青藏高原东北缘西秦岭新生代抬升——天水盆地碎屑颗粒磷灰石裂变径迹记录

天水盆地位于青藏高原东北缘六盘山与西秦岭二重要构造带交汇处,该盆地充填较完整晚新生代沉积序列记录着该区构造变形历史,因此对该盆地沉积记录的研究对探讨青藏高原东北缘晚新生代构造活动事件具有重要的意义。通过对天水盆地晚新生代砂岩和含砾砂岩地层中碎屑颗粒磷灰石裂变径迹热年代学研究,推断23.7Ma左右天水盆地北部沉积物源区西秦岭发生了一次与青藏高原隆升有关的构造—热事件,该事件可能导致天水盆地的形成,并开始接受新近系冲积相沉积。约14.1Ma左右天水盆地物源区再次发生构造活动,使西秦岭剥露速率加快和盆地进一步拗陷广泛接受河湖相沉积。通过对剥蚀速率的估算,得出天水盆地沉积记录的23.7Ma和14.1Ma西秦岭北部快速抬升事件的平均剥蚀速率分别达0.34mm/a和1.05mm/a。      

陇中盆地灞河期地层的发现及意义

陇中盆地东南缘天水一带发育较完整的新近系地层, 其中蕴含丰富的哺乳动物化石, 特别是尧店组中产出典型的灞河期渭河三趾马等化石. 鉴于灞河期及灞河期沉积地层在中国北方环境变化中的重要意义, 开展了天水尧店典型剖面的古地磁测年. 结果表明, 尧店组(相当灞河组)年龄为11.67~7.43 Ma, 其中含渭河三趾马层位的古地磁年龄大致为10.3~10.54 Ma. 根据岩性、沉积结构和构造特征, 尧店组沉积演化从下部河道沉积(11.67~10.4 Ma)到中部洪泛平原沉积(10.4~9.23 Ma), 最后转变为浅湖沉积(9.23~7.43 Ma), 表明盆地南部的秦岭和北部的华家岭经过长期的侵蚀后, 地形高差变小, 水系搬运能力减弱, 最后水系解体, 在宽浅的湖泊里沉积稳定的泥岩和泥灰岩, 应代表夷平面发育接近老年期阶段. 孢粉资料也显示这一时期以针阔混交林为主, 气候温暖湿润. 7.4~7.7 Ma之后, 变为红黏土为主沉积, 森林草原植被发展, 三趾马动物群繁盛, 指示此时发生了显著环境变化. 目前的秦岭和现代水系均属上新世晚期以来强烈新构造运动和气候变化的产物.     

西秦岭新生代夷平面发育特征和年代及其意义

青藏高原多圈层相互作用研究一直是国际地学界研究的热点和难点,而高原各主要块体精确的内外耦合作用记录成为取得突破的关键。西秦岭地处高原东北向生长的关键节点部位,夷平面保留完好,具典型性,是研究区域内外力耦合作用的良好载体。在野外考察的基础上,通过地貌因子提取法和目视解译法,对该区进行定量解译分析发现,山顶面与主夷平面分别残留于高山顶部和普遍分布在西秦岭山脉主体部分,夷平面东北向倾斜暗示高原在该区抬升幅度由内部向边缘逐渐减小。梳理和分析该区有关低温热年代学和构造变形证据,获得该区新生代以来造山期次主要发生在66~47 Ma、38~22 Ma、≤13 Ma,期间的47~38 Ma和22~13 Ma相对平静期为准平原过程。初步推断现存的山顶面在始新世中期（约47 Ma）开始夷平,主夷平面的发育始于中新世早期（约22 Ma）,约13 Ma准平原形成。青藏运动导致这两级地貌面隆升到现代高度,最终奠定现代地貌格局。     

甘肃秦安崖湾剖面新近纪哺乳动物化石及其生态环境特征

甘肃东南部的天水盆地新近纪沉积十分发育,其中富含哺乳动物化石,自20世纪六、七十年代发现铲齿象等哺乳动物化石后,一直鲜有关于这一地区化石发现的报道.近几年,在对天水盆地北部秦安一带的新生代地层研究过程中,经过野外考察和测量,确认秦安县城西北部约15.5km郭嘉镇附近的崖湾剖面属于新近系沉积,其沉积地层大致可以划分为3段(共37层),并于第二段的23层(褐红色砂质泥岩层)和28层(褐红色粉砂质泥岩层)中发现了丰富的哺乳动物化石,经有关专家鉴定属于三趾马动物群,共包含有5目10科11属13种.其中上化石层(第28层)三趾马动物群主要代表性属种有Hipparion chiai,H.weihoense,H.fossatum,H.plocodus,Acerorhinusfuguensis,Chilotherium wimani,Ch.habereri,Chleuastochoerus stehlini,Palaeotragus microdon等,其化石组合时代大致与府谷喇嘛沟动物群和临夏盆地大深沟动物群相当,时代可能为保德期早期,相当于欧洲MN11.下化石层(第23层)哺乳类可能为晚中新世灞河期晚期,相当于欧洲MN10.由于本地区正好位于我国东部季风区向青藏高原区的过渡区,因此,崖湾剖面上化石层动物群代表了晚中新世华北三趾马动物群与青藏高原三趾马动物群之间过渡区域的三趾马动物群面貌,其化石组合特征反映出当时该区可能属于亚热带稀树草原的生态环境特征,气候相对较为适宜,是比较适合大型哺乳动物生存的.该区具有过渡性质三趾马动物群的发现,对于研究三趾马动物群在我国境内的分异与东西演化、确定该区地层年代以及古生态环境都具有重要的意义.