龙门山构造带晚新生代剥蚀作用与均衡隆升的地表过程研究

基于SRTM DEM数据,以青藏高原东缘龙门山地区为研究区域,本文通过条带状剖面分析、古地形面(残余面)恢复以及弹性挠曲模拟等研究手段,计算了青藏高原东缘龙门山地区晚新生代地壳均衡隆升与地表剥蚀之间的定量关系,探讨了龙门山地区表面剥蚀作用与均衡隆升作用之间的地表响应过程,从而为研究青藏高原东缘龙门山地区晚新生代以来的剥蚀—成山作用的隆升机制提供定量依据。研究表明:(1)晚新生代以来龙门山的地表剥蚀量为(0.74～1.14)×105km3;(2)大量的地表剥蚀作用驱动了青藏高原东缘龙门山的地壳均衡反弹,使龙门山隆升了近2 km;(3)龙门山地区地表剥蚀量和均衡隆升量具有空间匹配性,岷山断块及龙门山中、南段的均衡隆升量高于青藏高原东缘其它区域,反映了晚新生代以来龙门山地区在不同分段内差异化的构造地貌形态及与剥蚀—隆升相关的地表过程。(4)龙门山的隆升是多期、多种隆升机制叠加的产物,其隆升过程具有历史性和复合性。均衡隆升和剥蚀作用在相似的时间尺度上和空间尺度上控制着龙门山地貌的形成,约束了青藏高原东缘龙门山的隆升机制。     

甘肃新生代气候环境变化与哺乳动物群演替

甘肃省境内新生代沉积中富含动物化石,以早渐新世晚期、晚渐新世、早中新世早期、中中新世晚期、晚中新世、早更新世和晚更新世的哺乳动物化石最为丰富.新生代青藏高原形成、快速隆升,改变了东亚的大气环流和中国的地理格局,使甘肃的气候和地理面貌发生了巨变.甘肃省境内的哺乳动物群在这些变化背景下发生了一次次的更替.本文通过对不同时代...     

与亚洲古季风有关的中国及邻区新生代构造演化的几个问题

本文简要综述和讨论了与亚洲古季风气候形成有关的中国及邻区新生代,特别是晚新生代构造演化的一些问题。新生代初印度一欧亚板块汇聚以来,特提斯海的消退过程,以及太平洋板块在亚洲大陆东缘和东南缘消减引致的弧后海盆(如日本海、东海、南海)的扩张和陆缘海盆(如黄海、渤海等)的出现,对于亚洲古季风形成的意义要比青藏高原隆升所起的作用更重要。青藏高原地表快速隆升在时间上滞后于高原地壳S—N方向的强烈缩短,其原因可能与青藏高原下地壳和上地幔熔融或局部熔融有关。此外,东亚古东南季风区域特征的形成还与我国华北及东南沿海构造运动导致的晚新生代地形地貌演化有着重要关联。     

青藏高原西北缘晚新生代构造变形研究

晚新生代,印亚碰撞的远程效应使青藏高原周缘发生了强烈的构造变形和隆升作用,然而不同学者对高原强烈构造变形和隆升时代的认识却大相径庭。本文通过对青藏高原西北缘晚新生代褶皱冲断带的构造变形、沉积作用、岩浆活动与地貌响应等的综合研究,依据古新统至中新统地层的连续沉积和产状的协调一致,提出青藏高原西北缘在古新世—中新世末并未发生区域性强烈的构造变形,并基于褶皱、生长地层、楔顶沉积和冲断带中局部不整合等标定青藏高原西北缘强烈构造变形的时代为上新世—早更新世,其中最强烈的构造变形发生于西域砾岩沉积结束阶段,即约1.1～0.7Ma的昆黄运动最终使中更新世以前地层全面褶皱-抬升,形成区域性的乌苏群与西域砾岩之间的角度不整合,这为青藏高原西北缘晚新生代的构造变形提供了关键的构造地质学证据;同时,根据磷灰石裂变径迹的研究成果提出青藏高原西北缘的主要隆升可能是在上新世—早更新世通过高原边缘的边界断层系以后展式逆冲扩展作用抬升形成的,并就裂变径迹热历史模拟的剥蚀厚度提出西域砾岩很可能主要来自高原边缘地形变化最剧烈的陡坡带,支持西域砾岩属构造成因的认识。     

攀西地区晚新生代沉积研究回顾与问题讨论

攀西地区晚新生代沉积是研究青藏高原东南缘隆升演化历史及其周缘环境响应、中国第一第二阶梯地貌格局演变和高原东南缘水系变迁的天然地质记录,具有重要科学意义。对该区晚新生代河湖相沉积,尤其是昔格达组和大箐梁子组的研究历史、岩性内涵、形成时代、古地理与古气候意义等进行了较全面的回顾。在此基础上对晚新生代冰碛物记录的冰川发育过程、青藏高原东南缘新构造运动和隆升历史、水系格局变迁等过程进行了评述。针对该区晚新生代沉积研究中存在的问题和分歧,提出了今后研究的方向,认为在详细的地层学和地貌学等综合研究基础上开展高精度的年代学研究是当前攀西地区晚新生代沉积研究的重点。     

青藏高原隆升对中国构造-地貌形成、气候环境变迁与古人类迁徙的影响

对中国新生代以来构造-地貌形成的认识,必须建立新生代重大环境事件的年代序列,既需要不同地区构造变形、隆升年代学的依据,又需要宏观背景的把握。现今中国大陆构造-地貌格架及相关问题,诸如青藏高原的隆升、西部北西西向盆-山地貌和东部北北东向阶梯状盆-山地貌的形成时代、发育过程等,一直是地学界关注但尚未得到统一认识的一些重要科学问题。20世纪70年代以来通过青藏高原隆升的研究、提供了大量隆升年代学和古高程信息的数据,使得对其开展定量分析成为可能。青藏高原何时形成现今的高原面貌?这是国内外学者长期争议的科学问题。笔者从20世纪80年代对柴达木盆地及其邻区开展了20余年研究,发现柴达木作为一个现今的高原盆地经历了青藏高原隆升的全过程,高原隆升和环境变迁的所有事件,在盆地的沉积、构造上都有比较完整的记录,因此它可以作为青藏高原隆升大阶段划分的最佳参考时空坐标,并依此提出古近纪期间(55~24 Ma)青藏高原整体并未隆升;青藏—闽粤高原的初次隆升发生在中新世早—中期(23~17 Ma),上新世晚期—早更新世基本被夷平;形成现今高原面貌的末次快速隆升发生在上新世晚期—早更新世(3.6~0.8 Ma)和中更新世之间。新生代以来由于青藏高原的隆升和中国构造-地貌格架的形成,直接影响了中国和全球气候环境的变迁以及古人类迁徙的路径,因此需要地质学家、古气候和古人类学家共同探索,对中国及亚洲新生代以来古地貌、古气候变迁的历史和中国古人类的发源与迁徙得出科学的结论。本文通过青藏高原分阶段隆升依据的论证,阐明青藏高原隆升与中国构造地貌形成、气候环境变迁的关系,并探讨中国古人类迁徙的可能路径。     

酒西盆地晚新生代沉积物重矿物分析与高原北部隆升

沉积物的形成是地壳差异升降运动的物质记录.位于青藏高原北缘的酒西盆地晚新生代沉积比较敏感和全面记录了高原北部的构造运动和隆升过程.老君庙剖面晚新生代沉积物重矿物分析表明13 MaBP以来酒西盆地南部沉积物中重矿物具规律性变化;依据重矿物具规律性变化和沉积特征,揭示了青藏高原北缘晚新生代以来地壳运动经历了稳定期(13～8.26 Ma)、逐步阶段性隆升期(8.26～<4.9 Ma)和急剧强烈整体阶段性隆升期(>3.66～0 Ma)三个重大构造演化过程。     

西昆仑山前晚新生代磨拉石时代及意义

西昆仑山前柯克亚剖面晚新生代沉积记录了昆仑山乃至整个青藏高原的隆升过程.古地磁研究结果显示,西昆仑山前磨拉石形成于中新世晚期-上新世早中期,反映西昆仑山-青藏高原在中新世晚期有一次快速的隆升过程.孢粉记录结合区域地质资料分析表明,柯克亚剖面上部厚层砾岩的形成时代应为上新世早中期,而整个磨拉石开始沉积的时代应更早,为中新世晚期.沉积记录和气候变化显示了青藏高原在中新世晚期发生了显著的构造隆升事件.      

有关青藏高原东北缘晚新生代扩展与隆升的讨论*

青藏高原晚新生代的扩展和隆升对周边环境演变产生重大影响,确定扩展和隆升的起始年代是一个重要的科学问题。近年来在六盘山、积石山和祁连山及其相邻盆地的研究表明,青藏高原东北缘晚新生代(5~10MaB.P. 或约8MaB.P. )发生了准同期、影响深远的构造变形,导致了沉积盆地的消亡和山脉的隆起。青藏高原北缘的阿尔金山和东缘的岷山、龙门山及川滇高原也在该时段发生了构造活动的加速和构造隆升。所有这些准同期的事件反映了约8MaB.P. 前后青藏高原向周边的扩展,扩展的方式是通过一系列逆冲断裂、褶皱变形、左旋走滑及其伴随的山脉隆起和盆地消亡而实现的。该时期青藏高原的扩展导致了周边的环境变化,奠定了今日环境的格局。     

青藏高原隆升动力学与阿尔金断裂

青藏高原最晚一期也是最强烈的一期隆升发生在1-0.8Ma,与印度洋中脊三联点附近的“亚澳”陨击事件有关,陨击事件引起印度洋的快速扩张并导致印度板块在锡瓦利克带的强烈（A型）俯冲,正是这次俯冲引起了青藏高原及其外围山脉的快速隆升,中国西北的盆-山地貌因此而形成,其中东昆仑山推覆隆升近3000m,向北推挤近400km,是柴达木盆地,河西走廊新生界构造变形的主因,因此,“亚澳”陨击事件的影响,提供了青藏高原最晚一期隆升和中亚与中国西部大陆构造形成的大陆动力学背景;根据近年对阿尔金断裂带内同变形期新生矿（102-85Ma)近于同步,其累积错距达350-400km,晚白垩世一新生代同步错移了两侧原有的构造带和原型盆地。这为中国西部找矿,找油气的战略评估提供了一个新的思路。     

青藏高原隆升与环境效应

通过对青藏高原北缘库木库里盆地新生代沉积建造、孢粉、阶地热年龄、沉积响应的调查研究，得出青藏高原新生代的渐新世、上新世和更新世一全新世形成的三套磨拉石建造代表青藏高原最强烈的三次隆升作用；自渐新世以来到上新世晚期高原隆升幅度达1500～2000m，更新世、全新世高原隆升了约2500m，46．4Ka．Bp至今高原隆升了约44m；青藏高原的隆升速率由渐新世开始有愈来愈强烈的趋势，预示青藏高原的隆升是一个多阶段、不等速和非均变的复杂过程；根据库木库里盆地沉积演化揭示青藏高原的隆升经历了早中渐新世早期隆升期、晚渐新世——早中新世早期稳定剥蚀夷平期、早中新世中晚期小幅隆升期、中中新世较稳定剥蚀夷平期、晚中新世振荡隆升期、上新世快速隆升期、更新世一全新世强烈隆升期共七个隆升阶段；并探讨了高原隆升引起的气候干燥、生物灭绝、荒漠化等多种环境效应。     

临夏盆地晚新生代哺乳动物群演替与青藏高原隆升背景

临夏盆地的晚新生代沉积中富含哺乳动物化石,以晚渐新世巨犀动物群、中中新世铲齿象动物群、晚中新世三趾马动物群和早更新世真马动物群的化石最为丰富。晚新生代是青藏高原快速隆升的时期,临夏盆地的4个主要哺乳动物群在构造剧烈变化的背景下发生了显著的更替。通过对不同动物群所代表的生态特征的分析,恢复了临夏盆地晚新生代以来的气候环境演变过程:晚渐新世以温暖湿润的森林环境为主,间杂有一些开阔地带;中中新世的森林更加茂密,水体更加丰富;晚中新世演变为炎热半干旱的稀树草原环境,季节性变化加强;早更新世气候寒冷而干燥,并伴有显著的海拔升高。青藏高原在晚渐新世的隆升幅度还不足以阻挡大型哺乳动物在高原南北的交流,但到中中新世已成为明显的障碍,至晚中新世对动物迁徙的阻碍作用更加突出,而临夏盆地在早更新世已经达到相当大的高度,产生了一个高原或高山的动物群     

青藏高原东缘晚新生代大邑砾岩的 物源分析与水系变迁*

成都盆地晚新生代碎屑沉积物的快速堆积是青藏高原东缘强烈隆升的产物,同时为青藏高原东缘晚新生代的隆升提供了强有力的证据。文章以盆地底部的大邑砾岩作为研究切入点,详细研究了它的物源区,以深化对青藏高原东缘晚新生代隆升过程的理解。通过砾石成分统计、砂岩薄片鉴定、重矿物分析以及古流向恢复等方面的研究表明,成都盆地北部和南部的大邑砾岩分别受不同的物源区和河流所控制。其中北部的大邑砾岩受控于出口在都江堰南约4km处向南流的河流所控制,其物源区为玉堂镇以西、汶川-茂汶断裂以东的流域范围内。而南部的大邑砾岩则主要受向东流的古青衣江的控制,其物源区即为现代青衣江流域。大邑砾岩的物源分析表明晚新生代期间岷江和青衣江都曾发生河流改道。     

西昆仑山前晚新生代构造活动与青藏高原西北缘的隆升

西昆仑山前晚新生代地貌与沉积特征记录了西昆仑山及青藏高原西北缘的隆升过程。利用沉积学、地貌学、古地磁研究结果,对西昆仑晚新生代构造活动进行了探讨。约25Ma,西昆仑山前沉积面貌发生显著变化,反映西昆仑山整体开始隆升;约5Ma时,西昆仑山前磨拉石发育,表明西昆仑山开始快速隆升。古地磁结果表明:始新世—中新世西昆仑有显著的旋转运动,而第四纪以来水平挤压造成的垂直运动为主,没有明显的旋转运动。河流阶地发育显示,西昆仑地区约在1.2Ma时河流下切开始形成阶地,第四纪中晚期以来西昆仑地区构造抬升幅度与频率加快,全新世中期(约5kaB.P.)有一次快速隆升过程。     

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。     

龙门山冲断隆升及其走向差异的裂变径迹证据

大量的低温年代学研究用来讨论龙门山晚新生代的隆升,但很少涉及其走向差异和中生代隆升。本文分别沿龙门山北、中、南段3条剖面进行了锆石和磷灰石裂变径迹测试,结合已有的热年代学数据,以期揭示整个中-新生代期间龙门山隆升历史及其时空变化。中生代以来,龙门山主要有印支期(约200 Ma)、早白垩世末(约100 Ma)、早新生代(65～30 Ma)以及晚中新世(15～9 Ma)等或快或慢的冷却事件,总体上经历了中生代至早新生代的缓慢冷却和晚新生代快速冷却2个阶段,快速剥露开始于15～9 Ma,剥蚀速率由早期的0.1 mm/a增加到0.15～0.3 mm/a左右,局部可达0.9 mm/a左右。走向上,龙门山北段相对偏小的锆石裂变径迹年龄和相对偏大的磷灰石裂变径迹年龄反映其在中生代较中、南段隆升更快,而裂变径迹年龄总体上从北段向中、南段减小,表明中、南段在新生代发生了更快的隆升。倾向上,多种热年代学数据显示新生代期间在北川断裂和彭灌断裂两侧存在明显的差异剥露,这种差异在中、南段表现比北段更为突出。龙门山晚新生代快速隆升和剥露是青藏高原区域隆升背景上叠加的冲断活动所致,而非下地壳流动驱动。     

西藏冈底斯尼雄超大型富铁矿的成矿地质特征

近年来在班公湖-怒江成矿带南侧的冈底斯北带发现尼雄超大型富铁矿床。通过详细的野外地质调查和室内测试分析,从构造演化和成矿演化的角度对冈底斯措勤县尼雄富铁矿的地质特征和构造控矿规律进行了初步的研究。认为本区富铁矿主成矿期为晚白垩世,形成于板块俯冲、碰撞造陆到青藏高原新生代板内造山、地壳增厚、隆升伸展的重大构造转换过程中。与冈底斯南缘晚新生代斑岩型铜矿床相比,显示青藏高原大规模成矿具有从北向南迁移演化的规律。     

青藏高原东缘龙门山山系构造隆起的地貌表现

龙门山山系是青藏高原东缘新生代造山作用的体现,是理解青藏高原向东扩展动力学过程的窗口.龙门山隆升机制研究因而成为青藏高原地学领域的热点问题之一,并形成了地壳缩短与下地壳管道流两种截然不同的观点,进一步的讨论期待着对龙门山隆升特征作出更深入地认识.夷平面与河流地貌忠实地记录了山地隆升的过程,其形态能够客观地反映山地隆升的几何特征.文章通过数字高程资料分析了龙门山地区的第三纪夷平面,并沿横穿龙门山的大渡河流域测量了河流阶地、山麓剥蚀面及其同期宽谷地貌.夷平面、宽谷地貌与河流阶地的变形特征显示,晚新生代以来,龙门山山系一方面相对东侧四川盆地发生显著的冲断式隆升,隆起幅度达4500m左右;同时相对青藏高原腹地发生了一定的挠曲式隆升,挠曲的枢纽大致沿龙日坝断裂带展布,隆起幅度为500m至1000m,即龙门山山系的构造隆升由东翼的冲断作用与西翼的挠曲作用联合完成,龙门山山系因而构成了青藏高原与四川盆地之间的一道地形屏障.文章最后讨论了导致龙门山山系拱曲冲断作用的可能因素,包括上地壳的断弯褶皱作用、下地壳物质上涌作用和地表侵蚀导致的重力均衡效应.鉴于沿龙门山隆升带东西两翼发现了纵向逆冲断裂或逆走滑断裂,而没有发现纵向张性构造,推断断弯褶皱可能为主导因素.     

祁连山构造地貌特征:青藏高原东北缘晚新生代构造变形和地貌演化过程的启示

祁连山地区作为青藏高原向北东方向扩展生长的前缘地区之一,对构造地貌发育特征及其控制因素研究是理解青藏高原东北缘晚新生代构造变形过程的重要内容之一.通过地形坡度、起伏度以及河流纵剖面分析,研究揭示出祁连山高坡度、高陡度的造山带边缘山系及高海拔、低起伏山间盆地发育地貌特征.结合区域隆升、侵蚀速率研究表明,祁连山山脉边缘部分...     

青藏高原南部晚新生代板内造山与动力成矿

青藏高原晚新生代构造隆升是板块碰撞成因还是板内造山过程 ,关系到高原形成机制、演化过程以及岩石圈动力学与大陆动力学的关系等一系列重大科学问题。近年来在冈底斯发现多个以斑岩铜矿为主的大型和超大型矿床 ,其成矿时代为 2 0～ 12Ma ,与青藏高原构造隆升时代一致 ,也与笔者10年前以大陆动力学和成矿动力学为理论指导的预测结果吻合。青藏高原南部晚新生代大量的地质、地球物理、矿床等方面的证据根本不支持碰撞造山理论 ,如青藏高原内部伸展边缘逆冲、碰撞与隆升之间时差明显 ,壳内低速层和低阻层发育 ,造山与成盆关系密切 ,板内隆升环境下发生大规模构造变形、岩浆活动和动力成矿等。青藏高原南部晚新生代构造隆升作用是在新特提斯开合转换、碰撞造陆之后 ,在下地壳层流作用的驱动下 ,发生板内造山、地壳增厚、热隆伸展和改造成矿的构造成矿过程 ,大规模的板内金属成矿在 3～ 4Ma以来的均衡隆升、成山过程中进一步改造。