渭河盆地河流阶地演化及其构造—气候意义

渭河盆地渭河及其各支流演化历史与区域构造、气候变化密切相关,因此盆地内各河流阶地的成因和演化是研究渭河盆地环境演变的重要科学问题。河流阶地之上黄土的磁性地层学被普遍用来获得盆地内河流阶地形成的年龄。尽管粉尘物质在第四纪以来覆盖了盆地大范围区域,河流阶地形成与粉尘物质最终保存在阶地之间可能还存在一定的时间差异。所以,尽管借鉴黄土—古土壤序列的区域对比,能够推断河流阶段的年代范围,仍需更多绝对年龄方法对其进行约束。本文通过渭河盆地内渭河不同支流河流阶地形成年代、拔河高度等的综合分析,结合大范围区域隆升过程及第四纪气候演化序列对比,发现并不是所有气候变化的重要节点就有相应的河流阶地形成,河流阶地年龄空间分布也有一定的区域性特征,提出渭河盆地河流演化与构造运动造成潜能及气候变化诱发这些潜能的释放密切相关。所以,渭河盆地河流阶地主要是在大范围的构造隆升和气候变化共同作用下的构造—气候旋回阶地。渭河盆地水系演化史的重建对全面认识黄河中游水系早期的形成演化具有重要意义,尤其是解决渭河、黄河贯通三门峡的争议,但还需要更多可靠的不同河流地质证据和多种分析数据的印证和约束。     

渭河盆地河流阶地演化及其构造—气候意义

渭河盆地渭河及其各支流演化历史与区域构造、气候变化密切相关,因此盆地内各河流阶地的成因和演化是研究渭河盆地环境演变的重要科学问题。河流阶地之上黄土的磁性地层学被普遍用来获得盆地内河流阶地形成的年龄。尽管粉尘物质在第四纪以来覆盖了盆地大范围区域,河流阶地形成与粉尘物质最终保存在阶地之间可能还存在一定的时间差异。所以,尽管借鉴黄土—古土壤序列的区域对比,能够推断河流阶段的年代范围,仍需更多绝对年龄方法对其进行约束。本文通过渭河盆地内渭河不同支流河流阶地形成年代、拔河高度等的综合分析,结合大范围区域隆升过程及第四纪气候演化序列对比,发现并不是所有气候变化的重要节点就有相应的河流阶地形成,河流阶地年龄空间分布也有一定的区域性特征,提出渭河盆地河流演化与构造运动造成潜能及气候变化诱发这些潜能的释放密切相关。所以,渭河盆地河流阶地主要是在大范围的构造隆升和气候变化共同作用下的构造—气候旋回阶地。渭河盆地水系演化史的重建对全面认识黄河中游水系早期的形成演化具有重要意义,尤其是解决渭河、黄河贯通三门峡的争议,但还需要更多可靠的不同河流地质证据和多种分析数据的印证和约束。     

东昆仑山东段北坡河流阶地发育及其与构造隆升的关系

河流系统的发育往往能反映相关地质作用的细节.对东昆仑山东段北坡众多河流阶地及其沉积物的研究表明, 该区在早更新世晚期昆仑-黄河运动之后形成的东西向盆岭相间的地貌特征奠定了早期河流为东西向外流水系的基础; 中更新世晚期以来的又一次强烈构造抬升事件———共和运动, 导致昆仑山北坡各主要河流迅速溯源侵蚀发展, 伴随河流袭夺而形成现今的水系格局; 晚更新世晚期存在一段相对较长的构造稳定期, 河谷普遍发生堆积作用, 形成分布广泛且厚度较大的晚更新世冲积层; 接近全新世以来构造运动频繁而隆升的幅度趋于减弱, 形成了5级河流阶地, 并且阶地的发育类型普遍为以高级阶地(T₅) 为基座的上叠阶地, 河流至今未能切穿晚更新世稳定期形成的厚冲积层.      

祁连山北麓河流阶地与新构造演化

对祁连山北麓十几条河流的阶地进行野外调查和测量,获得大量河流阶地的分布特征、高度、结构、发育程度和形成年龄等资料和数据,分析河流阶地的发育和变形特征及其与新构造活动的关系,划分几种挤压构造区阶地的变形模式及其所反映的新构造演化特征。从阶地发育的年龄序列划分本区自中更新世中期以来,约0．45～0．15MaB．P．和约0．15MaB．P．至今的两次强烈构造活动阶段,以及它们分别具有的约0．100和约30000a的间歇性构造波动。对东西部不同地段阶地发育与变形特征对比研究表明,祁连山北麓西部新构造活动比东部强烈。     

西昆仑山前冲断系的结构特征

西昆仑山前为一薄皮冲断构造系 ,按冲断系不同区段结构和变形样式的差异 ,由北而南可以将西昆仑冲断系分为以薄皮变形为主的北带和以厚皮变形为主的南带。北带进一步划分为 :帕米尔北缘弧形构造带、齐姆根构造带、柯克亚—桑株构造带和皮山—和田构造带 4个次一级构造带。其中 ,帕米尔北缘弧形构造带为显露型近东西走向展布的紧密的线性冲断褶皱带和断裂带 ;齐姆根构造带为受走滑与冲断作用复合影响的隐伏型盲冲走滑构造带 ;柯克亚—桑株构造带是以冲断作用为主的隐伏型盲冲构造带 ;皮山—和田构造带则是典型的显露型冲断推覆体。构造带的走向差异、边界条件的不同和空间上的制约是各构造带之间差异活动的原因。在每一个构造线变化的区段与邻近部位具有不同的结构 ,从而在空间上形成了较为复杂的冲断体系。     

阴山西段河流阶地发育的年代序列及其对构造隆升的指示意义

阴山位于河套断陷带北部,晚新生代以来,构造运动非常活跃,阴山持续不断隆起,河套随之不断下陷,作为地貌响应之一,阴山河谷中发育了一系列河流阶地。本文通过详细的野外地质调查,结合地貌学、沉积学及年代学方面的研究,厘定了阴山西段河谷普遍发育的4~5级河流阶地;并利用光释光(OSL)测年方法,恢复了其堆积-下切历史,建立了河流阶地年代框架:T4、T3、T2、T1级阶地大致形成时间分别为58.00ka BP、46.25ka BP、32.19ka BP、15.79ka BP之后;分析了本区河流阶地的成因:阴山的构造隆升为本区河流下切提供动力基础,是形成河流阶地的主要驱动力,气候变化通过改变水流流量与沉积物通量的比率影响阶地的堆积-下切行为的转换,是河流阶地形成的重要影响因素;进而利用河流侵蚀速率差异性讨论了晚更新世以来阴山西段的构造隆升模式:51.61~41.28ka BP之间,阴山西段隆升以中部高于东西部的穹窿式差异性隆升为主,23.22ka BP之后,阴山西段的隆升区段差异性减小,趋向于整体隆升。     

新疆西昆仑苏巴什蛇绿岩形成时代及其构造意义

新疆西昆仑出露多条蛇绿混杂岩带,苏巴什蛇绿混杂岩带出露于新疆于田县西昆仑玉龙喀什—阿克苏一带,笔者通过对苏巴什蛇绿岩带南带中2个辉长岩样品进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得了较准确的年龄数据（352.7±3.0）Ma和（261.9±2.2）Ma。确定了该蛇绿岩的形成时代为早石炭世—中二叠世,结合混杂岩带中与之共生的沉积岩和相关的边缘地质体综合分析,基本可以确定该蛇绿岩带应是华力西期洋壳残片,与木孜塔格峰、阿尼玛卿等地残存的蛇绿岩的形成时代一致,其共同组成麻扎-康西瓦-木孜塔格构造带,相当于青藏高原第四缝合带。     

再论西昆仑库地蛇绿岩及其构造意义

近年从事西部造山带,特别是西昆仑造山带研究的国内外地质学家,对库地蛇绿岩的发生时限、环境及其构造演化讨论较热烈。原因是:它很可能是中国较早发生的古蛇绿岩之一,涉及青藏高原北缘是否存在“原(古)特提斯(ProterozoicTethys)”大洋以及地质历史早期板块构造演化特征、Rodinia古陆的裂解-聚合等问题,讨论焦点是对该蛇绿岩发生的时限和形成环境的判别、认识问题。本文结合历次对该蛇绿岩的观察,重点就最近该蛇绿岩中石英辉长岩的锆石SHRIMP-Ⅱ测年给出510Ma±4Ma及其构造意义作一简要报道。     

天山北缘河流阶地形成及构造变形定量分析

新生代以来,北天山山前发育了3排冲断褶皱带。新生代晚期一系列河流普遍穿过这3排冲断褶皱带并发育了三级河流阶地。在最新构造活动的影响下,河流阶地普遍发生变形,遭受抬升。利用光释光及14C年代学方法确定了塔西河三级阶地的形成年龄,并实际测量了三级阶地的高程。结果表明吐谷鲁背斜的构造抬升速率在32．85-28．75 ka问为9．50-12．57 mm／a,12-13 ka间为9．67-14．5 mm／a,全新世则增至10．79-23．44mm／a,天山基底的平均隆升速率达到3．39-3．86mm／a。通过对天山最高一级夷平面、野外实测侏罗纪地层高程及天山发育的煤层的相对隆升速率的研究则表明天山自24 Ma以来平均的隆升速率约为0．085-0．146 mm／a。结合对北天山其他主要河流阶地的观察及研究可以看出自晚更新世一全新世以来,天山北缘的最新构造活动具有不断加快的特征。     

祁连山地区河流阶地与第四纪构造隆升

祁连山及邻区河流阶地系列是反映区域构造隆升的重要地貌标志。对祁连山地区东北部的沙沟河、西北部的洪水坝河、东南部的黄河共和段及渭河陇西段、东部的黄河兰州段河流阶地进行了阶地抬升幅度、年代对比研究,分析了祁连山及邻区第四纪构造隆升的特点及其对青藏高原隆升的响应。研究表明,1.6Ma以来祁连山及邻区至少存在5期构造活动,即1.6Ma左右的第1期构造活动;1.2~0.6Ma的第2期构造活动,包括1.2Ma、0.8Ma、0.6Ma的次一期构造活动;0.45~0.25Ma的第3期构造活动;0.2~0.08Ma的第4期构造活动,包括0.15Ma、0.1Ma次一期构造活动;0.08Ma以来的第5期构造活动。祁连山及邻区在第1、2、4、5期构造活动中表现为同步抬升,第3期不同区域抬升时间存在差异。在构造活动强度方面,1.2~0.6Ma(第2期)祁连山东部活动较强,0.45~0.25Ma(第3期)构造活动强度表现为北部强于南部,在北部表现为由西向东不断增强,0.2Ma以来在南、北方向上表现为构造活动强度沿着北东方向减弱,在东、西方向上表现为祁连山西北部的构造活动明显强于东北部。祁连山及邻区东部1.80Ma以来平均抬升速率为0.25mm/a,平均抬升了450m左右,粗略计算2.6Ma以来该区域抬升了600m左右。祁连山及邻区西部河流阶地反映的构造抬升强于东部,据此推断,第四纪以来祁连山及邻区西部抬升或超过600m。     

四川龙门山南段青衣江河流阶地形成时代及其构造地貌意义

地表调查发现,横穿龙门山南段的青衣江具有上游以发育深切峡谷为主,而中下游段阶地发育较完整的特点。采用光释光测年方法对现今青衣江低阶地进行年代学测试分析,获得了低阶地的形成年代,并结合对前人资料的对比和对青衣江河流阶地已有年代学数据的分析,基本确定青衣江中下游地区的T1~T7阶地主要形成于距今7.7~9.0ka,40~50ka,75~85ka,129ka,149ka,270~300ka,740ka。结合地表调查结果进一步推断,现今青衣江主河道在中更新世及之前已经存在。因此,现今的青衣江究竟是因断块整体倾斜式改道还是后期河流袭夺而形成需进一步研究。另外,据青衣江低阶地地貌面的年龄数据估算,龙门山南段青衣江流域不同段落的晚第四纪河流下切速率不同,中更新世以来,芦山至大岗顶段的河流下切速率明显较大,很可能是芦山地震发震构造(盲逆断层)在晚第四纪期间存在持续活动的地貌响应。     

北京平谷山前河流阶地发育序列、形成时代及地质意义

河流阶地是研究河流演化、构造运动的良好载体, 虽然北京地区第四纪地质研究程度较高, 但北京东部地区对河流阶地的相关研究资料较少。本文以北京平谷燕山山前发育的泃河、黄松峪石河、将军关石河为研究对象, 通过野外地质调查、光释光测年技术（OSL）详细划分了上述河流阶地的发育序列, 在此基础上讨论了部分河流阶地的形成时代、阶地成因及河流阶地对燕山隆升的响应等地质问题, 认为泃河南岸发育有3级阶地, 北岸发育2级阶地;黄松峪石河最多发育有6级阶地;将军关石河发育有5级阶地。将军关石河至晚形成于中更新世晚期（161. 7±7. 7 ka BP）, 黄松峪石河至晚形成于晚更新世早期（121. 2±5. 4~100. 3±4. 1 ka BP）, 泃河至晚形成于晚更新世中期（79. 4±3. 3~70. 8±3. 4 ka BP）。泃河、黄松峪石河、将军关石河各级阶地的形成受到了古气候变化和燕山隆升的双重影响, 平谷地区燕山在中更新世晚期以来, 一直处于隆升的状态, 晚更新世早期时隆升速率达到最大, 可达0. 24~0. 34 mm/a, 晚更新世中期时隆升速率降低, 0. 18~0. 24 mm/a。以上成果对研究北京东部河流阶地发育特征、形成时代具有重要参考价值, 也为中更新世晚期以来燕山的隆升提供了新的证据。     

青藏高原西北部晚第四纪以来的隆升作用 ——来自西昆仑阿什库勒多级河流阶地的证据

青藏高原的隆升是新生代最壮观的地质事件,关于青藏高原隆升研究一直是地学界的研究焦点.河流阶地的发育记录了丰富的构造运动和气候变化的信息,近年来被广泛应用于构造运动和气候演变的研究,但前人研究的河流阶地基本分布在青藏高原的周缘,阶地的形成可能是气候与构造运动共同作用的结果.本文通过高分辨率卫星影像的解译,在青藏高原内部的西昆仑阿什库勒地区发现了多达七级的河流阶地.对该处河流阶地结构、沉积特征、几何特征的研究表明该阶地是典型的构造成因阶地.野外利用全站仪对河流阶地地貌形态进行了精细的测量,获得了各级阶地的拔河高度分别为4～5m(T1)、9～ 10m(T2)、16 ～ 18m(T3)、28～31m(T4)、45～48m(T5).通过宇宙成因核素10Be测年方法对各级阶地面的暴露年龄进行了测定,获得了各级阶地的形成时代分别为7.7±0.7ka(T1)、32.7±3.lka (T2)、53.6±2.5ka(T3)、115.7±23.2ka(T4)、166.8±10.4ka (T5)、19.5±8.5ka (T6).由此确定了晚第四纪166.8ka以来不同时期的河流下切速率总体介于0.2～0.35mm/yr,该速率代表了青藏高原西北部晚第四纪166.8ka以来的平均隆升速率.     

西昆仑西段晚古生代—中生代花岗质岩浆作用及构造演化过程

本文通过对西昆仑西段地区晚古生代—中生代花岗岩的岩石类型、形成时代和岩石地球化学资料的综合分析,探讨花岗质岩浆活动期次、岩石成因,结合区域资料,探讨构造-岩浆演化特征和碰撞造山过程。将该地区晚古生代—中生代构造-岩浆演化分为7个阶段:(1)388~324 Ma(特提斯Ⅰ、Ⅱ支洋向北俯冲消减阶段),具富钠贫钾特征的低温TTG岩石组合,形成于陆缘弧环境;(2)339~291 Ma(奥依塔格弧后盆地演化阶段),由于南部特提斯Ⅰ支洋持续往北俯冲,导致西昆仑北缘发生弧后扩展而形成弧后盆地,形成拉斑质具强烈富钠贫钾特征的低温大洋花岗岩;(3)258~241 Ma(特提斯Ⅰ支洋闭合、碰撞造山阶段),岩石中发育石榴子石和白云母,普遍具片麻状构造,属于S型花岗岩,陆壳部分熔融的产物;(4)234~210 Ma(特提斯Ⅰ后碰撞伸展阶段):岩体规模较大,为I型→A型花岗岩,伴随着地幔岩浆底侵和强烈的壳幔岩浆混合作用;(5)198~150 Ma(特提斯Ⅱ支洋向南俯冲消减阶段):类似TTG的岩石组合,形成于与洋壳俯冲有关的岩浆弧环境;(6)148~118 Ma(特提斯Ⅱ支洋闭合、碰撞造山阶段):弱片麻状二云二长花岗岩,属C型埃达克岩,为陆-陆碰撞过程中陆壳加厚发生部分熔融的产物;(7)111~75 Ma(特提斯Ⅱ后碰撞伸展阶段):发育规模较大,钾玄质系列,是古老地壳部分熔融的产物。根据各阶段花岗质岩浆活动特征和构造演化过程,初步提出了西昆仑西段晚古生代—中生代大地构造演化模式图。     

西昆仑康西瓦断裂西段斜长片麻岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及其构造意义

在康西瓦断裂西段发育着一套含石榴子石二云斜长片麻岩。根据锆石的阴极发光图像和Th、U、REE等特征,锆石可分为岩浆成因和变质热液成因2类。利用LA-ICP-MS法进行锆石U-Pb定年,测得含石榴子石斜长片麻岩的源岩形成年龄为254.5Ma±4.2Ma(MSWD=0.16),变质年龄为242.7Ma±2.3Ma(MSWD=0.11)。结合区域地质资料,含石榴子石二云斜长片麻岩的变质作用与古特提斯碰撞造山有关,表明西昆仑造山带在中三叠世早期(243Ma)仍处于古特提斯碰撞造山期。     

Age estimates of coastal terraces in the Andaman and Nicobar Islands and their tectonic implications

The great Indian Ocean earthquake of December 26, 2004 caused significant vertical changes in its rupture zone. About 800 km of the rupture is along the Andaman and Nicobar Islands, which forms the outer arc ridge of the subduction zone. Coseismic deformation along the exposed land could be observed as uplift/subsidence. Here we analyze the morphological features along the coast of the Andaman and Nicobar Islands, in an effort to reconstruct the past tectonics, taking cues from the coseismic effects. We obtained radiocarbon dates from coastal terraces of the island belt and used them to compute uplift rates, which vary from 1.33 mm yr^− 1 in the Little Andaman to 2.80 mm yr^− 1 in South Andaman and 2.45 mm yr^− 1 in the North Andaman. Our radiocarbon dates converge on  600 yr and  1000 yr old coastal uplifts, which we attribute to the level changes due to two major previous subduction earthquakes in the region.     

西昆仑康西瓦断裂西段斜长片麻岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及其构造意义

在康西瓦断裂西段发育着一套含石榴子石二云斜长片麻岩。根据锆石的阴极发光图像和Th、U、REE等特征,锆石可分为岩浆成因和变质热液成因2类。利用LA-ICP-MS法进行锆石U-Pb定年,测得含石榴子石斜长片麻岩的源岩形成年龄为254.5Ma±4.2Ma(MSWD=0.16),变质年龄为242.7Ma±2.3Ma(MSWD=0.11)。结合区域地质资料,含石榴子石二云斜长片麻岩的变质作用与古特提斯碰撞造山有关,表明西昆仑造山带在中三叠世早期(243Ma)仍处于古特提斯碰撞造山期。     

广州番禺眉山阶地第四系剖面的年代学框架及构造学意义

眉山阶地第四系剖面地处番禺断隆区的边缘,毗邻狮子洋断陷区,是珠江三角洲第一次海侵所到达的区域,附近的断裂包括文冲断裂、化龙—黄阁断裂、新会—市桥断裂等三角洲内典型断裂。发育于网纹红土基座上的堆积阶地,自下而上大致分为杂色砂层、白色砂层、淤泥质层3层,构成一个完整的从动水环境到静水环境的沉积旋回。野外调查及14C测年和光释光（OSL）测年结果表明,眉山第四系剖面年龄约在70～30 ka B.P.之间,相当于深海O同位素4—2阶段。结合前人的研究资料,认为阶地面与沉降区的下旋回原本在同一高度,但自晚更新世以来,在断块差异升降中被错开,垂直距离在20 m以上,直观地指示了断隆区与断陷区的运动特征。     

Petrogenesis and tectonic implications of early Silurian high-K calc-alkaline granites and their potassic microgranular enclaves,western Kunlun orogen,NW Tibetan Plateau

The western Kunlun orogen occupies a key position along the tectonic junction between the Pan-Asian and Tethyan domains, reflecting Proto- and Palaeo-Tethys subduction and terrane collision during early Palaeozoic to early Mesozoic time. We present the first detailed zircon U–Pb chronology, major and trace element, and Sr–Nd–O–Hf isotope geochemistry of the Qiukesu pluton and its microgranular enclaves from this multiple orogenic belt. SHRIMP zircon U–Pb dating shows that the Qiukesu pluton was emplaced in the early Silurian (ca. 435 Ma). It consists of weakly peraluminous high-K calc-alkaline monzogranite and syenogranite, with initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios of 0.7131–0.7229, ?_Nd(T) of –4.1 to –5.7, δ¹⁸O of 8.0–10.8‰, and ?_Hf(T) (in situ zircon) of –4.9. Elemental and isotopic data suggest that the granites formed by partial melting of lower-crustal granulitized metasedimentary-igneous Precambrian basement triggered by underplating of coeval mantle-derived enclave-forming intermediate magmas. Fractional crystallization of these purely crustal melts may explain the more felsic end-member granitic rocks, whereas such crustal melts plus additional input from coeval enclave-forming intermediate magma could account for the less felsic granites. The enclaves are intermediate (SiO₂ 57.6–62.2 wt.%) with high K₂O (1.8–3.6 wt.%). They have initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios of 0.7132–0.7226, ?_Nd(T) of –5.0 to –6.0, δ¹⁸O of 6.9–9.9‰, and ?_Hf(T) (in situ zircon) of –8.1. We interpret the enclave magmas as having been derived by partial melting of subduction-modified mantle in the P–T transition zone between the spinel and spinel-garnet stability fields. Our new data suggest that subduction of the Proto-Tethyan oceanic crust was continuous to the early Silurian (ca. 435 Ma); the final closure of the Proto-Tethys occurred in the middle Silurian.     

西昆仑上其汗地区火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及构造意义

西昆仑上其汗地区火山岩的时代及归属一直存在争议。利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年法对该区火山岩中霏细岩进行了测年。阴极发光图像显示,锆石发育对称的生长震荡环带结构,Th/U大部分大于0.4,显示岩浆锆石的特征。测得火山岩的206 Pb/238 U加权平均年龄为(335±4.2)Ma,形成时代为石炭纪,可将其划为阿羌岩组。结合区域地质背景资料,该火山岩可能形成于裂谷环境。