水流以北向为主,反映古气候条件比较干燥;(2)中晚渐新世,以湖泊环境为主,古水流以东北向为主,古气候条件相对温暖潮湿;(3)晚渐新世至早中新世,主要为湖泊环境,古水流转为南向,沉积岩性由雅西措群项部的砂泥岩互层为主转变为五道梁群的泥灰岩为主,反映当时的物源区发生重大转变,构造活动趋于稳定,古气候条件由温暖潮湿转为干燥。沱沱河盆地渐新-中新世气候和构造活动历史对于研究青藏高原早期隆升作用和全球气候变化都有重要意义。     

西藏冈底斯当惹雍错-许如错南北向地堑的特征及成因

当惹雍错-许如错南北向地堑位于青藏高原冈底斯中部, 由一组南北向高角度正断层与夹其中间的当穹错、当惹雍错、许如错等3个湖泊盆地构成.地堑发育于中新世晚期, 一直活动到全新世.沿着地堑边缘分布中新世碱性火山岩.白榴石响岩的K-Ar年龄为12.6Ma, 其岩石化学特征显示出陆内伸展构造环境.地堑内部发育晚更新世至全新世的湖相沉积物.当惹雍错-许如错地堑是在青藏高原板内构造隆升过程中, 层流加厚的下地壳热垫作用导致上地壳发生伸展作用, 随着青藏高原地壳物质的东流, 南北向伸展作用转向东西向伸展作用, 形成近南北走向的地堑.      

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。     

青藏高原东缘非刚性书斜式断层模型的物理模拟实验研究

印度板块和欧亚板块碰撞导致青藏高原垂向上整体快速隆升的同时,也导致东缘被断裂分割的块体沿着大规模走滑断裂的横向滑移,这也是青藏高原演化变形的两种端元模型:大陆逃逸模式和地壳增厚模式。本文设计了三种非刚性书斜式断层模型,运用粒子速度场成像技术(PIV, Particle Image Velocimetry)监测模型表面变形。实验结果表明,非刚性块体边界受力前后,位移场、速度、剪应变和面应变会有明显的不同。根据实验结果主要得出两点结论:①青藏高原东缘的变形是连续的,块体内部发育了冲断带、裂谷系统和右行走滑断裂系统;②自中新世以来,青藏高原东缘主要经历了两阶段的演化,早中新世-晚中新世(22～8Ma),既有左行走滑活动,也有块体的顺时针旋转,形成了近东西向的祁连山-南山冲断带、积石山冲断带、祁漫塔格冲断带、渭河地堑以及近南北向的右行走滑断裂;晚中新世(8Ma)以来,块体旋转量极少,主要以左行走滑断裂为主,发育了近南北向的冲断带和裂谷系统。     

青藏高原东北缘小水子地区晚中新世-上新世生态演化及其意义

晚中新世-上新世古生态演化是探讨构造-气候-生态环境相互耦合作用的热点议题,该时段不同区域C₄植物是否发生大规模扩张及其在时空维度上如何演化等问题尚存争议。以青藏高原东北缘小水子红黏土为研究对象,基于总有机碳同位素重建了小水子地区晚中新世-上新世（6.7~3.6 Ma）的植物生态型,并结合周边结果对C₃/C₄植被时空演化进行综合对比研究。研究表明：小水子地区晚中新世-上新世以C₃植被为主（平均丰度95%）,伴生小部分C₄植被;C₄植被在空间上以六盘山为界呈现东多西少模式,南北方向上在37°~38° N范围内达到峰值;从时间演化序列上来看,4 Ma前小水子地区生态演化与黄土高原大致相同,晚中新世C₄植被含量较高、C₃植被含量较低,上新世早期C₄植被减少、C₃植被增多,大气CO₂浓度与区域降水变化可能是植被演化的主要影响因素;4 Ma左右夷平面区域构造活动可能导致了小水子地区C₄植被差异性演化。     

西藏拉萨地块高镁超钾质火山岩及对南北向裂谷形成时间和切割深度的制约

青藏高原拉萨地块南北向裂谷中发育少量中新世高镁超钾质火山岩,岩石具有较高的SiO2含量(53%~50%),同时具有极高的K2O(7%~6%)、MgO(11%~8%)、Cr(500×10-6~400×10-6)、Ni(400×10-6~260×10-6)含量,较高的放射性成因87Sr/86Sr(0.7265~0.7199)、非放射性成因143Nd/144Nd(0.511844~0.511769)比值,δ18OVSMOW值较高,变化范围很大(10.4‰~6.4‰),其源区为加入了大量俯冲印度地壳的富集地幔。40Ar/39Ar同位素年龄指示他们喷发时代为17~13Ma。结合正断层与火山岩的切割与覆盖关系,指出高原正断层强烈活动时间为23~13Ma,持续了~10Ma,伸展速率为5.6±3.0mm/a。高镁超钾质火山岩与裂谷在时间上的一致和空间上的重合,指示高镁超钾质火山岩与裂谷的形成演化密切相关,高原裂谷系统的建立是由于俯冲印度地壳的断离造成的高原岩石圈的伸展破裂,其活动时期分为2个阶段,首先伴随高原隆升(23~13Ma),随后在重力作用下,促使高原垮塌(13Ma~现在)。