云南怒江河谷新近纪砾石层与堰塞湖相沉积的发现及其意义

作者在怒江道街—惠通桥段考察研究中,填绘了道街盆地的晚新生代地质图,测量了多条河谷横剖面,不仅重新厘定了河谷中拔河150m以下的多级低阶地,而且在拔河180～380m的高度上发现了多级由磨圆良好、成分复杂的厚层冲积砾石层所组成的高阶地,及厚近100m的堰塞湖成因的砂层及其下伏厚约100 m的砾石层.本文采集并测试了低阶...     

论晚期共和古湖时代、演化过程及其与地壳运动和黄河发育的关系

青海共和盆地,是青藏高原东北部晚新生代期间形成的北西西—南东东走向构造盆地,由西北部的茶卡小内流盆地,中部非典型的达连海内流盆地和东南部被黄河及其支流深深切割的外流盆地三部分组成.该盆地中充填了上、下两套厚度普遍均在200~300 m间,而最厚部分可达500~600 m的相互叠置的共和组与曲沟组河湖相地层.由这两套湖相地层所重建的古湖被分别称为早期和晚期共和古湖.本文重点讨论的是基于共和组湖相地层而重建的晚期共和古湖.石英热活化法ESR测年结果表明,湖相共和组地层开始形成于(4.31±0.40)Ma之前,持续到(2.58±0.20)Ma/(2.54±0.20)Ma之后的上新世时期.以尕玛羊曲村附近为顶点的黄河扇三角洲相两套均厚逾200 m砾石层中之上砾石层,形成于(3.15±0.30)—(3.07±0.30)Ma之间,其前缘水下三角洲相砾石层为(2.91±0.25)Ma,而来自北部山前的同期洪积砾石层则为(2.97±0.27)Ma,表明晚期共和古湖在(3.07±0.30)Ma与(2.91±0.15)Ma之间的上新世晚期达到其最盛期.此时,湖面高度达到其最大值海拔(3160±10)m左右,古湖是一个面积近7000 km2、深逾300 m的大型外流的淡水深湖.黄河在尕玛羊曲附近注入古湖,并由盆地东北角的尕海以东流出,经唯一通道古多隆河流入贵德古湖.当古湖面上升到超过共和与贵德两盆地的基岩分水岭时,黄河在现今的龙羊峡位置切割出新的河道——龙羊峡,从而导致了早更新世初古多隆河因"截弯取直"而非"溯源侵蚀"被废弃,开始了黄河逐步下切、T21到T16形成与共和古湖逐渐消亡的过程.共和古湖经历了茶卡盆地开始与古湖主体分离,中部湖区与东南部湖区分离、排干和东南部湖区被完全泄空等3个阶段.这一过程是随着中国区域地壳运动性质发生的根本性变化而发生的.此时,共和盆地及邻近盆地,甚至中国第一、二大地势阶梯上的大多数盆地,除银川—河套盆地与汾渭盆地等个别盆地外,都由差异性升降的盆-山运动转为整体性的隆升运动.发生于共和盆地的这一运动,曾被徐叔鹰等命名为"恰卜恰(共和)运动",只是其所指的时代为中更新世晚期.但这一名称被李吉均等改称为"共和运动",作为青藏运动的延续,意指黄河于10或15万年前因该运动而切穿龙羊峡,溯源至共和盆地.作者建议保留原"恰卜恰(共和)运动"的名称与基本含义,而该运动发生时间的争议仍待今后进一步深入研究解决.     

黄河河套盆地段阶地砾石层的形成时代和物源分析

研究团队前期在河套地区发现了多级黄河阶地,并厘定了其沉积时代,但并未探讨其物源特征.在此工作的基础上,我们首次从物源的角度对河套盆地段黄河的形成演化进行探讨.对黄河临河段T3阶地、黄河库布齐段T9阶地砾石层进行砾石统计,发现两处古流向均为由西向东,证明物源来自黄河上游方向.在临河段黄河T3阶地、库布齐段黄河T9阶地基座和下伏白垩纪基岩三处采集锆石样品,发现河套盆地段黄河阶地下伏白垩纪基岩有三个主要峰值:250~310 Ma、1550~2160 Ma、2340~2700 Ma,而黄河T3阶地和T9阶地基座的锆石年龄谱除了以上三个峰值外,在380~490 Ma和600~1420 Ma两个区间也有明显峰值.将其年龄谱与已发表的黄河各地质年代沉积物的锆石年龄谱进行对比,我们发现白垩纪基岩的物源主要来自鄂尔多斯基底和周缘造山带,而河套盆地段黄河河床至少从(5.16±0.50)Ma开始接受来自青藏高原东北部的碎屑物的堆积,也即贯穿青藏高原东北部和河套盆地的黄河至少在此时就已经形成.     

黄河贵德段河流阶地及演变研究

贵德盆地作为青藏高原东北部的一个构造地貌单元,处于黄河上游中段,盆地中河流阶地发育,但是阶地的形成时代仍存在很大争议。选择贵德盆地黄河阶地作为研究对象,并从龙羊峡至松坝峡共采集阶地ESR测年样品10个,进行了年代测试,结果表明贵德盆地新构造运动具有间歇性、差异性特征。笔者还并分析了黄河贵德段演变特征。     

内蒙古河套地区多目标区域地球化学调查成果及其意义

报道了内蒙古河套地区多目标区域地球化学调查结果及其对当地资源勘察、古湖泊环境、城市污染和地方病研究等方面的意义。调查结果显示,河套地区土壤主要富集Mg、Ca等碱性物质,西部狼山一带的多金属矿区应重视Ga、Ge、Tl等分散元素矿床的研究,乌拉山到大青山一带是寻找绿岩型金矿的有利地区。-20目粒级的土壤元素含量反映了河套地区的元素地球化学特征,同时不同成土母质决定了不同的元素富集与贫化特征,狼山山前冲积扇中是一套以多金属及分散元素为主的异常组合。河套地区的城市区内存在Pb、Hg、C、Ag、Au、P、Cd等元素异常的共同特征。古湖泊区与现代乌梁素海均表现F、Mo、U、CaO、MgO、Sr、C、I为正异常、S iO2为负异常的特征。同时现代乌梁素海沉积物中富集有机碳、N、P、Se,pH值较低;古湖泊则相反。河套地区氟中毒区与古湖泊、古河道以及白垩系地层分布范围一致,发病程度与高氟地下水含量呈正比关系。砷中毒与砷的全量和As3+共同作用有关,砷的价态对砷中毒产生影响,As3+含量越高,病况越严重。     

内蒙古狼山山前台地成因及其新构造运动意义

内蒙古狼山地处阴山造山带西段、河套断陷带的西北缘,晚新生代以来狼山山前断裂广泛发育、构造抬升强烈。研究晚更新世以来狼山的构造隆升对深入了解河套断陷带的形成演化机制及其隆升过程对河套盆地古地理格局的影响具有重要的意义。狼山山前翁格勒其格和乌兰敖包台地的沉积学、地貌学和年代学研究表明,T1台地形成于47.4 kaB.P.,其沉积物为晚更新世河套古大湖沉积;T2台地形成于69 kaB.P.,其沉积物可能为黄河流经狼山山前的冲积物。台地特征的分析显示,狼山山前台地主要由构造抬升形成,两级台地记录了狼山晚更新世晚期(Qp^3-2)以来的构造隆升过程。69 kaB.P.到47.4 kaB.P.翁格勒其格和乌兰敖包地区的隆升速率分别为1.34 m/ka和1.25 m/ka,47.4 kaB.P.以来分别为0.81 m/ka和1.18 m/ka,狼山南段(翁格勒其格地区)构造抬升有减小的趋势。晚更新世晚期(Qp^3-2)以来由于狼山的快速隆升,导致黄河河道不断东迁,河套平原的古河道是其迁移的证据。狼山山前湖岸阶地的研究进一步证实晚更新世晚期河套地区发育统一古大湖。     

内蒙古河套盆地晚更新世地层划分、环境演变及黄河的贯通

内蒙古河套盆地为受断裂控制形成的新生代断陷盆地,盆地中积水成湖,称河套古湖。晚更新世时期,河套古湖为继承性闭塞型断陷湖。上更新统主要为湖泊沉积体系,地层划分建组为上部东河村组、中部万水泉组、下部达拉特组。达拉特组在湖盆连续沉降条件及半深湖深湖中硫酸盐型、碳酸盐型湖水交替环境下沉积形成。万水泉组在湖盆沉降速率与沉积速率大体平衡条件及浅湖半深湖中半咸水湖环境下沉积形成。东河村组在湖盆沉降速率小于沉积速率条件下以及半咸水湖、局部时期为碳酸盐湖环境下的滨浅湖中沉积形成。晚更新世末期,河套古湖处于大湖水期,晋陕内蒙古交界处河流袭夺、河套盆地北侧山前断裂强烈活动和超强地震导致河套古湖湖水快速外泄,银川盆地、河套盆地、晋陕峡谷贯通而形成今日黄河河道。     

黄河共和-贵德段河流阶地对青藏高原东北缘晚期隆升的指示

实测黄河共和-贵德段4个河流阶地剖面,并对采自4个剖面的20个砂样进行了电子自旋共振波谱测年(ESR)。结果显示,T3～T9的形成时代分别为:0.134Ma B.P.、 0.176Ma B.P.、 0.228.1Ma B.P.、 0.41Ma B.P.、 0.82Ma B.P.、 0.93Ma B.P.、 1.32 Ma B.P., T11～T20阶地的形成时代分别为1.71Ma B.P.、 1.75Ma B.P.、 1.88Ma B.P.、 1.94Ma B.P.、 2.01Ma B.P.、 2.12Ma B.P.、 2.23Ma B.P.、 2.31Ma B.P.、 2.36Ma B.P.、 2.47 Ma B.P.。结合各级阶地拔河,综合分析共和-贵德河流阶地下蚀速率,探讨青藏高原东北缘第四纪以来隆升过程。认为青藏高原东北缘2.47Ma以来以阶段性隆升的模式隆升至现今高度,总隆升量为647m,平均隆升速率为0.26 mm/a,其中2.47～1.71 Ma期间,隆升速率约为0.51mm/a;1.71～0.41 Ma期间,构造隆升活动减缓,速率下降至约0.09mm/a;而0.41Ma之后隆升又开始加速至0.35mm/a。推断青藏高原东北缘祁连山地区在中新世中期之前海拔较低(小于2000m),中新世中晚期以来快速隆升了2000多米。     

中更新世晚期以来高阶地发育与中游黄河贯通

黄河的形成演变,是综合反映东亚构造地貌和自然环境变迁的重大地质事件,中游是黄河演化的关键河段,也是研究意见分歧集中的河段。发育于晋陕峡谷北段的寺沟T5阶地代表了晋陕峡谷未沟通前的雏形黄河发育阶段,T4阶地代表了黄河的贯通形成。文中选择了自三门峡峡谷至河曲寺沟间不同地貌部位的5个T5阶地和1个T4阶地典型剖面进行了系统研究,通过对阶地上覆黄土野外地层划分、OSL和ESR年代测定及磁化率测试结果与黄土高原段家坡典型黄土地层的对比,确定T5阶地和T4阶地上覆黄土最底部地层分别为S2和S1古土壤层,由黄土地层年代序列确定两级阶地分别形成于250~200 ka BP和130~80 ka BP。根据阶地的分布和沉积特征,认为250 ka BP前后的构造活动是T5阶地形成的主因,此时雏形黄河自三门峡溯源侵蚀到了河津地区,但未沟通河套盆地。形成于130~80 ka BP期间的T4阶地发育,代表晋陕黄河北段与河套盆地得以沟通,现今黄河最终形成。     

黄河中游三趾马红粘土的岩石学研究及古气候意义——以陕西府谷老高川三趾马红粘土剖面为例

将岩石学研究方法引入三趾马红粘土研究中,利用薄片系统观察、电镜扫描、Ｘ－射线衍射、粒度分析及化学分析手段,对红粘土的岩石学、微结构及形态学进行较为细致的研究。结果表明,各粘土层下部的沉淀层系成壤过程中钙质从上部土壤中淋滤并向下迁移再沉淀的结果。土壤中粘化层的光性定向粘粒及淀积铁质粘胶膜的发育程度受古气候及淋滤作用强度的控制。红粘土形成过程中主要为干旱、半干旱－半湿润气候的草原疏林环境,也有湿润气候的森林环境出现。府谷老高川三趾马红粘土剖面记录了四个大的气候旋回     

黄河源地区的河谷地貌特征及其对黄河上游形成和演化的启示

黄河的形成与演化对于认识我国宏观地貌格局的形成、青藏高原及黄土高原的区域构造活动历史、华北平原及黄渤海陆架的形成和演化等问题具有重要意义。目前对黄河演化历史的研究主要集中在龙羊峡以下的河段,对于黄河源段的关注较少。文章基于黄河源地区河谷地貌的实地考察,并利用SRTM1-DEM数据,分析了黄河源段干流及支流河谷橫剖面的地貌特征,并与该区典型的冰川谷和兰州附近黄河的河谷横剖面进行了对比。结果表明:黄河源地区的河谷规模巨大,并呈现出谷底开阔、河床窄小、阶地不明显、谷坡陡立、河谷横剖面左右对称的U型谷特征。这些特征与该区冰蚀谷的特征相似,但与兰州段黄河成型河谷的特征相差甚远,且其河谷规模更大。我们推断,黄河源地区的河谷可能主要为冰期时的冰蚀作用所塑造,而非单纯的流水侵蚀形成。由于冰蚀作用的存在,该区早期的河流阶地可能被随后冰期的冰蚀作用所破坏,当前基于黄河源地区现存河流阶地年代的研究很可能低估了该区水系的发育历史。此外,反复的冰川进退也可能导致黄河源水系自上而下贯通,而非溯源侵蚀形成。     

黄河源区第四纪地质研究的新进展

通过对黄河源区的钻孔、自然露头的研究, 建立了黄河源区的第四纪地层层序。第四纪地层可划分为下更新统、中更新统、上更新统和全新统。下更新统为河湖相沉积; 中更新统主要有湖积物、冰碛物和冰水沉积物; 上更新统主要有湖积物、冰碛物、冰水沉积物、洪积物和河流沉积物; 全新统主要由河流沉积物、洪积物和湖积物构成。黄河源区的冰期可划分为3期, 即末次冰期、倒数第二次冰期、倒数第三次冰期, 末次冰期又可分为2个冰阶。黄河源区的湖泊演化可划分为早更新世、中更新世和晚更新世—全新世3个阶段: 早更新世的湖泊范围小; 中更新世的湖泊范围明显扩大, 在位置上也较早更新世的湖泊南移; 晚更新世的湖泊经历了两次的扩张—收缩变化, 到了全新世, 除现今还发育的几个湖泊外, 大多数地区的湖水已退出, 基本上转变为河流环境。在晚更新世末期到全新世初期, 封闭黄河源区的多石峡被切开, 湖水外泄, 现今的黄河形成了, 同时发生了袭夺长江水系的水流。