晚新生代黄河上游地貌演化与青藏高原隆起

黄河上游地貌和新生代地层研究表明,30～3.4Ma是一个构造长期稳定、气候炎热和红色盆地广泛发育的时期,形成分布很广的夷平面,即青藏高原的主夷平面,上有风化壳及古岩溶残留。3.4Ma开始,青藏高原整体抬升,主夷平面被分割、解体,盆地中红色碎屑建造强烈变形,开始以扇砾岩为主的内陆磨拉石沉积。其后,在2.5Ma和1.7～1.66Ma相继发生强烈隆升,青藏高原地貌总轮廓形成,黄河现代水系格局出现,总称之为青藏运动(A,B,C三幕)。随后,黄河及其支流发育一系列阶地,记录了青藏高原阶段性隆升及黄河溯源侵蚀的全过程。     

黄河中游河流阶地的对比及阶地系列形成中构造作用的多层次性分析

黄河在流经青藏市原东北缘海原－同以弧形构造区的过程中,发育了多达10－21组的斯座和侵蚀型阶地,其最大拔河高度为40lm,最高阶地的发育年代为1．57MaBP。通过对该区米家山、车木峡和黑山峡河口3处黄河阶地以及我国北方大范围内河流阶地的对比分析发现,河流阶地系列形成中在构造作用上具有多层次性特征,即它包含了不同范围或规模和不同级次构造隆升作用所导致的阶地。研究区的黄河阶地系列可以划分为3个层次。其中,第一层次的阶地共有6级,为我国北方大范围内同期形成的阶地,它们代表1．6Ma以来青藏高原阶段性隆升的次数,其隆升幅度由西向东逐渐减小;第二层次的阶地共有5级,为海原－天景山构造区内同期发育的阶地,它们代表1．6Ma以来该构造区本身自隆升的次数和幅度;第三层次阶地为发育在米家山东坡的10级不同期阶地,它们代表1．6Ma以来海原构造山地独自的抬升的次数和幅度。阶地发育时间与黄土－古土壤序列的对比还表明,反映青藏高原大范围构造隆升的第一层次阶地与气候变化之间有很好的可对比性,其形成年代均与相应古土壤发育时间的间冰期对应,暗示导致河流下切的在范围构造抬升与强干冷期后同样可导致河流下切的气候暖湿期紧密相关,它们共同组成了构造－气候旋回。第二层次和第三层次阶地的形成时间与气候变化之间无统一特定的关系,显示它们的形成更主要的受控于天景山块体和海原构造带的隆升作用。因此,研究区的河流阶地主要可分为2种成因类型。一种是在大范围构造抬升和气候变化联合作用下形成的构造－气候旋回阶地,此类阶地分布范围广,具有区域间的可对比性;另一种是以局部构造抬升为主导因素形成的脉动式构造旋回阶地,此类阶地的分布受 控于活动构造带,在构造区带内自成体系,不具有区域间的可对比性。     

最近14 Ma青藏高原东北缘阶段性隆升的地貌证据

对青藏高原东北缘代表性的河流阶地-风成堆积序列进行了沉积学、地貌学和年代学的综合调查研究, 获得了最近14 Ma以来高原东北缘阶段性隆升的新证据和新认识. 湟水流域西宁-互助地区至少发育了11级典型的河流阶地(除第1级阶地T1外, 全部为基座阶地). 测试了阶地上覆风成黄土-红粘土序列的1030块古地磁样品、16块释光样品和4000多个粉末样品, 结合地貌发育和地层结构分析表明, T11, T10, T8, T7, T3, T2和T1分别形成于距今约14, 11.3, 1.55, 1.2, 0.15, 0.07和0.01 Ma. 基于沉积物分析和地貌发育过程的研究证实, 这里的河流阶地以构造抬升驱动为主, 以气候变化对河流阶地发育的影响为辅. 因此, 西宁盆地的阶地序列指示了14 Ma以来高原东北缘的多次阶段性抬升, 其中, 在距今14, 11.3, 1.2和0.15 Ma的构造抬升是明显的. 青藏高原东北缘西宁-互助地区的河流在中新世数百万年时间内(T11到T9)下切不到100 m, 而在更新世1.2 Ma以来(T7以来)下切了432 m, 指示了该地区在晚新生代后期加速隆升的事实. 湟水流域在1.55~1.2 Ma之间有一次大的水系格局调整. 在此之前, 古河流流向是西偏南, 之后流向为东偏南, 这次水系调整与构造活动有关.     

渭河陇西段第七级阶地年代的确定及其构造意义

昆黄运动是发生在中更新世时期青藏高原及其邻区一次重要的构造抬升事件,河流阶地及地层记录能够较好地反映这次构造事件。渭河陇西段第七级阶地沉积了104.5m厚的黄土,通过对其上覆黄土剖面的古地磁、粒度研究表明,此级阶地形成年代为距今870ka,阶地拔河高度说明自中更新世以来地面至少抬升了205m,其抬升速率约为0.2m/ka。这次构造事件在时间上与昆黄运动相一致,是对青藏高原强烈抬升的响应。     

藏南乌郁盆地晚新生代沉积序列的时代及其区域构造意义

青藏高原的古高度及其时代迄今仍是青藏高原研究的重大课题. 通过对乌郁剖面近 145 m水平地层的磁性地层学研究和下伏火山岩定年, 建立了乌郁盆地15~2.5 Ma时段的年代地层学框架和盆地发育历史. 研究表明, 15 Ma以来乌郁经历了3个重要的构造发展阶段. 15~8.1 Ma 期间, 乌郁盆地发生了强烈的火山构造作用, 其中包括至少3期强烈的火山喷发并使地层倾斜、 褶皱. 其后, 盆地进入较长的构造平静期, 发育了8~2.5 Ma湖相沉积序列. 2.5 Ma期间, 乌郁盆地经历了一次较强的东西向拉张, 产生了南北向断裂, 结束了湖泊沉积, 沿断裂发育了河流. 与吉隆盆地对比结果表明, 8 Ma以来喜马拉雅造山带和冈底斯造山带经历的构造作用有高度的一致性. 因此, 上述3个不同的构造阶段具有区域性意义. 研究结果为深入探讨中新世以来藏南地区古气候环境演化和高原隆升历史提供了重要的年代学依据.     

宁夏沙坡头黄河大弯的成因分析

黄河在宁夏沙坡头形成了"几"字形河曲地貌,并在河曲凸岸发育了3级河流阶地。本文针对沙坡头大弯河流阶地特征、阶地年龄,以及大拐弯的成因进行了分析,探讨本区地貌发育的机制。结果表明:(1)沙坡头大弯3级河流阶地形成的主要原因是构造抬升作用,气候变化对此处阶地形成的作用不明显。在区域新构造活动强烈的背景下,约中更新世末期中卫盆地开始抬升,黄河河道被固定,河流下切形成本区的最高阶地T3;约在70kaB.P.、8kaB.P.形成T2、T1阶地。(2)沙坡头黄河大拐弯是由香山—天景山断裂左旋走滑位错,以及水流受地球自转偏向力的河流内生动力共同作用的结果,并且河流的内生动力作用远大于前者的贡献。     

青藏高原东北缘地区晚第四纪水系沉积物年代标尺的初步研究

对青藏高原东北缘地区河流阶地资料的对比研究表明,阶地的高度与阶地的形成年代之间具一定相关性,同时,阶地的形成年代与黄土剖面中古土壤年代完全可以对比,因此,以阶地的高度代替阶地级数,并借用兰州地区黄土标准剖面的古土壤年代,建立了青藏高原东北缘地区晚第四纪水系沉积物的年代标尺。阶地抬升速率研究表明,大约自１５０万ａ以来,青藏高原东北缘地区正在进行着持续的构造抬升,并且呈越来越快的趋势     

忻定盆地晚更新世晚期的一次构造运动

忻定盆地是山西地堑系北部的一个张性断陷盆地,第四纪构造运动活跃。野外调查表明,盆地内晚更新世晚期经历了一次较强的构造运动,它使得断块山地进一步抬升,中止了末次冰期鼎盛期的一次河流加积过程,位于断裂上升盘的洪积扇扇顶部分也被抬升为洪积台地,山前形成了十几米到几十米的断层陡崖;构造运动还导致断层上升盘河流下切,形成了Ⅱ级阶地。黄土-古土壤时间标尺和多种方式的测年结果表明这次构造运动开始于距今2万年左右     

南秦岭大巴山北缘山间盆地水系演化

河流袭夺对地貌发育以及人类迁徙等均有着重要的意义.在秦巴山地区域,一直以来存在嘉陵江袭夺汉江的观点,但有很大争议.本文通过地貌指数和碎屑锆石U-Pb年龄谱相结合,探讨了秦巴山间盆地水系格局的演化过程,认为伴随着古长江的演化,汉江自东向西逐步袭夺南北向嘉陵江流域.在地貌证据上,石泉-安康盆地内发育不适称宽阔谷地和一系列风口;河谷形态和河谷宽高比(Vf)显示可能存在两次快速下切过程.流域高程积分(HI)反映地貌自西向东逐渐由老年期转向幼年期阶段.χ值显示分水岭向月河一侧迁移,月河在逐渐萎缩.沉积记录上,锆石U-Pb年龄谱显示了物源的变化,盆地内高海拔河流阶地沉积物显示了3个锆石年龄峰值(200~250、400~505、700~900Ma),并以印支期峰值(200~250Ma)为主,而近代水系沉积物锆石年龄仅显示晋宁期(700~900Ma)的单峰值.综合研究表明,区域内水系发生了两次主要的河流袭夺:(1)古汉江切穿区域挤压脊自东向西袭夺汉中盆地水系(古嘉陵江水系);(2)随着石泉-安康盆地内分水岭隆起,南侧支流袭夺干流,形成现代汉江上游水系格局.在这一过程中,区域性走滑断裂及其伴生的挤压抬升起着控制作用,上游次级流域的演化滞后于主河道对构造和袭夺的响应.结合秦岭地区古人类研究,河流袭夺造成宽阔谷地的沟通,可能为古人类沿河谷深入秦巴山地提供了便利的地貌条件.     

渭河流域河流下切速率及其构造意义

基于河流阶地高度和阶地形成年代数据,通过二者的线性拟合方法得到了渭河不同河段及其支流的下切速率,结果表明河流在陇西盆地的下切速率明显高于渭河盆地,可能反应了西秦岭北麓构造活动西高东低的特点。     

罗云山山前断裂带阶地调查研究及其构造意义

罗云山山前断裂带位于山西临汾盆地西侧,控制着盆地的西界.对罗云山山前断裂带8条冲沟的阶地测量资料的研究表明:该断裂带冲沟发育T1～T5五级阶地.T1 阶地拔沟3m左右,T2 阶地拔沟8～10m,T3 阶地拔沟20m左右,T4 阶地拔沟30m左右,T5 阶地拔沟40～50m.阶地测年数据及断错地貌调查表明:罗云山山前断裂带在晚第四纪以来有过多次活动.晚更新世中晚期以来阶地的抬升速率为0.41 mm/a,全新世以来抬升速率为0.75mm/a.罗云山山前断裂带冲沟阶地从晚更新世中晚期到全新世抬升速率有逐渐增大的趋势,反映该断裂带自晚第四纪以来构造抬升作用逐渐加强,这与临汾盆地从晚更新世晚期到全新世沉降速率也有增大的趋势比较一致.     

秦王川盆地西缘断裂活动性综合研究及盆地成因分析

秦王川盆地西缘断裂发育于陇中盆地地震构造区内部,本文对其进行了综合研究。浅层人工地震探测表明,该断裂在最小埋深130m处有显示,联合钻探结果表明该深度处为新近纪湖相沉积地层,泥岩层顶面向盆地方向呈斜坡状,槽探未揭露出断层。综合研究表明该断裂发育在新近纪地层内部,并未上穿第四纪沉积物,属于前第四纪隐伏断层。秦王川盆地在古近纪—新近纪山间泛湖盆的基础上,由于区域构造应力不均匀挤压抬升,形成山间负向地形,成为第四纪多变环境下河流堆积的拗陷盆地。秦王川盆地西缘断裂不具有控制中强地震空间分布的作用和形成地表破裂的能力,对盆地的构造稳定性不构成影响,亦不影响兰州新区的规划发展。     

乌鲁木齐河河谷地貌与天山第四纪抬升研究

乌鲁木齐河谷出山口分布400多米厚的沙尔巧克砾石层, 是本段天山隆升形成的磨拉石建造. 一次扩大边界的构造抬升事件使沙尔巧克砾石层堆积终止, 于其前缘发生褶皱断裂, 并开始下切. 砾石层顶部测年表明, 这一时间发生于1148 kaBP, 应该是天山对青藏高原昆-黄运动的响应. 此后是河流反复切割和堆积的阶地形成时期, 共形成9级阶地. 运用ESR和TL测年技术, 第3级阶地与后峡至二营第2级阶地堆积于氧同位素6阶段, 5, 6级阶地分别堆积于338 ka和562～591 kaBP. 同位素12阶段发生最早的高望峰冰期.     

黄土高原黄土-古土壤序列与青藏高原隆升

根据地层记录,对黄土高原黄土-古土壤序列所反映的构造气候旋回与青藏高原冰碛-古土壤序列所反映的隆升过程进行对比,表明它们在地球轨道偏心率的准0.4Ma周期变化方面具有大致同步的相位关系。在此基础上,初步探讨了黄土-古土壤序列记录的东亚古季风变迁和古季风气候递变,对青藏高原隆升及其下垫面变性的响应。     

晚新生代黄土高原风尘堆积序列的磁性地层年代与古气候记录

对黄土高原较完整的晚新生代风尘堆积序列的磁性地层研究表明 ,风尘堆积成壤序列开始发育的时代约为 7.2Ma,如果认为亚洲季风气候的起源与青藏高原的高度密切相关的话 ,风尘堆积在 7.2Ma的出现则可能意味着青藏高原在此时达到了有意义的高度 ,东亚古季风环流基本建立 .黄土高原的红粘土序列由 7个显著的红色黄土层以及与其相间的 7个古土壤组合组成 ,它们记录了 7.2～ 2 .6Ma的晚第三纪东亚古季风演变的历史 .     

渤海湾盆地济阳坳陷新生代裂后不整合、加速沉降事件及其成因浅析

为了考察渤海湾盆地济阳坳陷新生代裂后不整合及加速沉降事件并探讨其成因机制,利用悬臂梁模型和二维挠曲回剥模型的正反演模拟,对济阳坳陷2条NS向剖面新生代的构造演化进行了重建.正演计算表明,要反映14 Ma的盆地结构,需要叠加断陷阶段及裂后不整合时期发生的构造抬升事件,叠加的构造抬升量在坳陷东北部比西南部大;反演计算表明,要恢复到14 Ma的盆地结构,按照断层估算的拉张系数产生的热沉降不足以恢复当时的古水深,如果要通过人为增加构造沉降以恢复到14 Ma的古水深,那么坳陷东北部比西南部需要更大的沉降量.结果说明,济阳坳陷在新生代发育时,除了水平伸展产生的岩石圈被动减薄外,可能还叠加了垂向因素引起的岩石圈主动减薄;14 Ma以来发生的裂后加速沉降有从坳陷东北部向西南部推进的趋势.分析表明除了水平伸展诱发软流圈热扰动及随后快速热衰减外,岩石圈拆层作用、岩石圈地幔交代作用等主动因素,也会产生裂后不整合及加速沉降事件.     

阿尔金断裂带东段晚更新世阶地沉积物红外释光测年及其构造意义

对流经阿尔金断裂带东段的段家沙河、疏勒河和踏实河的阶地沉积物进行了细颗粒多测片红外释光(IRSL)测年,初步确定了晚第四纪各级阶地的形成年代和构造抬升速率。疏勒河在昌马盆地南缘发育7级阶地,光释光测年结果显示这些总高度超过100m的阶地可能主要形成于数万年以内,抬升速率约为2.5mm/a;照壁山峡谷疏勒河保留有5级阶地,大致形成于20万年前,阶地的抬升速率约为0.7mm/a;段家沙河在红柳峡上形成4级阶地,形成于距今7万年以来,其抬升速率约为06mm/a     

鄂尔多斯盆地东缘紫金山侵入岩热演化史与隆升过程分析

运用LA-ICP MS锆石U-Pb定年、角闪石和黑云母⁴⁰Ar-³⁹Ar定年、锆石和磷灰石裂变径迹(FT)分析等构造热年代学研究方法,探讨分析了鄂尔多斯盆地东缘紫金山侵入岩的热演化历史及其抬升冷却过程.紫金山侵入岩主要由次透辉二长岩和正长岩组成,锆石U-Pb测年给出的岩浆侵位-结晶年龄为136.7 Ma,角闪石和黑云母⁴⁰Ar-³⁹Ar测年获得的岩浆结晶-固结年龄集中在133.1~130.4 Ma,表明紫金山侵入岩主要形成于早白垩世的136.7~130.4 Ma.侵入岩T-t轨迹与磷灰石FT模拟热史路径综合揭示了鄂尔多斯盆地东缘紫金山侵入岩抬升冷却的三个构造热演化阶段:1) 136~120 Ma侵位岩浆结晶-固结阶段,岩体平均冷却速率高达52 ℃/Ma;2) 120~30 Ma岩体相对缓慢抬升冷却阶段,平均抬升冷却速率为2.5 ℃/Ma;3) 30 Ma以来岩体快速抬升冷却阶段,平均抬升冷却速率3.6 ℃/Ma,尤以近10 Ma以来的快速抬升冷却最为显著,抬升冷却速率接近7 ℃/Ma.结合区域构造动力学环境分析认为,鄂尔多斯盆地东缘的紫金山岩浆活动与华北克拉通早白垩世构造体制转换过程的大规模岩浆活动属于相同时期、统一构造作用的产物,早白垩世末期以来由慢到快的差异抬升过程主要受控于华北克拉通东部(古)太平洋体系与其西南部特提斯体系之间相互联合、彼此消长的构造作用.     

兰州秦王川盆地形成和演化特征的初步研究

通过对兰州市秦王川盆地东西二侧陷伏断裂的探测及区域河流阶段地的对比。研究了该盆地的形成和演化特征。结果表明,秦王川盆地形成于第三纪,在中更新世晚期由于受东西二侧边界断裂挤压逆冲活动的影响而成为一个封闭式的断陷盆地,中更新世晚期－晚更新世早期金强河及黑马圈河沿盆地二侧古侧河道穿过秦王川盆地,注入黄河,从而使盆地内堆积了较厚的冲洪和砂砾石层,晚更新世晚期－全新世早期由于坪城盆地的持续抬升,河流改道,使     

合肥盆地构造热演化的裂变径迹证据

运用裂变径迹分析方法,探讨分析了合肥盆地中新生代的构造热演化特征. 上白垩统和古近系下段样品的磷灰石裂变径迹（AFT）数据主体表现为靠近部分退火带顶部温度(±65℃)有轻度退火,由此估算晚白垩世至古近纪早期合肥盆地断陷阶段的古地温梯度接近38℃/km,高于盆地现今地温梯度(275℃/km).下白垩统、侏罗系及二叠系样品的AFT年龄(975～25Ma)和锆石裂变径迹(ZFT)年龄(118～104Ma)均明显小于其相应的地层年龄,AFT年龄－深度分布呈现冷却型曲线形态,且由古部分退火带、冷却带或前完全退火带及其深部的今部分退火带组成,指示早白垩世的一次构造热事件和其随后的抬升冷却过程. 基于AFT曲线的温度分带模式和流体包裹体测温数据的综合约束,推算合肥盆地早白垩世走滑压陷阶段的古地温梯度接近67℃/km. 径迹年龄分布、AFT曲线拐点年龄和区域抬升剥蚀时间的对比分析结果表明,合肥盆地在早白垩世构造热事件之后的104Ma以来总体处于抬升冷却过程,后期快速抬升冷却事件主要发生在±55Ma.