矿物裂变径迹年龄与青藏高原隆升速率研究

本文通过对青藏高原冈底斯花岗岩带中段花岗闪长岩中不同矿物裂变径迹年龄研究表明,青藏高原南部的隆升是分阶段的,从岩体就位到约30Ma为高原缓慢隆升阶段,30Ma-7Ma期间高原隆升速度加快,7Ma以来高原快速隆升;结合已有的有关青藏高原不同地区隆升速率、时限研究成果认为,青藏高原的隆升具有整体性、阶段性、加速性和区域的不均衡性。      

藏南冈底斯地体中段南缘构造演化

冈底斯岩浆带位于拉萨地体南缘, 是新特提斯洋盆演化和印度-亚洲陆陆碰撞的岩浆产物, 对冈底斯岩浆带的研究方兴未艾, 但一些基本问题仍然存在着激烈的争论(比如晚三叠世到早—中侏罗世新特提斯洋演化的极性, 冈底斯岩浆带中大型韧性剪切带形成的时代、动力学机制以及冈底斯中段新生代的隆升-剥蚀模式等等), 这都直接影响了对新特提斯域构造和青藏高原形成演化的理解, 以及对冈底斯构造成矿带的资源评价。     

青藏高原冈底斯成矿带东段水文测井评价方法

为丰富青藏高原冈底斯成矿带水文地质研究内容,从钻孔实际揭露的地层特征出发,结合试验确定的各项水文地质参数,利用测井数据建立矿化度、孔隙度、渗透系数、单孔涌水量等水文测井解释模型,经实际测井资料数据处理及综合解释,结果表明,测井解释的各项水文地质参数与试验值吻合度高,应用效果明显。首次在青藏高原冈底斯成矿带采用测井方法建立起了第四系含水层水文地质参数评价模型,为该区水文地质勘探提供了借鉴。     

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。     

冈底斯带中段渐新世花岗质岩石锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄、岩石地球化学特征及其意义

以藏南冈底斯带中段渐新世花岗质岩石为研究对象,对其进行了岩相学、年代学、岩石地球化学及Hf同位素研究,结果表明区内渐新世花岗质岩石岩性主要为中粗粒花岗闪长岩、中粗粒黑云母二长花岗岩和似斑状黑云母二长花岗岩。锆石U-Pb定年表明,似斑状黑云母二长花岗岩的成岩年龄为26.4±0.4 Ma,属晚渐新世岩浆活动产物。岩石地球化学特征上里特曼指数σ为1.58～3.20,为高钾钙碱性—钾玄岩系列;铝饱和指数A/CNK值为0.90～1.04,属准铝质—弱过铝质;岩石相对富集Rb、K和亏损Ba等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Zr、Hf、Ti等高场强元素;轻稀土元素明显富集,轻重稀土元素分馏较强(La_N/Yb_N值为5.37～14.26),具有较弱的Eu负异常。岩相学及岩石地球化学指示花岗岩成因类型为I型。似斑状黑云母二长花岗岩锆石ε_(Hf)(t)值为0.08～6.31,Hf同位素一阶段模式年龄变化范围为445～687 Ma,主要来自新生地壳的部分熔融,并有幔源物质的加入;岩浆在成岩过程中存在分离结晶作用。综合分析认为,冈底斯带在渐新世时期处于印度与亚洲板块的碰撞造山环境,挤压作用及幔源物质侵位导致地壳加厚,使青藏高原在该时期发生了一次强烈的隆升。     

青藏高原造山带的垮塌与高原隆升

印度与亚洲的碰撞及前期的地体拼合产生了世界上规模最大的青藏高原碰撞造山带,并进而导致了高原的形成。但关于该造山带的形成演化过程与高原隆升的关系,一直未能取得明确的共识。本文通过对近几年来的资料总结发现,印度与亚洲的碰撞大约发型在55 Ma左右。由于新特提斯大洋板块的断离作用,形成冈底斯地区大规模的古新世—始新世花岗岩和火山岩,并发生青藏高原第一次较大规模的隆升。随着印度板块的持续向北挤压和朝亚洲大陆下的不断俯冲,该造山带岩石圈不断增厚,并在≈26 Ma左右发生岩石圈拆沉和减薄,形成全区的新生代钾质与超钾质岩浆活动,并发生全区范围内的大规模地壳隆升与剥蚀。中新世及以后,除局部地区外,青藏高原总体隆升幅度不大。因此,青藏高原的隆升与造山带的垮塌有关,而并不是由印度与亚洲碰撞而直接产生的。     

龙门山地区水系发育特征及其对青藏高原东缘隆升的指示

龙门山位于青藏高原东缘,既是青藏高原周缘山脉中陡度最大的山脉,也是构造活动和地貌景观塑造最为强烈的地区之一。因此,该区域成为研究构造-地貌-水系之间相互关系的实验场。本文基于ASTER GDEM数据,提取了青藏高原东缘地区15条基岩河道的纵剖面,采用简单数学函数拟合河流纵剖面形态,并结合基岩水力侵蚀模型,分析龙门山不同位置的地形特征。本次研究获得以下几点认识:①通过对龙门山地区河流纵剖面的分析,龙门山整体上具有较高的隆升速率,导致这一地区强烈的河流侵蚀作用;②龙门山中段和南段的河流双对数图以上凸型为主,说明该区域尚未达到均衡状态,处于前均衡期;③龙门山北段的河流双对数图呈直线形态,说明该区域达到均衡状态,处于均衡期;④龙门山不同地区的水系发育特征,表明龙门山中段和南段具有更强的构造活动性、更高的隆升速率,龙门山北段则具有较弱的构造活动性、较低的隆升速率,并反映了青藏高原东缘的隆升作用具有明显的空间差异性。     

青藏高原东部雀儿山地区新近纪隆升速率探讨——来自雀儿山花岗岩体磷灰石裂变径迹证据

通过青藏高原东部川西地区雀儿山花岗岩体磷灰石裂变径迹分析,新获得了4个磷灰石裂变径迹年龄值,分别为4. 9±0. 3Ma、6. 2±0. 5 Ma、7. 2±0. 4 Ma和7. 3±0. 7 Ma。运用径迹年龄-地形高差法计算出雀儿山花岗岩体新近纪的隆升速率,为0. 15～2 mm/a,平均隆升速率为0. 78mm/a。隆升速率在每个阶段有所不同,但呈现出一种快速隆升→缓慢隆升的过程,为整个青藏高原东缘的隆升过程提供了约束条件。     

冈底斯新元古代-中生代沉积盆地演化

青藏高原冈底斯地处印度河-雅鲁藏布江结合带和班公湖-双湖-怒江对接带之间, 其经历了复杂的沉积-岩浆演化史.将青藏高原冈底斯地层区划分为8个构造-地层分区, 并分时段对各个分区的沉积特征进行归纳, 总结了冈底斯从新元古代到中生代沉积盆地的发展与演化历史: 冈底斯震旦纪由陆缘裂谷开始演化; 晚古生代, 前期以稳定宽阔的碳酸盐岩沉积为主, 发育碳酸盐岩台地与台盆, 从石炭纪起, 开始转化为伸展性质的裂陷大陆边缘, 盆地类型主要为陆缘裂谷; 中生代, 班公湖-怒江特提斯洋向南与雅鲁藏布新特提斯洋向北双向俯冲, 大部分区域早期处于隆升状态, 中生代末期发育大型的岩浆弧带, 盆地类型以弧间盆地和弧前盆地为主.      

从冰川剥蚀作用看念青唐古拉山脉(中段)的隆升

通过对念青唐古拉山主峰地区第四纪冰碛地层划分与同位素测年,发现主峰地区的第四纪冰川分别形成于700～600kaBP、200～140kaBP和70～30kaBP三个时段,指示了自中更新世以来念青唐古拉山中段开始大规模隆升,冰川活动加剧,并堆积了相应的冰碛物。根据念青唐古拉山主峰地区基岩地层与岩性的空间分布、不同火成岩和变质岩组合的形成深度和不同冰期冰碛物砾石成分统计研究,发现冰川对基岩剥蚀与念青唐古拉山中段隆升过程有着明显的对应关系。本文从念青唐古拉山主峰地区的基岩地层的岩石成分和分布的研究,及其对山脉隆升与冰碛物成分的关系等方面,分析了念青唐古拉山脉的切割及其对山脉隆升的反映。念青唐古拉山主峰地区的隆升过程可较好地与青藏高原的隆起相对比,它应是青藏高原隆升的响应。     

Late Cenozoic Stratigraphy and Paleomagnetic Chronology of the Zanda Basin, Tibet, and Records of the Uplift of the Qinghai-Tibet Plateau

The characteristics of Late Cenozoic tectonic uplift of the southern margin of the Qinghai- Tibet Plateau may be inferred from fluvio-lacustrine strata in the Zanda basin, Ngari, Tibet. Magnetostratigraphic study shows that the very thick fluvio-lacustrine strata in the basin are 5.89- 0.78 Ma old and that their deposition persisted for 5.11 Ma, i.e. starting at the end of the Miocene and ending at the end of the early Pleistocene, with the Quaternary glacial stage starting in the area no later than 1.58 Ma. Analysis of the sedimentary environment indicates that the Zanda basin on the southern Qinghai-Tibet Plateau began uplift at -5.89 Ma, later than the northern Qinghai-Tibet Plateau. Presence of gravel beds in the Guge and Qangze Formations reflects that strong uplift took place at -5.15 and -2.71 Ma, with the uplift peaking at -2.71 Ma.     

青藏高原东北缘何时卷入现今青藏高原构造系统?——来自西秦岭北缘漳县盆地新生代沉积记录的约束

新生代以来印度-欧亚板块持续碰撞汇聚形成号称世界第三极的青藏高原。青藏高原的扩展生长和构造变形系统形成的动力学过程是地球科学研究的重大科学问题。青藏高原东北缘新生代以来构造演化过程及其与印度-欧亚板块碰撞汇聚的动力学耦合关系研究对于揭示青藏高原扩展生长过程具有重要地质意义。尽管前人已经开展了大量研究探索,提出各种构造-隆升模型,但青藏高原东北缘何时卷入印度-欧亚碰撞汇聚的青藏高原构造系统尚未达成共识。作为青藏高原东北缘组成部分的西秦岭北缘构造带漳县地区不仅新生代地层记录齐全,而且断裂构造发育,构造变形现象丰富,是研究青藏高原东北缘新生代构造演化及印度-欧亚碰撞汇聚远程构造响应的良好区域。通过对西秦岭北缘构造带漳县地区新生代沉积盆地地层构造格架、沉积地层序列和沉积旋回等详细野外观测研究,结合区域断裂带几何学-运动学及变形历史分析,取得如下认识:(1)西秦岭北缘漳县地区新生代沉积地层主要由为不整合分隔的两套构造性质完全不同的构造地层单元组成,即渐新世—中新世伸展断陷盆地沉积和上新世再生前陆磨拉石盆地沉积;(2)渐新世—中新世时期的地壳伸展拉张构造环境与印度-欧亚碰撞汇聚的挤压环境相悖,指示了西秦岭北缘在渐新世—中新世尚未卷入现今的印度-欧亚碰撞汇聚构造系统;(3)上新世磨拉石盆地的发育标志着西秦岭北缘构造带从伸展到挤压的构造体制转换,可能指示了印度-欧亚碰撞汇聚的挤压构造作用这时才波及西秦岭北缘;(4)上新世粗砾岩、西秦岭造山带地层和中生代沉积地层共同经历了抬升剥蚀作用,形成了西秦岭北缘广泛发育的夷平面。第四纪以来夷平面的抬升和解体、现代河流侵蚀系统和多级河流阶地的出现,指示了青藏高原东北缘整体的不均匀大规模抬升而进入现今青藏高原构造系统。     

西秦岭北缘漳县韩家沟砾岩对青藏高原东北缘地壳隆升的约束

对西秦岭北缘漳县地区上新统韩家沟砾岩的地貌特征、高程分布、沉积特征、构造变形等研究表明：1）该套砾岩分布受西秦岭北缘断层系F₂逆冲断层控制,主要由巨砾-中砾砾岩组成,有近源快速磨拉石沉积的特征,代表了上新世以来西秦岭地块沿北缘断层向北逆冲挤出形成的再生前陆磨拉石盆地,指示了西秦岭地块上新世以来的一次强烈的构造隆升。2）这套砾岩出露高程及宏观地貌特征指示了其形成之后又与西秦岭地块一起经历了侵蚀夷平,形成了现今海拔2 600 m 左右统一的夷平面。该夷平面的整体隆升和解体、韩家沟砾岩雅丹地貌形成和发育六级侵蚀阶地或基座阶地的漳河水系形成才真正标志着西秦岭及北缘区域的整体隆升。现今海拔1 800 m 漳河河床与2 600 m 山顶夷平面之间的高差反映了西秦岭及其北缘第四纪以来至少相对隆升了800 m。3）西秦岭北缘漳县韩家沟砾岩下伏的渐新统-中新统红层盆地沉积序列具有伸展断陷盆地充填特征,指示了这个时期西秦岭北缘处于拉张伸展构造状态,也就是说以构造挤压缩短为动力学背景下的青藏高原隆升和构造变形在渐新世-中新世时期尚未扩展至西秦岭北缘区域。尽管该断陷盆地最上部河流相-洪泛相粗碎屑沉积增多和之后地层掀斜及褶皱缩短有可能反映了中新世末或上新世初西秦岭北缘由伸展到挤压的构造转换和构造隆升,但这并不是西秦岭及北缘区域的一次强烈隆升。综上所述,我们认为西秦岭北缘上新统韩家沟砾岩出现标志着西秦岭地块向北强烈逆冲和构造隆升,但西秦岭的这次强烈隆升仅持续到上新统韩家沟砾岩沉积结束,之后西秦岭地块和北部的再生前陆磨拉石盆地一起经历了整体隆升和侵蚀夷平,形成了上新世末或第四纪初的统一夷平面。该山顶夷平面是西秦岭及其北缘区域最后整体强烈隆升的起点。韩家沟砾岩雅丹地貌形成、发育六级侵蚀阶地或基座阶地的漳河水系形成真正指示了西秦岭及北缘区域的整体隆升过程。如果西秦岭及其北缘新生代以来隆升过程在青藏高原东北缘具有代表性,那么就说明青藏高原东北缘真正隆升成为现今青藏高原系统组成部分只是上新世末期或第四纪以来地质事件。     

青藏高原隆升的沉积学响应：来自甘肃酒泉地区新生代风成砂岩的启示*

由于对地球表层环境和大气环流形式产生了明显变化,青藏高原在新生代持续快速的隆升过程,就成为重要而壮观的全球变化事件之一。对该事件的关注与研究,产生了许多重要的科学概念和成果,同时也产生了许多争论。发育在青藏高原东北缘即甘肃省酒泉地区的新生界风成砂岩及其相关沉积,代表了青藏高原新生代隆升过程中造成的环境变化的特殊沉积。它们包括：〗（1）古近系白杨河组底部的风成砂岩,代表了受到印度夏季季风控制的炎热干旱环境的产物;（2）新近系疏勒河组下部的风成砂岩,表明了继续受到印度夏季季风控制的潮湿气候背景的沉积;（3）第四系玉门组冰水沉积中的风成砂岩透镜体,表现为冬季季风（或盛行西风）形成的寒冷气候下的风成砂岩。因此,研究区域的新生界风成砂岩,成为窥视青藏高原新生代隆升的沉积学响应,为研究青藏高原的新生代隆升过程提供了重要思考线索。     

Eco-environmental effects of the Qinghai-Tibet Plateau uplift during the Quaternary in China

 The Qinghai–Tibet Plateau uplifted >3000 m in the Quaternary period. The average rate of uplift was 1–1.1 mm/year. The uplifting has remolded the geomorphology of China. The landform in China was changed from west-low and east-high to west-high and east-low in three steps. The Qinghai-Tibet Plateau uplift is an important factor that affected the climate and the environment of China in the Quaternary period. It controls atmospheric circulation and climatic change in Asia and even the northern hemisphere, by dividing the westerlies into two branches: south and north. The plateau gradually became a heat source in summer and a cold source in winter. The uplift had a decisive effect on the formation of the East-Asia monsoon, which increased the climatic differences between the glacial period and the interglacial period. The climate and environment of China are characterized by the influences of the plateau uplift. The east of China became the south-east monsoon area, whereas the south-west became the south-west monsoon area and the north-west turned into an arid inland region. The Gobi and large-scale deserts that formed in the inland basins are ceaselessly extending. The climate of northern China became more arid as the Qinghai-Tibet Plateau continued to uplift. The Plateau uplift affected glacial evolvement and loess formation, and propelled the migration of cold- and warm-blooded animals, which differed from other regions of the world at the same latitude. Received: 30 August 1999 · Accepted: 18 April 2000     

青藏高原1∶25万区域地质调查主要成果和进展综述(南区)

青藏高原南部1∶25万区域地质调查取得的丰硕成果,为进一步系统和深入地认识青藏高原地质作用过程奠定了坚实的基础。区域主要结合带和断裂带时空分布的查证取得重大进展,为进一步建立区域构造格架提供了基础资料;前寒武纪变质岩系中高压麻粒岩的发现和大量同位素年代学数据的获得,为探讨藏南基底的形成机制、折返过程提供了新资料;一些地层及大量古生物化石的发现和确定,为区域地层系统的建立、划分与对比提供了重要依据;一些岩浆岩岩石类型的发现及大量同位素年代学数据的获得,为建立区域岩浆岩的时空格架和演化过程提供了新资料;重要不整合接触关系和沉积相的确定,为区域构造-岩相古地理恢复和沉积盆地分析提供了基础资料;第四纪地质及新构造区调成果,为青藏高原隆升、环境演变和古大湖研究提供了丰富的基础资料;人文古迹、生态环境、旅游地质等方面取得众多进展,为青藏高原的生态环境、古人类文化研究和地方经济的发展提供了基础资料;矿产资源调查取得众多新发现,为开展重要成矿区(带)的矿产资源调查评价提供了基础信息和导向作用。     

对青藏高原隆升研究的几点思考

青藏高原的隆升机制和隆升历史,需多学科参与.其研究思想和研究方法有几点值得思考:①磨拉石与高原(地面)隆升有没有必然的关系;②生物尤其是古植物对青藏高原隆升最具灵敏性,能够指示青藏高原多阶段隆升的一系列信息,应该是今后研究的重点;③不可忽视加大对高原腹地的沉积盆地研究;④多学科的相互交叉、相互渗透已成为研究青藏高原隆升的必然趋势,并以青藏高原北缘新生代生物、沉积学、岩石学成果为例.这些研究不仅可以极大丰富青藏高原隆升的内容,而且可以相互验证,提供更多相关联的直接证据.     

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。     

玉龙—哈巴雪山断块差异隆升的基本特征及其地质灾害效应

青藏高原新生代以来的持续性、阶段性隆升是地球演化过程中重要的地质和环境事件。尤其是晚新生代以来的加速隆升,使青藏高原主体及其周缘地区成为中国大陆地貌的最高一级阶梯。笔者主要从新构造运动条件下青藏高原东南缘玉龙—哈巴雪山断块这样一个典型的第四纪以来断块快速差异隆升的地区出发,通过详细研究该断块的组成以及几何学运动学特征来探讨其隆升机制,并在此基础上进一步研究该快速隆起的地质灾害效应(如地震、崩塌、滑坡和泥石流等)及其对本区地质灾害发育和发展的控制作用,进而得到地球内动力地质作用与重大地质灾害(外动力地质作用)之间存在必然的耦合关系的结论。     

苏北盆地早、中更新世地球化学元素变化特征与青藏高原隆升响应

青藏高原隆升的研究多集中在高原内部及周边,对其他地域的研究鲜有报道。苏北盆地ZKJ30、ZKJ32、ZKJ43等钻孔样品的微量元素Be、Ga、Cr和常量元素Fe及氧化物Al_2O_3、MgO、Fe_2O_3、TiO_2、Na_2O、CaO、P_2O_5等在早、中更新世不同深度段呈现较明显的含量拐点变化,含量逐渐增加且存在旋回性等变化特征,反映早、中更新世气候与沉积环境发生了根本性的变化,进而响应于青藏高原早、中更新世阶段性隆升。由于印度板块和欧亚板块碰撞的内在动力,青藏高原隆升的同时苏北盆地拗陷并沉积成平原,这种大范围的西部造山、东部成盆现象,符合盆山耦合关系,推知苏北平原及高邮凹陷的形成均与青藏高原的隆升存在一定的响应及因果关系。