青藏高原新生代火山作用与构造演化

青藏高原的新生代火山作用是印度-亚洲大陆碰撞的火山响应,它显示了系统的时、空变化。随着印度-亚洲大陆碰撞从~65 Ma的接触-碰撞(即"软碰撞")转变到~45 Ma的全面碰撞(即"硬碰撞"),火山作用也逐渐从钠质+钾质变为钾质-超钾质+埃达克质。65~40 Ma的钾质和钠质熔岩主要分布于藏南的拉萨地块,少量分布于藏中的羌塘地块。从45~26 Ma,在藏中的羌塘地块中广泛发育钾质-超钾质熔岩和少量埃达克岩。随后的碰撞后火山作用向南迁移,在拉萨地块中产生~26~10 Ma间的同时代超钾质和埃达克质熔岩。尔后,从~18 Ma始,钾质和少量埃达克质火山作用重新向北,在西羌塘和松潘-甘孜地块中呈广泛和半连续状分布。此种时-空变异对形成青藏高原的深部地球动力学过程提供了重要约束。该过程包括:已消减的新特提斯大洋板片的回转、断离及随后增厚拉萨岩石圈根的去根作用,及因此而造成的印度岩石圈向北下插。青藏高原的隆升是自南向北穿时发生的。高原南部被创建于渐新世晚期,并保持至今;直到中新世中期,由于下插印度岩石圈的持续向北推挤,西羌塘和松潘-甘孜岩石圈的下部开始塌陷和拆离,高原北部才达到其现今的高度和规模。     

Evolution of the Late Cenozoic Tectonic Stress Regime in the Tianshui Basin, Northeast Tibetan Plateau

<正>The Tianshui Basin,located inside the western Qinling orogenic belt and northeastern margin of the Tibetan Plateau(Fig.1),is a NE-trending Late Cenozoic basin,which documents the neotectonic response of the northeastward growth of Tibetan Plateau.This basin was     

青藏高原东北部贵德盆地新生代沉积演化与构造隆升

通过对高原东北部贵德盆地新生代地层研究,为恢复高原隆升历史提供依据。贵德盆地形成于渐新世末,其新生代地层可划分出深水砾砂质网状河流、泥石流质网状河流、砾质网状河流、山麓洪积、三角洲、半深湖与浅湖、水下扇三角洲七个沉积相组合体系。根据其沉积相组合和沉积演化揭示出高原隆升过程先后经历了:早期隆升期 (渐新世末 )、较稳定剥蚀夷平期 (早中新世 )、小幅隆升期 (早中新世末 )、稳定剥蚀夷平期 (中中新世至晚中新世 )、持续逐步较快速隆升期 (8.2～ 3.6Ma)、急剧强烈阶段性隆升期 (3.6～ 0Ma) ;其中 3.6Ma±的隆升是新生代构造运动的一个重要分水岭,此前盆地海拔应不超过 10 0 0m,此后构造活动速度明显加速,地形高差显著增大。可见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     

青藏高原中段古近纪早期古构造演化

青藏高原古近纪早期发育大量区域逆冲推覆构造系统,典型实例如冈底斯逆冲断裂系、纳木错西逆冲推覆构造、伦坡拉逆冲推覆构造、唐古拉山北逆冲推覆构造、东昆仑南部左旋斜冲断裂系.古近纪逆冲推覆构造对古新世-始新世沉积盆地具有重要控制和改造作用.冈底斯古新世-始新世早期发育大量中酸性岩浆侵入和多期中酸性火山喷发,岩石Sr/Y-Y地球化学显示为岛弧岩浆岩,推断与古近纪早期新特提斯残留古大洋板块俯冲存在成因联系.古近纪早期新特提斯残留大洋板块俯冲向印度大陆板块俯冲的转换时代约为46-45 Ma,转换期前逆冲推覆构造运动与新特提斯残留古大洋板块俯冲存在密切关系:转换期后印度大陆板块俯冲导致更为强烈的逆冲推覆构造运动和挤压缩短变形,不仅使早期很多逆冲推覆构造继续发生构造运动,还在喜马拉雅、冈底斯、风火山、东昆仑南部形成大量新的逆冲推覆构造系统.     

Cenozoic Evolution of Sediments and Climate Change and Response to Tectonic Uplift of the Northeastern Tibetan Plateau

Through a comprehensive study of magnetostratigraphy and sedimentology of several basins in the northeastern Tibetan Plateau, we reveal that the study area mainly experienced six tectonic uplift stages at approximately 52 Ma, 34–30 Ma, 24–20 Ma, 16–12 Ma, 8–6 Ma, and 3.6–2.6 Ma. Comprehensive analyses of pollen assemblages from the Qaidam, Linxia, Xining, and West Jiuquan Basins show that the northeastern Tibetan Plateau has undergone six major changes in vegetation types and climate: 50–40 Ma for the warm-humid forest vegetation, 40–23 Ma for the warm-arid and temperate-arid forest steppe vegetation, 23–18.6 Ma for the warm-humid and temperatehumid forest vegetation, 18.6–8.5 Ma for the warm-humid and cool-humid forest steppe vegetation, 8.6–5 Ma for the temperate sub-humid savanna steppe vegetation, and 5–1.8 Ma for the cold-arid steppe vegetation. Comprehensive comparisons of tectonic uplift events inferred from sedimentary records, climatic changes inferred from pollen, and global climate changes show that in the northeastern Tibetan Plateau the climate in the Paleogene at low altitude was mainly controlled by the global climate change, while that in the Neogene interval with high altitude landscapes of mountains and basins is more controlled by altitude and morphology.     

青藏高原中-南部新生代构造演化的热年代学制约

青藏高原新生代以来的隆升过程及特征长期以来广存争议.岩体中不同单矿物所记录的中低温热年代学信息适用于揭示较新年代地质体的隆升过程,可以为之提供有效制约.在青藏高原部分岩浆岩与变质岩露头区原位采集15块样品,利用锆石与磷灰石裂变径迹等热年代学结果为青藏高原中生代末期以来的隆升过程提供约束.其中,所获10块样品的锆石裂变径迹数据年龄范围为182~33 Ma,分别记录了渐新世之前青藏高原内不同块体间相互碰撞及高原内不同地区的构造热事件.特别是沿雅鲁藏布江缝合带分布的3个样品,锆石裂变径迹年龄结果一致显示始新世末期-渐新世早期该带存在一期显著的构造热事件.该构造热事件暗示在约36~33 Ma沿雅江缝合带发生过强烈的陆-陆硬碰撞.所获14块样品的磷灰石裂变径迹年龄范围为70.4~5.0 Ma,综合热史反演结果显示青藏高原南部中新世中晚期以来存在整体性隆升,特别是从上新世开始隆升速率显著加快.磷灰石裂变径迹年龄在空间分布上具有向高原东南部变年轻的趋势,表明青藏高原东南部在上新世以来的构造隆升较其他地区要强烈,暗示印度-亚洲板块碰撞驱动机制对该时期的高原隆升具有控制作用.此外,青藏高原中部在白垩纪末期-始新世可能即已隆升至相当高度,此后至今保持了相当低的剥蚀速率.      

青藏高原北部新生代构造演化在柴达木盆地中的沉积记录

青藏高原形成和演化过程中经历的构造活动,在高原的盆地中均有相应的沉积记录。柴达木盆地位于青藏高原北部,盆地新生界地层详细地记录了这些构造-沉积响应。对野外剖面和钻井岩心的新生界沉积物进行了多方面研究,其结果显示,柴达木盆地保存了青藏高原北部三个阶段的构造活动信息:①E₁₊₂的红色粗碎屑沉积物指示了始新世早期的强烈活动构造背景,沉积记录具有低ZTR指数和低重矿物稳定指数的特征,记录了全盆地范围内的造山活动和构造隆升事件,是印度-欧亚板块碰撞所致的远程响应。在这次广泛的大面积的造山活动后,区内迅速遭受剥蚀、夷平,自中-晚始新世时期起,接受沉积。因而此时柴达木盆地与可可西里盆地、乃至塔里木盆地为连通的湖盆体系。②阿尔金山前N₁和N₂1的粗碎屑沉积物记录了渐新世-早中新世阿尔金山的构造隆升事件,而柴北缘和柴西南的大范围三角洲-湖泊细粒沉积物,具有较高的重矿物稳定指数,反映了平静的构造背景,与阿尔金断裂快速走滑以及盆地总体稳定向北推移的时间相对应。大量的侧向走滑活动消减了来自印度板块的挤压应力,使得柴北缘和柴西南的沉积源区（即祁连山和东昆仑造山带）处于构造平静期。③中中新世以来全盆地向上变粗的粗碎屑沉积物,具有较低的重矿物稳定指数,记录了青藏高原北部整体强烈的地壳缩短、加厚和快速构造隆升事件。此外,综合物源分析显示,柴达木盆地新生代沉积源区性质随时间并没有发生明显的改变。     

CENOZOIC TECTONIC EVOLUTION AND GEODYNAMICS OF KEKEXILI BASIN IN NORTHERN QINGHAI—XIZANG PLATEAU

CENOZOIC TECTONIC EVOLUTION AND GEODYNAMICS OF KEKEXILI BASIN IN NORTHERN QINGHAI—XIZANG PLATEAU     

青藏高原东北缘六盘山地区新生代构造旋转及其意义

青藏高原东北缘构造变形的研究是认识高原隆起过程、机制和印度-欧亚板块碰撞远程效应的重要途径。新生代时期,海原-六盘山断裂、香山-天景山断裂、烟筒山-窑山断裂和青铜峡-固原断裂控制的青藏高原最东北缘六盘山地区山前盆地群,接受了巨厚的新生代沉积,较完整地记录了高原东北部的变形隆升历史。通过六盘山地区丁家二沟剖面的精细古地磁研究发现,白垩纪结束后至中新世六盘山地区发生了约23°的长期顺时针构造旋转,并主要发生在三个时期:可能于晚始新世至早渐新世六盘山地区发生了约9°的顺时针旋转、早渐新世晚期顺时针快速旋转约9°、早中新世初顺时针快速旋转约5°,同时它们也被地层变形侵蚀和沉积演化所记录,说明印度-欧亚板块碰撞变形的前峰最迟在约始新世末-渐新世初就已经达到六盘山地区。这比目前普遍认同的六盘山地区变形隆升是青藏高原隆起中最晚形成(第四纪以来)的观点早了至少3千多万年,它为深入认识高原隆升过程和环境效应提供了新的证据。     

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.     

青藏高原新生代构造岩相古地理演化及其对构造隆升的响应

在系统分析青藏高原新生代98个残留盆地类型、形成构造背景、岩石地层序列的基础上, 对青藏高原古新世—始新世、渐新世、中新世及上新世构造岩相古地理演化特征进行了讨论: (1)古新世—始新世: 松潘—甘孜和冈底斯带为大面积构造隆起蚀源区.塔里木东部、柴达木、羌塘、可可西里地区主体表现为大面积的构造压陷湖盆-冲泛平原沉积.高原西部和南部为新特提斯海.(2)渐新世: 冈底斯—喜马拉雅和喀喇昆仑大范围沉积缺失, 指示上述地区大面积隆升.沿雅江自东向西古河形成(大竹卡砾岩).西昆仑和松潘—甘孜地区仍为隆起蚀源区.塔里木、柴达木、羌塘、可可西里地区主体表现为大面积构造压陷湖盆沉积.塔里木西南部为压陷盆地滨浅海沉积.渐新世末塔里木海相沉积结束.(3)中新世: 约23 Ma时高原及周边不整合面广布, 标志高原整体隆升.塔里木、柴达木及西宁—兰州、羌塘、可可西里等地区主体表现为大面积的构造压陷湖盆沉积; 约18~13 Ma高原及周边出现中新世最大湖泊扩张期.约13~10 Ma期间, 藏南南北向断陷盆地形成, 是高原隆升到足够高度开始垮塌的标志.(4)上新世: 除可可西里—羌塘、塔里木、柴达木等少数大型湖盆外, 大部分地区为隆起剥蚀区.由于上新世的持续隆升和强烈的断裂活动, 使大型盆地的基底抬升被分割为小盆地, 湖相沉积显著萎缩, 进入巨砾岩堆积期, 是高原整体隆升的响应.高原从古近纪的东高西低格局, 经历了新近纪全区的不均衡隆升和坳陷, 最终铸就了西高东低的地貌格局, 青藏作为一个统一的高原发生了重大的地貌反转事件.      

西藏错鄂湖沉积旋回与古环境变迁

湖泊作为陆地上相对独立的自然综合体,是大气圈、岩石圈、生物圈和陆地水体相互作用的联接点,是区域环境的镜子。青藏高原中部从班长错至怒江分布密集的构造湖群,其东部位于印度季风区边缘的西藏那曲错鄂湖,发育有巨厚的湖泊沉积物,是研究高原环境演化的理想材料。本文对采自西藏那曲地区错鄂湖盆中心钻孔近200m、形成于2.8Ma以来的湖泊沉积物中的沉积旋回进行了研究,并结合沉积岩性、粒度和孢粉组合等,分析了该地区2.8Ma来的古地理环境演化过程。研究表明,2.8Ma来错鄂沉积物揭示了10个沉积旋回的变化和3大古环境演化阶段(2.8~2.5Ma,2.5~0.78Ma,0.78~0Ma)与8个次级环境波动过程。初步研究认为,错鄂地区的环境演化主要是由高原构造活动和气候波动共同作用下形成的。总体上,大的环境演替与构造运动有关,各旋回中的次级波动则与气候变化关系密切。     

西藏当雄地区构造地貌及形成演化过程

西藏当雄地区在区域性挤压缩短期后发育2种典型层状地貌面,即山顶面与盆地面,不同地块具有不同特点与不同高度的山顶面.山顶面形态与分区性、分段性明显受早期逆冲推覆构造与晚期断裂所控制,山顶面梯级带对应于区域张性-张扭性断裂与盆-山构造-地貌边界.原始山顶面或高原主夷平面主要形成于15~8 Ma,念青唐古拉山脉开始快速隆升与两侧地块初始断陷时代为8~4 Ma,羊八井-当雄-谷露盆地快速裂陷事件发生于2~1.5 Ma,区域NW向走滑断裂与现今河流峡谷主要形成于1.4 Ma以来.当雄及邻区层状地貌面的形成、裂解与演化良好地反映了青藏高原腹地挤压缩短与地壳增厚期后区域构造活动和地貌环境变迁的动力学过程.     

Miocene Tectonic Evolution from Dextral-Slip Thrusting to Extension in the Nyainqentanglha Region of the Tibetan Plateau

Dextral-slip in the Nyainqentangiha region of Tibet resulted in oblique underthrusting and granite generation in the Early to Middle Miocene, but by the end of the epoch uplift and extensional faulting dominated. The east-west dextral-slip Gangdise fault system merges eastward into the northeast-trending, southeast-dipping Nyainqentangiha thrust system that swings eastward farther north into the dextral-slip North Damxung shear zone and Jiali faults. These faults were took shape by the Early Miocene, and the large Nyainqentangiha granitic batholith formed along the thrust system in 18.3-11.0 Ma as the western block drove under the eastern one. The dextral-slip movement ended at -11 Ma and the batholith rose, as marked by gravitational shearing at 8.6-8.3 Ma, and a new fault system developed. Northwest-trending dextral-slip faults formed to the northwest of the raisen batholith, whereas the northeast-trending South Damxung thrust faults with some sinistral-slip formed to the southeast. The latter are replaced farther to the east by the west-northwest-trending Lhunzhub thrust faults with dextral-slip. This relatively local uplift that left adjacent Eocene and Miocene deposits preserved was followed by a regional uplift and the initiation of a system of generally north-south grabens in the Late Miocene at -6.5 Ma. The regional uplift of the southern Tibetan Plateau thus appears to have occurred between 8.3 Ma and 6.5 Ma. The Gulu, Damxung-Yangbajain and Angan graben systems that pass east of the Nyainqentangiha Mountains are locally controlled by the earlier northeast-trending faults. These grabens dominate the subsequent tectonic movement and are still very active as northwest-trending dextral-slip faults northwest of the mountains. The Miocene is a time of great tectonic change that ushered in the modern tectonic regime.     

柴达木盆地西部地区新生代沉积与构造演化

［摘要］新生代柴西地区南北变形具有很好的对称性,盆地边缘发育高角度逆冲断层,古近纪时期库木库里和苏干湖盆地与柴达木盆地相连,据此认为柴西地区是地壳纵弯褶皱的机制下形成的新生代向斜沉降区。其构造演化经历了古新世~渐新世早期纵弯褶皱形成、晚渐新世~中新世纵弯褶皱发展和晚期盆内断褶构造强烈活动三个阶段,控制了相应时期的沉积边界和沉积相分布。古近纪时期库木库里盆地和苏干湖盆地是柴达木盆地的一部分,新近纪以来,由于盆缘逆冲断层的活动,库木库里和苏干湖盆地逐步与柴达木盆地分割开来。据此认为盆地中部一里坪地区和盆地边缘的油气勘探有较大潜力。     

青藏高原东缘晚新生代成都盆地物源分析与水系演化

成都盆地位于青藏高原东缘,夹于龙门山与龙泉山之间,盆地中充填了3.6Ma以来的大邑砾岩、雅安砾石层和晚更新世—全新世砾石层,其物源均来源于盆地西侧的龙门山,具横向水系和单向充填的特征。本次以物源区分析作为切入点,以岷江和青衣江水系为重点,采用砾岩成分分析、砂岩岩屑成分分析、重矿物分析和砾石的地球化学分析等基本方法,开展青藏高原东缘晚新生代以来的古水系重建工作,研究结果表明,成都盆地主要有两个物源区,其中成都盆地北部的都江堰街子场、崇州白塔山、大邑白岩沟、大邑氮肥厂、彭州丁家湾、彭州葛仙山等剖面中的砾石层在碎屑成分、重矿物和花岗岩砾石的地球化学成分等方面相似,应为古岷江的产物,而其与现代岷江在砾岩成分和重矿物特征等方面的差异性则表明古岷江可能存在改道的现象;成都盆地南部的庙坡剖面和熊坡东剖面中的砾石层在碎屑成分、重矿物和花岗岩砾石的地球化学成分等方面相似,应为古青衣江的产物,但其流向却与现代青衣江的流向不同,表明熊坡背斜是在大邑砾岩沉积之后隆起的,它的隆起迫使古青衣江改道。     

青藏高原新生代火山活动的深部力学背景

为了研究火山形成基本要素——岩浆运移通道的形成, 基于重力异常反演的青藏高原下地壳底部的地幔对流应力场, 结合地壳破裂形成机理和对流应力场与青藏高原新生代火山分布的关系, 以及青藏高原下地幔对流演化的数值模拟结果, 分析了高原火山岩浆运移通道产生的深部力学机制.研究表明, 高原下地幔对流应力场存在两个大的拉张区, 高原中部和北部的火山岩均分布于拉张应力区.南部的林子宗火山区对应了印度板块与欧亚大陆碰撞前或碰撞早期高原下的地幔上升流.对流应力的量级为~100Ma, 这与导致地壳破裂的应力量级相当.所有这些证据表明, 青藏高原下地幔对流应力场可能是导致高原地壳破裂, 并发展为岩浆物质通道的主要力学机制之一.