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。     

天水盆地晚新生代构造演化——对青藏高原北东向扩展的指示意义

天水盆地是一个位于青藏高原东北缘的晚新生代盆地,西秦岭北缘断裂穿盆而过。盆地内充填了较为完整的晚新生代地层,记录了该区晚新生代以来的构造变形历史,对研究青藏高原北东向扩展的构造响应具有重要意义。本文基于详细的野外构造变形分析与测量,结合已有的年代学与沉积学研究,初步提出天水盆地晚新生代以来构造变形序列与构造应力场,重建其晚新生代构造演化历史。详细研究表明,天水盆地晚新生代以来主要经历了3期构造演化:即中新世早-晚期NW-SE向构造伸展,沉积盆地发育,并伴随碱性超基性火山岩喷发和金刚石矿床形成;中新世晚期-早、中更新世NE-SW向挤压,盆地发生构造反转,其动力学背景可能源于晚新生代青藏高原的北东向扩展,指示高原物质扩散开始显著影响到西秦岭地区;晚更新世以来受近N-S向伸展作用控制,盆地发生向东有限挤出并伴随顺时针旋转,主要由于青藏高原向北东扩展过程中,区域构造挤压应力方向发生顺时针偏转所致。     

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。     

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.      

青藏高原东北缘新近纪晚期构造挤出：来自西秦岭地区安化-成县盆地的证据

西秦岭位于青藏高原东北缘由挤压走滑向走滑伸展构造的转换地带,成为研究青藏高原晚新生代构造扩展过程的重要构造部位。在西秦岭地区发育的一系列新近纪盆地作为高原物质向外扩展的载体,记录了扩展过程中不同阶段的构造活动和演化信息。文中选择位于成县-太白山断裂内的安化-成县盆地,通过对该盆地沉积过程与构造变形方面的详细研究,确定了盆地在新近纪晚期的两阶段构造演化历史。早期受迭部-白龙江、成县-太白山弧形断裂左行走滑的影响,在弧顶及以东位置发生走滑伸展,形成长条形的地堑半地堑盆地。同期沿青川断裂、西秦岭北缘断裂、礼县-罗家堡断裂以及西和断裂分别形成了汉中盆地、武山盆地、天水盆地以及西和盆地。这些走滑断裂向东扩展可能控制了渭河地堑约9 Ma以来的NWSE向伸展,并伴随华山、太白山以及西秦岭东段10~4 Ma的快速隆升。在4.2~2.5 Ma期间,受断裂运动学调整的影响,西秦岭地区新近纪盆地遭受挤压而发生构造反转。新近纪盆地的形成与反转历史清楚地记录了青藏高原东北缘新近纪晚期向东构造挤出的过程。     

青藏高原东北缘共和-茶卡盆地晚新生代构造变形与地貌演化

青藏高原东北缘作为现今高原向北东方向最新扩展生长的前缘部分,包括了南部高海拔、低起伏的东昆仑高原以及北部盆山相间的祁连山高原及其邻近地区。有关该区晚新生代构造变形及地貌演化研究,有助于揭示青藏高原生长过程的动力学机制。文章选择青藏高原东北缘共和羊曲、茶卡大水桥等新近纪沉积剖面,通过总结磁性地层学、沉积学资料,综合厘定了共和-茶卡盆地及邻区约20 Ma以来的盆地消亡及地貌演化过程;在现有盆地沉积、构造热年代学以及夷平面变形等研究结果基础上,获得青海南山和共和南山及其前陆的构造缩短量分别为0.8～2.2 km和5.1～6.9 km;并以约6～10 Ma和约7～10 Ma的生成地层记录的变形时间为约束,得到晚中新世以来的缩短速率分为0.1～0.2 mm/a和0.8～1.0 mm/a,这与断裂陡坎揭示的断裂逆冲速率及现今GPS观测相符合,表明10 Ma以来构造变形速率的相对稳定性和连续性;共和-茶卡盆地及祁连山南缘广泛发育低起伏地貌面,后期被不断抬升至现今高度塑造高原地貌形态。上述认识为理解晚新生代以来青藏高原东北缘的形成过程提供了基础资料。     

青藏高原东北缘何时卷入现今青藏高原构造系统?——来自西秦岭北缘漳县盆地新生代沉积记录的约束

新生代以来印度-欧亚板块持续碰撞汇聚形成号称世界第三极的青藏高原。青藏高原的扩展生长和构造变形系统形成的动力学过程是地球科学研究的重大科学问题。青藏高原东北缘新生代以来构造演化过程及其与印度-欧亚板块碰撞汇聚的动力学耦合关系研究对于揭示青藏高原扩展生长过程具有重要地质意义。尽管前人已经开展了大量研究探索,提出各种构造-隆升模型,但青藏高原东北缘何时卷入印度-欧亚碰撞汇聚的青藏高原构造系统尚未达成共识。作为青藏高原东北缘组成部分的西秦岭北缘构造带漳县地区不仅新生代地层记录齐全,而且断裂构造发育,构造变形现象丰富,是研究青藏高原东北缘新生代构造演化及印度-欧亚碰撞汇聚远程构造响应的良好区域。通过对西秦岭北缘构造带漳县地区新生代沉积盆地地层构造格架、沉积地层序列和沉积旋回等详细野外观测研究,结合区域断裂带几何学-运动学及变形历史分析,取得如下认识:(1)西秦岭北缘漳县地区新生代沉积地层主要由为不整合分隔的两套构造性质完全不同的构造地层单元组成,即渐新世—中新世伸展断陷盆地沉积和上新世再生前陆磨拉石盆地沉积;(2)渐新世—中新世时期的地壳伸展拉张构造环境与印度-欧亚碰撞汇聚的挤压环境相悖,指示了西秦岭北缘在渐新世—中新世尚未卷入现今的印度-欧亚碰撞汇聚构造系统;(3)上新世磨拉石盆地的发育标志着西秦岭北缘构造带从伸展到挤压的构造体制转换,可能指示了印度-欧亚碰撞汇聚的挤压构造作用这时才波及西秦岭北缘;(4)上新世粗砾岩、西秦岭造山带地层和中生代沉积地层共同经历了抬升剥蚀作用,形成了西秦岭北缘广泛发育的夷平面。第四纪以来夷平面的抬升和解体、现代河流侵蚀系统和多级河流阶地的出现,指示了青藏高原东北缘整体的不均匀大规模抬升而进入现今青藏高原构造系统。     

祁连山北缘酒西盆地新生代沉积通量变化对周缘山体构造隆升-风化剥蚀历史的响应

酒西盆地是青藏高原东北缘的一个内陆沉积盆地,发育了巨厚且连续的中-新生代地层,详细记录了盆地及周缘山地的构造、环境演变历史。本文在利用平衡剖面法恢复不同时期酒西盆地原始盆地边界基础上,通过盆地天然露头控制剖面和钻井资料的地层厚度,恢复了酒西盆地新生代各组沉积等厚图。根据不同时期盆地大小和沉积等厚图的计算,获得了酒西盆地新生代不同时期的沉积通量。结合前人对该区构造与古气候研究成果,认为古近纪持续干旱的气候条件下从火烧沟组(40.2~33.4 Ma)到白杨河组(30.9~23.8 Ma)盆地沉积通量增加主要由青藏高原持续挤压使祁连山快速构造隆升导致风化剥蚀量增加所致;中新世早期(疏勒河组弓形山段,23~14 Ma)虽然气候相对温暖,但此时祁连山构造带相对稳定,控制了物源区祁连山风化剥蚀量相对前期减小,使盆地沉积通量相对减小;中新世中期(疏勒河组胳塘沟段,14~8.3 Ma)盆地沉积通量增大可能是气候和构造共同作用的结果;中新世晚期以来(<8.3 Ma,疏勒河组牛胳套段-玉门组)盆地沉积通量呈阶段性大幅陡增,主要由祁连山晚新生代以来阶段性急剧构造隆升导致风化剥蚀量猛增所致。     

天水盆地新近纪伸展构造——来自沉积与构造变形方面的证据

天水盆地位于青藏高原东北缘高海拔挤压隆升区与鄂尔多斯低海拔伸展区的过渡部位,新构造活动强烈。然而,新构造活动对天水盆地的影响尚不清楚。通过对盆地的沉积环境、构造沉降、构造变形等方面的研究,结果显示:1盆地由风成堆积、洪积扇、河湖相与湖泊相沉积组成,代表沉积中心的河湖相与湖泊相沿控盆断裂(西秦岭北缘断裂、西和断裂与礼县-罗家堡断裂)分布;2盆地经历了16~14Ma、9.2~7.4Ma和3.6~2.6Ma三次加速沉降期;3控盆断裂在同沉积期为正断层。沉积中心沿断裂分布、快速沉降事件及生长正断层表明,天水盆地至少在中新世晚期受控于走滑伸展构造,记录了青藏高原向北东方向的构造挤出作用。     

西秦岭北缘断层的多期变形演化及其构造动力学意义

西秦岭北缘断层是青藏高原东北缘新生代盆地与西秦岭地块之间的边界断层,其构造变形的几何学—运动学特征和变形历史等研究对于重建青藏高原东北缘新生代以来的构造变形时空动力学过程,限定新生代盆地构造属性,揭示印度板块—欧亚板块碰撞汇聚的远程构造响应和青藏高原东北缘隆升等重大科学问题具有重要地质约束.本文通过对西秦岭北缘新生代盆...     

Cenozoic uplift of West Qinling, northeast margin of Tibetan plateau-a detrital apatite fission track record from the Tianshui basin

The Cenozoic sedimentation in the Tianshui basin, which is located at the junction of the liupanshan and West Qinling, northeast margin of the Tibetan plateau, provides a record for the regional tectonism and exhumation history of the surrounding mountains. Thermochronologic study on the detrital apatite grains from sandstones at Yaodian, near Tianshui, has revealed two rapid tectonic uplift-exhumation events of the source area, which happened at 23.7 and 14.1 Ma, respectively. The fast exhumation (0.34 mm/a) at 23.7 Ma, which recorded the tectonic uplift of West Qinling, led to the formation of the Neogene Tianshui basin and initiated the reception of alluvial deposits. This event is most likely in response to the synchronous tectonism of the Tibetan plateau. The source region experienced another rapid exhumation (1.05 mm/a) at 14.1 Ma, when the Tianshui basin began to depress broadly and fluvial-lacustrine sediments dominated the Late Miocene. Translated from Acta Sedimentologica Sinica, 2006, 24(6): 783–789 [译自: 沉积学报]     

晚三叠世-早侏罗世祁连山东部隆升的裂变径迹年代学证据及地质意义

祁连山东北部为青藏高原隆升和东扩的前锋带,新生代以来经历了快速隆升和强烈剥露改造过程,致使前新生代地层面目全非,中生代陆内构造演化事件研究仍较薄弱,缺乏年代学的约束.为揭示和分析祁连山东部中生代构造隆升时限与过程,进而探讨秦祁造山带中生代陆内构造演化特点及区域动力学环境.主要采用物源分析、碎屑沉积物及基岩磷灰石裂变径迹定年,并结合裂变径迹热史反演模拟技术开展研究.研究表明,研究区侏罗系龙凤山组为近源的断陷盆地沉积,物源主要来自其周邻前中生代地层;其碎屑磷灰石裂变径迹未发生重置,年龄、径迹长度特征表明其源区在晚三叠世（±215 Ma）出现了快速冷却事件,同时东北部基岩裂变径迹热史模拟结果亦显示其较好地记录了该期事件,这与前人利用40Ar-39Ar年代学所揭示的西秦岭地区中晚三叠世快速抬升事件具时空统一性.分析表明研究区晚三叠世-早侏罗世发生了快速抬升事件,并认为该构造隆升事件是对中晚三叠世勉略洋闭合、秦岭最终碰撞造山过程的响应.      

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.     

根据碎屑白云母~（40）Ar/~（39）Ar年龄追索喜马拉雅造山带的剥落历史——对青藏高原隆升过程的启示

对喜马拉雅前陆盆地和孟加拉海扇中各地层的碎屑白云母40Ar/39Ar资料的系统分析揭示了喜马拉雅造山带自印度-欧亚板块碰撞开始造山以来的整个剥落历史：剥落速率开始较为稳定,然后开始上升,在22Ma左右达到峰值,为4～5mm/a,随后急剧下降,最终以2mm/a的速率保持平稳。喜马拉雅造山带与青藏高原周缘剥落历史的对比约束了印度-欧亚板块碰撞造成青藏高原东缘和北缘的不同反应方式。即开始时的挤压主要被青藏高原北缘的大规模左旋走滑吸收,到30Ma左右,喜马拉雅造山带冷却、剥落速率显著增强,北缘左旋走滑造成的柴达木地块的向东运动被华北板块阻挡而停滞,因此在北缘发生了一些重要的冷却和抬升剥落事件。至18Ma左右,喜马拉雅造山带的冷却、剥落速率继续增高并维持在较高水平,而该时间段内无论是北缘还是东缘,均未发生显著的抬升剥落事件,因此青藏高原的整体隆升和地壳增厚可能发生在此期间。中新世末—上新世初开始至今,青藏高原东缘龙门山地区发生了一些显著的抬升剥落事件,导致了大量的山崩和河流侵蚀,即此时来自喜马拉雅的挤压主要被青藏高原向东方向的地壳逃逸所吸收。     

上扬子西部地区新生代构造活动的低温热年代学特征

上扬子西部地区磷灰石裂变径迹年龄数据的统计为该区的新生代构造活动建立了宏观的图景,初步构建了区域上新生代构造活动和陆内变形的时空联系。揭示新生代构造活动在时间上存在大约61～43 Ma和大约24 Ma以来两个阶段的显著差异,约24 Ma是上扬子板块西部地区新生代构造活动显著增强的一个重要转折时期。在空间上大致以松潘-安县为界构成南、北分段。构造活动和区域抬升-剥露总体表现为南强北弱,西强东弱的格局。南段是新生代活动的主控区,以强烈地构造抬升和构造改造为主,而北段总体上受制于白垩纪的抬升-剥露,新生代以来主要表现出剥蚀和弱构造改造的特征。新生代的构造活动受制于青藏高原抬升作用向东扩展的影响。上扬子西部地区新生代构造活动在一定程度上制约了该区油气的圈闭环境和成藏条件。     

根据碎屑白云母40Ar/39Ar年龄追索喜马拉雅造山带的剥落历史——对青藏高原隆升过程的启示

对喜马拉雅前陆盆地和孟加拉海扇中各地层的碎屑白云母40Ar/39Ar资料的系统分析揭示了喜马拉雅造山带自印度-欧亚板块碰撞开始造山以来的整个剥落历史: 剥落速率开始较为稳定,然后开始上升,在22Ma左右达到峰值,为4~5mm/a,随后急剧下降,最终以2mm/a的速率保持平稳。喜马拉雅造山带与青藏高原周缘剥落历史的对比约束了印度-欧亚板块碰撞造成青藏高原东缘和北缘的不同反应方式。即开始时的挤压主要被青藏高原北缘的大规模左旋走滑吸收, 到30Ma左右,喜马拉雅造山带冷却、剥落速率显著增强,北缘左旋走滑造成的柴达木地块的向东运动被华北板块阻挡而停滞,因此在北缘发生了一些重要的冷却和抬升剥落事件。至18Ma左右,喜马拉雅造山带的冷却、剥落速率继续增高并维持在较高水平,而该时间段内无论是北缘还是东缘,均未发生显著的抬升剥落事件,因此青藏高原的整体隆升和地壳增厚可能发生在此期间。中新世末—上新世初开始至今,青藏高原东缘龙门山地区发生了一些显著的抬升剥落事件,导致了大量的山崩和河流侵蚀,即此时来自喜马拉雅的挤压主要被青藏高原向东方向的地壳逃逸所吸收。     

Detrital apatite fission track analyses of the Subei basin: implications for basin-range structure of the northern Tibetan Plateau

The northern Tibetan Plateau has evolved a unique basin-range structure characterized by alternating elongated mountain ranges and basins over a history of multiple tectonic and fault activities. The Subei basin recorded evolution of this basin-range structure. In this study, detailed detrital apatite fission track (AFT) thermochronological studies in conjunction with previously documented data reveal provenance of the Subei basin, important information about the Indo-Eurasia collision, and two Miocene uplift and exhumation events of the northern Tibetan Plateau. Detrital AFT analyses combined with sedimentary evidences demonstrate that the Danghenanshan Mountains is the major provenance of the Subei basin. In addition, very old age peaks indicate that part sediments in the Subei basin are recycling sediments. Age peak populations of 70–44 Ma and 61–45 Ma from the lower and upper Baiyanghe formations record the tectono-thermal response to the Indo-Eurasia collision. Combined detrital AFT thermochronology, magnetostratigraphy and petrography results demonstrate the middle Miocene uplift and exhumation event initiated 14–12 Ma in the Subei basin, which may resulted from the Miocene east-west extension of the Tibetan Plateau. Another stronger uplift and exhumation event occurred in the late Miocene resulted from strengthened tectonic movement and climate. A much younger AFT grain age, breccia of diluvial facies and boulders of root fan subfacies record the late Miocene unroofing in the Danghenanshan Mountains.     

柴达木路乐河地区新生代碎屑组分变化及其对构造隆升的指示

碎屑组分变化是反映盆地物源演化历程的重要物质表现。路乐河地区作为柴达木盆地的重要组成部分,沉积地层记载着印度-欧亚板块碰撞以来青藏高原北缘造山带的构造隆升过程。高长石组分含量、物源方向及毗邻山脉岩性对比揭示,路乐河物源主要受南祁连和赛什腾山控制,其碎屑组分变化对毗邻造山带构造活动具有很好的耦合性。新生代53.5~2.9Ma期间,路乐河地区存在3次物源转换事件,发生时间依次同印度-欧亚板块碰撞及高原内部构造隆升事件相吻合。其中早期50.1~46.6Ma,南祁连山的快速抬升是对大陆初始碰撞的远程响应;44.5Ma,高原以垂向增生和推覆构造发育为特点,赛北断裂高速剥露,致使路乐河地区物源发生转变;渐新世末期(22.6Ma),青藏高原准同时整体隆升,赛什腾山和南祁连山协同为路乐河地区供给沉积物。所获认识为深入了解高原隆升演化和板块碰撞远程效应提供新的沉积依据。     

东昆仑野马泉地区磷灰石裂变径迹热年代学及构造意义

通过对东昆仑西段野马泉地区所获得的5个磷灰石样品的裂变径迹分析, 探讨该地区构造演化特征.磷灰石裂变径迹年龄分为153.8 Ma、106.8~81.0 Ma、48.7~44.4 Ma 3个年龄组, 其中153.8 Ma记录了班公湖-怒江洋闭合事件; 106.8~81.0 Ma是拉萨地块与羌塘地块碰撞拼合事件对东昆仑地区的远程效应; 48.7~44.4 Ma是印度-欧亚大陆碰撞之后伸展事件的体现.野马泉地区热历史分为3个阶段:第1阶段(130~110 Ma)持续隆升, 对应班公湖-怒江洋闭合后拉萨地块与羌塘地块拼合事件; 第2阶段(110~14 Ma)持续隆升, 90 Ma之前隆升速度较快, 与阿尔金断裂走滑及西大滩断裂韧性变形有关, 90 Ma之后进入一个时间较长的平稳抬升期; 第3阶段(14 Ma至今)受青藏高原新近纪以来强烈构造活动的影响, 快速隆升.3个阶段的隆升速率和隆升量分别0.021 mm/a和0.42 km、0.01 mm/a和1.0 km、0.1 mm/a和1.43 km, 平均隆升速率为0.028 mm/a, 总隆升量为2.86 km.