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。     

兰州地区新生代最老的风成沉积

黄土高原西部风成沉积的研究,是近年古气候研究的重要问题之一,但对新生代风成沉积底界的认识仍存在争议。渐新世晚期发育于兰州地区的咸水河组的岩性特征与黄土高原的风尘沉积有相似的特征,对其进行系统的沉积相和沉积环境研究对认识黄土高原西部早期风尘沉积有重要意义。本研究对兰州以北厚约916m的凤凰山剖面进行了岩石磁学、粒度、成份分析和电镜等多种分析,初步结果表明,咸水河组大部分黏土没有水平层理,其粒度概率分布曲线、概率累积曲线、组成特征和磁化率、元素含量及扫描电镜与典型黄土、古土壤和红黏土非常相似,为风成沉积,是目前发现的兰州地区新生代最老的风成沉积。这套黏土的色调和磁化率等环境代用指标与黄土高原的第四纪黄土接近,指示了第三纪早期一个低温干旱的地质环境。咸水河组中出现的砂砾石层,以颗粒大、分选差、一般无水平层理或层理不明显为特征,其粒度概率曲线、累积概率曲线与典型河流沉积物非常相似,是河流沉积物,指示了多期河流发育,可能与青藏高原的隆升有关。     

青藏高原东缘湖相沉积和黄土高原黄土沉积磁化率与粒度相关性对比*

为探讨构造稳定地区(如黄土高原)和构造活跃地区(如青藏高原东缘)粉尘沉积物中磁化率(SUS)与粒度的相关性及其对环境事件的指示意义,本次研究分析了黄土高原蓝田剖面黄土—古土壤样品和青藏高原东缘湖相沉积样品的粒度和磁化率记录。黄土高原黄土—古土壤沉积SUS与2~10 μm粒度组分最强正相关,青藏高原东缘湖相沉积的SUS与2~10 μm粒度组分最强负相关,反映2~10 μm粒度组分为黄土高原和青藏高原乃至亚洲干旱—半干旱地区连续稳定敏感的背景沉积组分。黄土高原黄土—古土壤沉积的SUS与32~63 μm粒度组分最强负相关,青藏高原东缘湖相沉积的SUS与32~63 μm粒度组分最强正相关,反映32~63 μm粒度组分不仅是黄土高原尘暴事件沉积的敏感指标,也是青藏高原东缘湖相沉积记录的地震事件敏感指标。SUS与粒度组分的相关性在青藏高原东缘地区地震事件层开始部分高于结束部分,也较好地反映地震事件为研究区添加新鲜沉积物后随地形地貌恢复逐步减少的过程。SUS与粒度组分相关性也受当地物源的影响。     

青藏高原东缘湖相沉积和黄土高原黄土沉积磁化率与粒度相关性对比*

为探讨构造稳定地区(如黄土高原)和构造活跃地区(如青藏高原东缘)粉尘沉积物中磁化率(SUS)与粒度的相关性及其对环境事件的指示意义,本次研究分析了黄土高原蓝田剖面黄土—古土壤样品和青藏高原东缘湖相沉积样品的粒度和磁化率记录。黄土高原黄土—古土壤沉积SUS与2~10 μm粒度组分最强正相关,青藏高原东缘湖相沉积的SUS与2~10 μm粒度组分最强负相关,反映2~10 μm粒度组分为黄土高原和青藏高原乃至亚洲干旱—半干旱地区连续稳定敏感的背景沉积组分。黄土高原黄土—古土壤沉积的SUS与32~63 μm粒度组分最强负相关,青藏高原东缘湖相沉积的SUS与32~63 μm粒度组分最强正相关,反映32~63 μm粒度组分不仅是黄土高原尘暴事件沉积的敏感指标,也是青藏高原东缘湖相沉积记录的地震事件敏感指标。SUS与粒度组分的相关性在青藏高原东缘地区地震事件层开始部分高于结束部分,也较好地反映地震事件为研究区添加新鲜沉积物后随地形地貌恢复逐步减少的过程。SUS与粒度组分相关性也受当地物源的影响。     

柴西红沟子地区晚新生代岩石磁学特征及对青藏高原北缘隆升的响应

柴达木盆地为青藏高原东北缘的一个内陆沉积盆地,发育了巨厚的中-新生代沉积地层,这些地层记录了盆地及周缘山地的构造、环境演变历史。本文通过对柴达木盆地西北部红沟子地区晚新生代天然剖面沉积物岩石磁学的研究,表明在约9.8 Ma磁化率值突然增大,同时沉积物中磁铁矿的含量也明显增加。结合剖面沉积物岩相、岩性及沉积速率等分析,依据沉积物磁学性质与环境变化和构造运动之间的关系,我们认为该地区晚新生代物源变化,可能是造成岩石磁学特征在大约9.8 Ma变化的主要原因,同时可能还暗示了青藏高原东北缘一次强烈的构造隆升事件,阿尔金山作为柴达木盆地的物源之一,也响应了此次构造运动,隆升到了一定高度使剥蚀速度增加,这一过程被柴西地区的红沟子构造所记录。     

早更新世以来青藏高原隆升作用在塔里木盆地腹地的响应

自约55Ma印度-欧亚板块碰撞,青藏高原经历持续挤压,发生多次阶段性隆升作用.晚新生代以来强烈隆升作用不仅造就了青藏高原北部强烈的构造变形效应,还引起了大规模的干旱化.位于塔里木盆地腹地(N38° 40.911′,E80°18.484′)的玛扎塔格褶断带东西向延伸约300km,南缘发育出露连续、完全的早更新世地层,岩性主要以灰黄色泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩为主,含有薄层粗砂岩及砾岩.本文延展了原来研究剖面,共采集古地磁样品90块共9个采点.系统热退磁结果揭示出了正反极性,高分辨率的磁性地层学及野外磁化率研究确定研究剖面时代约为2.2～0.1Ma,对玛扎塔格整个剖面地层的年龄控制提供了限定.利用MS2磁化率仪对野外剖面现场测量,采集209米695点数据.通过与深海氧同位素比对分析,说明磁化率结果不仅较好揭示了全球气候变化,还精确记录了约1.8Ma、1.2Ma、0.9Ma、0.65Ma等多期构造活动,并且直接证明年龄约0.05Ma的地层发生了较强构造变形.青藏高原早更新世以来隆升过程具有脉冲特征,约0.9Ma的强烈隆升使主体达到冰冻圈,起到的屏障效应使塔里木盆地开始较快速干旱化,同时为黄土高原提供了更多风尘物质和增强了对粉尘的搬运能力,导致巨厚的粗粒上砂岩层L9形成.     

京山屈家岭地区全新世中晚期环境变化及其对人类活动的影响

通过对江汉平原北部的野外考察,结合屈家岭剖面粒度、Rb/Sr比值、磁化率和已有孢粉结果的综合分析,揭示了该地区全新世中晚期沉积环境和气候变化特征。结果表明,该剖面沉积物中粉砂(62.5～4μm)、粘粒(<4μm)约占其总量的95%以上,属于略含细砂的粘土质粉砂,概率累积曲线以三段式为主。结合地貌和岩性分析,确认该剖面以河流相沉积为主。沉积物粒度组成以粒径<30μm组分为主,同黄土的众数组分类似。也有部分样品的概率累积曲线呈现出北方黄土和下蜀黄土多见的两段式,但概率累计曲线段的斜率和中、细粒组分的相对含量都同黄土有差异。粒度组成方面同黄土沉积的某些相似特征说明,青木垱河流域广泛分布的黄土沉积可能影响了该剖面的沉积特征。沉积样品的磁化率、Rb/Sr比值和已有的孢粉分析结果反映的气候变化趋势基本上是同步的。5.2kaBP以来屈家岭遗址附近区域气候变化可以分成3个阶段:5.2～4.2kaBP期间,是较为温暖湿润的时期,水热条件好于现在,后期暖湿程度有波动性降低的趋势;4.2kaBP开始气候暖湿程度明显下降,气候转向干凉;2.0kaBP以来,本地区气候暖湿程度有所回升。该地区包括气候在内的环境变化,一定程度上影响了新石器晚期文化的演化历史。     

柴西红沟子地区晚新生界磁组构的特征和意义

柴西地区发育良好的新生代地层是对青藏高原隆升和环境变化的共同响应。对红沟子剖面新近系磁化率各向异性的测量分析认为,沉积物磁组构参数既揭示了沉积盆地及其周缘山地的环境变化特征,又反映了源区构造事件对沉积物及区域环境变化的制约。大量证据表明,柴西地区晚新生代环境变化以及地质构造演化主要经历了三个阶段:Ⅰ阶段(>16.5~14.2 Ma)构造活动强、气候干燥;Ⅱ阶段(14.2~9.8 Ma)早中期构造稳定、环境变化平稳,晚期构造活动加强;Ⅲ阶段(9.1~4.8Ma)早期构造活动加强,中期构造、环境较稳定,晚期则变化较大。     

宁夏固原寺口子剖面色度记录的29 Ma以来气候演化

宁夏自治区南部固原寺口子剖面位于青藏高原东北缘,记录了青藏高原隆升、扩展与区域气候变化之间的相互作用过程,重建该地区气候演化历史对于揭示高原隆升与全球气候变冷对亚洲大陆腹地干旱化的影响具有重要意义。通过对寺口子剖面晚渐新世—第四纪地层沉积物色度(a~*、b~*、L~*)的系统测量,建立了29～0.5 Ma颜色指标变化序列,结合研究区内已发表的磁化率、孢粉和总无机碳数据,揭示出该区域气候经历了四个阶段:29～24.8 Ma为最湿热阶段、23.8～18 Ma为较湿热阶段、18～5 Ma为逐渐变冷阶段、5～0.5 Ma为快速变冷阶段。剖面记录了25～24 Ma、18 Ma、5 Ma两次显著的气候变冷事件和3 Ma气候变暖事件。结合青藏高原东北缘新生代盆地气候代用指标,发现这些气候变冷事件和3 Ma气候变暖事件具有区域性。通过对比深海氧同位素记录、北太平洋粉尘通量记录、青藏高原构造隆升事件和研究区气候演化特征,我们认为青藏高原隆升和全球气候变化共同控制了区域气候演化,但在不同时期所起作用有所差异。     

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。     

青藏东北缘早第三纪盆地充填的沉积型式及构造背景--以囊谦和下拉秀盆地为例

一系列中小型早第三纪红色盆地出露于青藏高原的东北缘,它们是在印度-欧亚板块碰撞过程中因陆壳变形和高原隆升产生的。典型早第三纪盆地的地质填图和详细的沉积学研究,及构造、沉积和岩浆热事件的综合分析表明,这些盆地具有两阶段构造-沉积特征,即早期受控于逆冲挤压背景,盆地接受底部冲积扇体系的粗碎屑岩段沉积,局部伴有岩浆活动;晚期受控于走滑-拉分背景,盆地充填湖泊-三角洲体系的含膏砂泥岩段夹薄层灰岩,并伴有广泛的岩浆作用。青藏东北缘早第三纪盆地在盆地构造格架、沉积层序结构、沉积物组成和岩浆活动等方面均存在明显的阶段性演化。盆地古水流统计和岩浆岩4 0 Ar/ 3 9Ar定年结果表明,青藏东北缘早第三纪盆地沉积物主要形成于始新世晚期-渐新世早期 (38～ 2 9Ma)。盆地沉积型式和岩浆活动受印度-欧亚板块碰撞早期逆冲挤压和走滑-拉分构造格局的控制。     

青藏高原西北缘盆山过渡带陡坡地貌的形成时代与成因

平均海拔大于4500 m的青藏高原,是通过高原边缘的陡坡地貌与海拔低于1500 m的周缘盆地或平原相连接的,这些围绕高原的陡坡地貌是何时、如何形成的呢？本文通过对西昆仑山中段北缘主逆冲断层上盘陡坡地貌区9件磷灰石样品的裂变径迹年龄与长度分析表明：在海拔3900～4635 m的陡坡地貌中的裂变径迹样品年龄为6.2±1.4 Ma～0.9±0.3 Ma,呈现“上新下老”的反序分布特征; 而通过热历史模拟显示约5 Ma,约3～2 Ma,约2～1 Ma 和约1 Ma该地区出现多阶段的隆升与剥露。结合前人研究成果和野外地质的观察认为,现今青藏高原西北缘陡坡地貌的形成是中新世晚期以来高原边界叠瓦状断裂系经历了约8 Ma、约5 Ma、约3～2 Ma、约2～1 Ma和约1 Ma多阶段后展式逆冲运动的结果,这为青藏高原周缘陡坡地貌的形成和青藏高原的隆升时代与型式提供了关键的热年代学约束。     

祁连山新生代古海拔变化的碳氧同位素记录

祁连山构成青藏高原的北东边界,是研究青藏高原的隆升与向内陆扩展的关键区域,利用新生代湖相沉积的碳氧同位素组成估算祁连山古海拔对认识青藏高原的隆升有重要意义。在中祁连陆块不同地点出露的始新统、渐新统、中新统和中晚更新统分别取样并进行碳氧同位素分析,估算相应地质时期的古年均温和古海拔高度。结果表明,祁连山地区古近纪的海拔约为2711 m,中新世早期的海拔为2848 m左右,中新世中晚期祁连山海拔达到约3586 m,中晚更新世祁连山的古海拔约为3790~3890 m。古近纪祁连山的海拔较低,但已经构成了青藏高原的东北边界;中新世中晚期祁连山强烈隆升,形成了盆-山构造地貌格局;第四纪祁连山地壳重新活跃并呈阶段性快速隆升,河流堆积和侵蚀交替进行。根据碳氧同位素估算的祁连山古海拔高度变化为认识青藏高原隆升的过程提供参考。     

TECTONO-SEDIMENTARY EVOLUTION OF THE TERTIARY BASINS IN EASTERN TIBET: CONSTRAINING THE RAISING OF TIBETAN PLATEAU

TECTONO-SEDIMENTARY EVOLUTION OF THE TERTIARY BASINS IN EASTERN TIBET: CONSTRAINING THE RAISING OF TIBETAN PLATEAU1　YinA ,HarrisonTM .TheTectonicEvolutionofAsia[M] ..Cambridge :CambridgeUniversityPress,1996 .4 4 2～ 4 85. 2　SunH ,ZhengD .FormationevolutionanddevelopmentofTibetanPlateau[M ] .Guangzhou :GuangdongScienceandTechnologyPress,1998.73～ 2 30 . 3　ShiY ,LiJ,LiB .UpliftandEnvironmentalChangesofTibetanPlateauintheLateCen…     

青藏高原东北缘隆德观音店剖面碎屑锆石年龄序列及地质意义

青藏高原东北缘古近纪—新近纪地层的精确时代和高原隆升扩展何时影响到东北缘地区一直是地质学家争论的焦点。此次以青藏高原东北缘隆德观音店剖面为研究对象,采用碎屑锆石U-Pb测年方法,结合区域古生物化石鉴定、古地磁测年结果,针对上述两个问题提出了新的认识。测试分析发现,青藏高原东北缘古近系清水营组上部碎屑锆石年龄序列中最年轻的峰值为17.8 Ma,研究得出如下两个认识:清水营组的沉积时代应归属于晚渐新世—早中新世,区域上具有穿时性;青藏高原隆升向东北方向的扩展推挤作用在早中新世时期就开始影响到了海原-六盘山断裂带以西地区,区域上构造-沉积-气候之间具有协同演化的耦合关系。这一研究成果为青藏高原隆升向东推挤扩展影响到东北缘地区的起始时限提供了新的时间标尺。      

临夏盆地黑林顶剖面沉积物在8.6 Ma前后岩石磁学特征及其意义

通过对临夏盆地黑林顶剖面晚新生代沉积物的岩石磁学研究, 揭示在11.8~8.6 Ma 磁化率波动较小, 基本保持相对稳定的低值(0.58~6.9/10-8 m3kg-1); 从8.6 Ma 开始受软磁性矿物控制明显持续增加(0.75~10.6/10-8 m3kg-1)。通过沉积物磁学性质与环境变化之间的模式分析, 结合盆地周围构造条件研究, 认为物源的变化可能是造成黑林顶剖面磁化率增强的主要原因。     

Early Cenozoic Tectonics of the Tibetan Plateau

Geological mapping at a scale of 1:250000 coupled with related researches in recent years reveal well Early Cenozoic paleo-tectonic evolution of the Tibetan Plateau. Marine deposits and foraminifera assemblages indicate that the Tethys-Himalaya Ocean and the Southwest Tarim Sea existed in the south and north of the Tibetan Plateau, respectively, in Paleocene-Eocene. The paleooceanic plate between the Indian continental plate and the Lhasa block had been as wide as 900km at beginning of the Cenozoic Era. Late Paleocene transgressions of the paleo-sea led to the formation of paleo-bays in the southern Lhasa block. Northward subduction of the Tethys-Himalaya Oceanic Plate caused magma emplacement and volcanic eruptions of the Linzizong Group in 64.5-44.3 Ma, which formed the Paleocene-Eocene Gangdise Magmatic Arc in the north of Yalung-Zangbu Suture (YZS), accompanied by intensive thrust in the Lhasa, Qiangtang, Hoh Xil and Kunlun blocks. The Paleocene-Eocene depression of basins reached to a depth of 3500-4800 m along major thrust faults and 680-850 m along the boundary normal faults in central Tibetan Plateau, and the Paleocene-Eocene depression of the Tarim and Qaidam basins without evident contractions were only as deep as 300-580 m and 600-830 m, respectively, far away from central Tibetan Plateau. Low elevation plains formed in the southern continental margin of the Tethy-Himalaya Ocean, the central Tibet and the Tarim basin in Paleocene-Early Eocene. The Tibetan Plateau and Himalaya Mts. mainly uplifted after the Indian-Eurasian continental collision in Early-Middle Eocene.     

四川盆地西缘晚新生代大邑砾岩的物源及其成因：来自重矿物和孢粉的证据

新生代早期印度与欧亚板块的俯冲碰撞造就了巍峨高耸的青藏高原.然而,在其相邻的四川盆地,伴随青藏高原强烈隆升所堆积的碎屑沉积物,最老仅能追索到晚新生代的大邑砾岩.因此,解读广泛发育于四川盆地西缘的大邑砾岩成因对获取青藏高原及其周缘古环境信息及理解相关的构造演化过程具有重要意义.本文报告了对三个典型大邑砾岩剖面样品的重矿物和孢粉组合研究结果,试图从大邑砾岩的物源区和沉积环境来解读大邑砾岩的成因.大邑砾岩中重矿物种类繁多,表明相应物源区具有多种岩石类型.除极不稳定矿物外,大邑砾岩新鲜剖面样品的重矿物组合与现代岷江沉积极其相似,表明大邑砾岩是经由岷江通道输送到四川盆地的;富含石榴子石等远源矿物表明当时的古岷江已切穿龙门山,深入到松潘-甘孜褶皱带内.孢粉分析显示孢粉含量极低,为0.2粒/克,孢粉类型以高山黯针叶林成分为主,混有少量落叶阔叶林和草本植物花粉,显示了高寒的环境.结合已有的年代学结果,本文认为大邑砾岩是形成于2.0Ma的冰水沉积物,其形成反映了青藏高原第四纪早期的寒冷环境.     

西秦岭北缘漳县地区上新统韩家沟砾岩沉积特征及其地质意义

青藏高原东北缘西秦岭北缘构造带的漳县地区出露一套具有磨拉石沉积特征的上新统韩家沟砾岩。其现今的空间分布和沉积特征对于认识青藏高原东北缘新生代构造演化和地壳隆升具有重要的科学意义。通过对上新统韩家沟砾岩层的厚度、砾石成分、形态和粒度特征、古流向特征、物源特征等研究,探讨其沉积环境和形成的构造背景。提出了西秦岭北缘上新统韩家沟砾岩代表新近纪上新世以来,西秦岭地块向北逆冲推覆构造背景下形成前陆磨拉石盆地沉积的认识。该区域上新统韩家沟砾岩现今出露最高高程与北缘断裂带之南的山顶夷平面高程相近,可能指示了其形成之后和西秦岭一起经历了长期的侵蚀夷平,最后在新近纪末期或第四纪初形成了统一夷平面。该夷平面代表了青藏高原东北缘地壳隆升的起点,新近纪末期以来,该夷平面的隆升、侵蚀和解体记录了青藏高原东北缘地壳隆升过程,即青藏高原东北缘真正隆升是新近纪末期或第四纪以来的地质事件。