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。     

晚新生代以来青藏高原东缘的剥蚀过程:来自裂变径迹的证据

本文以青藏高原东缘的三级地貌(川西高原、龙门山和四川盆地)单元为基础,利用裂变径迹定年数据分区块研究了该地区的晚新生代以来的剥蚀速率。研究结果表明,晚白垩世以来青藏高原东缘经历了一个由平缓到突然加速的剥蚀过程,其转折点为中新世。在整个时间段内的平均剥蚀速率,川西高原为0.26mm/yr,龙门山为0.72mm/yr,四川盆地为0.20mm/yr。龙门山的剥蚀速率大约是川西高原的2.8倍,间接反映边缘山脉的隆升并不等同于高原内部的隆升,边缘山脉的隆升可能是构造隆升和剥蚀隆升相叠加的结果。     

山东鲁山混合岩表面发现第四纪冰川剥蚀的直接证据——颤痕

本文首次报道了在山东鲁山南坡山谷发现混合岩表面的颤痕。颤痕是冰川底部携带的岩石碎块在下伏基岩表面刮凿而形成的一系列弧形裂隙,颤痕的弧形突出方向与冰川运动方向一致,而裂隙也是向下游方向深入基岩内部,其中突出的中间部位裂隙最深,向两端逐渐变浅直至消失。作者探讨了颤痕的形成机理,认为:颤痕相当于主剪切面上的伴生构造——R剪切面,在剖面上看就是一系列雁列式排列的R面,它不仅是冰川在基岩上运动留下的重要证据,而且还能指示冰体的运动方向。除了颤痕之外,在鲁山山麓还分布着大量的冰碛地貌:巨漂砾、冰碛堤等,在鲁山山脊上还见有典型的壶穴、冲刷槽等冰川融水侵蚀标志。这些标志与颤痕一起构成了强大的证据群,揭示了中国东部曾经发育过第四纪冰川的历史。中国东部是否发育过第四纪冰川?地学界已经争论了80多年,而颤痕的发现为进一步肯定中国东部存在第四纪冰川活动提供了最直接的证据。     

华山新生代隆升-剥蚀历史的裂变径迹热年代学分析

综合分析前人的热年代学数据发现华山地区自晚白垩世以来至少经历了三次快速隆升阶段，在120—57Ma间华山经历了缓慢隆升过程，约57Ma以来华山开始相对渭河地堑的快速隆升。其中，57—42Ma间、32—22Ma间和约8Ma以来均为相对快速隆升阶段，视隆升速度约为0．18～0．23mm／a；而42—32Ma问和22～8Ma间则为相对缓慢隆升过程，视隆升速度约为0．01mm／a。约57Ma以来华山的隆升—剥蚀量约为8．5km，平均隆升速度约为0．15mm／a；约32Ma以来的总隆升幅度约为4．5～5．1km，平均视隆升速度约为0．14～0．16mm／a。晚中生代以来华山的隆升过程实际上反映的是东秦岭的隆升过程，与区域地貌结构和周缘断陷盆地的演化过程有密切的成因联系，它表明东秦岭地区的三级等高峰顶面是120—57Ma、42—32Ma和22～8Ma间山脉缓慢隆升—剥蚀的结果，同时反映57—55Ma是渭河盆地开始快速裂陷和秦岭北麓正断层开始强烈活动的时间。     

准噶尔盆地南缘新生代沉积物碎屑锆石记录的天山隆升剥蚀过程

通过对准噶尔盆地南缘有精确古地磁年代控制的金沟河剖面新生代沉积物中7个砂岩样品碎屑锆石的U Pb LA ICP MS测年分析,确定安集海河组（28~23.3 Ma）和沙湾组（23.3~17.5 Ma）的砂岩样品碎屑锆石年龄主要集中在261~328 Ma（P-C）,塔西河组（17.5~13.2 Ma）样品的年龄主要集中在234~311 Ma（T-C）和369~403 Ma（D-S）,独山子组（13.2~6.0 Ma）和西域组（6.0~1 Ma）样品的年龄主要集中在264~333 Ma。经与流域内岩石地层的分布相对比,揭示至少在晚渐新世开始中天山已经隆升并剥蚀为盆地提供物源,从约中新世早期开始北天山的南缘开始隆升,加入物源供给区,从约中新世中晚期开始北天山开始明显隆升,并逐步阻碍了中天山的物源供给,成为物源的主要供给区。天山的这种逐步向北的隆升剥蚀过程,反映了印度欧亚板块碰撞的远程效应。     

扬子地台东南缘武陵凹陷区新生代以来的隆升剥蚀过程——来自碎屑岩磷灰石裂变径迹的证据

为揭示扬子板块东南缘新生代以来的热隆升历史, 选取扬子地台东南缘武陵凹陷区为研究区, 开展磷灰石裂变径迹测年和热演化史模拟, 揭示扬子地台东南缘武陵凹陷区古近纪以来的构造-热演化过程。测年结果显示, 武陵凹陷区自晚中生代以来经历了晚三叠世—白垩纪的坳陷沉降和白垩纪末期以后的持续隆升剥蚀2个构造发展演化阶段。定量分析结果显示, 研究区新生代以来的隆升可分为2期: Ⅰ期自约80 Ma开始, 该隆升事件的启动应与四川运动有关; Ⅱ期自约28 Ma开始, 该时期持续的隆升与印度板块和欧亚板块在雅鲁藏布江带的碰撞有关。扬子地台东南缘武陵凹陷区的磷灰石裂变径迹数据, 揭示了武陵凹陷区的构造-热演化过程, 弥补了该区热年代学研究的不足, 对揭示武陵凹陷区乃至整个中上扬子中—新生代的构造热演化过程具有重要意义。     

晚三叠世以来龙门山的隆升—剥蚀过程研究——来自前陆盆地沉积通量的证据

本文根据钻井、地层剖面等资料,利用Surfer8.0软件编制出晚三叠世以来龙门山前陆盆地各构造层序的残留地层等厚图,计算出6个构造层序地层的沉积总量、沉积通量.沉积通量分别为:300.2g/(m2·ka)、66.5g/(m2·ka)、71.7 g/(m2 ·ka)、38.5 g/(m2·ka)、113.0 g/(m2·ka)、1204.6 g/(m2·ka).利用物质平衡法将各阶段沉积物回剥至物源区,计算各阶段物源区剥蚀速率分别为:167.3 mm/ka、22.5 mm/ka、22.9 mm/ka、9.8mm/ka、22.9 mm/ka、319.4 mm/ka.计算结果表明,晚三叠世以来,物源区的剥蚀速率和沉积区的沉积速率均具有先减小后增大的变化规律,晚三叠世和晚新生代是剥蚀一沉积过程最强烈的两个阶段,可能对应了龙门山强烈隆升的两个时期.根据对盆地沉积物总量的估算,利用物质平衡的原理,可以推算出龙门山自晚三叠世开始隆升到现在,龙门山冲断带的地壳隆升幅度大于10 ～ 12km,平均剥蚀厚度超过7.05km.     

大别造山带中新生代隆升作用的时空格局——构造年代学证据

运用构造年代学方法对大别造山带中新生代隆升作用的时空格局进行了分析与确定．印支—早燕山期（２４０～１８０Ｍａ）是大别山广泛的逆冲或楔冲抬升时期,中深层次为向北西或北北西方向的透入性韧性逆冲推覆或楔冲,浅表层次为向造山带两侧的背冲式逆冲推覆,体现出分层楔入—逆冲抬升作用特点．晚侏罗世—早白垩世（１５０～９６Ｍａ）大别山又一次发生广泛的隆升作用,有关隆升构造包括顶托式片麻岩穹隆、岩浆底辟穹隆及西大别的背向式剥离滑脱构造,其中对岩石抬升剥露影响最大的是顶托式片麻岩穹隆,且以东大别罗田穹隆区及岳西穹隆区的抬升剥露幅度最大．晚白垩世早期,在北西－南东向伸展条件下,麻城－药铺－青山弧形剥离断层形成,随之在晚白垩世晚期至老第三纪发生差异断块隆陷构造,引起东大别核部地区,特别是罗田穹隆区进一步掀斜抬升．     

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.     

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。     

念青唐古拉山深部构造特征研究

本文利用INDEPTH项目深反射地震资料和大地电磁测深资料对念青唐古拉山地壳构造特征进行了深入细致的研究,通过对深反射地震资料的地震相分析及与大地电磁资料的比较得到：①16～22km深度的部分熔融体是多个不连通的独立的穹隆;②在羊八井一当雄北地区,深45～58km以下的下地壳深度存在NE走向的向形构造,该向形构造向北延伸、逐渐变深;③当雄北20km附近,中下地壳在深29～58km范围内存在大型的正断层,断距达6km。     

念青唐古拉山现代冰川1999—2015年期间动态变化遥感研究

利用1999年ETM、2014/2015年GF-1为主的2期遥感影像作为数据源,采用人机交互解译的方法完成了2期冰川编目成果,并对最近15年(1999—2015)念青唐古拉山冰川变化进行分析。结果显示,从1999年至2015年间,念青唐古拉山脉冰川呈退缩趋势,以东段海洋型冰川退缩为主,西段亚大陆型冰川相对稳定。冰川总面积减少了56. 32km2,减少变化率为0. 67%;有10条冰川消失,减少变化率为0. 16%;冰储量减少5. 315 km3,减少变化率为0. 78%。调查结果还显示,念青唐古拉山地区冰川各朝向均呈退缩趋势,偏南向和东向冰川数量与面积减少大于偏北向和西向的;平均坡度在20°～35°范围的冰川数量和面积减少最多;海拔介于4 500～5 500 m区间的冰川面积退缩最明显。在恒河流域和萨尔温江流域的冰川消退最显著。总体上,不同规模冰川均有退缩,规模≤5. 0 km2的冰川是念青唐古拉山地区退缩最多的。冰川退缩与气候变化关系密切。选取念青唐古拉山脉附近3个气象台站,对最近50多年以来的年均气温和年降水量变化分析表明,自1961年以来,念青唐古拉山年均气温呈显著上升趋势,而降水量变化不一,有增有减。气温上升而降水减少,可能是导致念青唐古拉山地区东段冰川退缩的一个因素。     

Denudation history of the Snowy Mountains: Constraints from apatite fission track thermochronology

Apatite fission track thermochronology from Early Palaeozoic granitoids centred around the Kosciuszko massif of the Snowy Mountains, records a denudation history that was episodic and highly variable. The form of the apatite fission track age profile assembled from vertical sections and hydroelectric tunnels traversing the mountains, together with numerical forward modelling, provide strong evidence for two episodes of accelerated denudation, commencing in Late Permian—Early Triassic (ca 270–250 Ma) and mid‐Cretaceous (ca 110–100 Ma) times, and a possible third episode in the Cenozoic. Denudation commencing in the Late Permian—Early Triassic was widespread in the eastern and central Snowy Mountains area, continued through much of the Triassic, and amounted to at least ～2.0–2.4 km. This episode was probably the geomorphic response to the Hunter‐Bowen Orogeny. Post‐Triassic denudation to the present in these areas amounted to ～2.0–2.2 km. Unambiguous evidence for mid‐Cretaceous cooling and possible later cooling is confined to a north‐south‐trending sinuous belt, up to ～15 km wide by at least 35 km long, of major reactivated Palaeozoic faults on the western side of the mountains. This zone is the most deeply exposed area of the Kosciuszko block. Denudation accompanying these later events totalled up to ～1.8–2.0 km and ～2.0–2.25 km respectively. Mid‐Cretaceous denudation marks the onset of renewed tectonic activity in the southeastern highlands following a period of relative quiescence since the Late Triassic, and establishes a temporal link with the onset of extension related to the opening of the Tasman Sea. Much of the present day relief of the mountains resulted from surface uplift which disrupted the post‐mid‐Cretaceous apatite fission track profile by variable offsets on faults.     

阿尔泰山南缘白垩纪以来的剥露历史和古地形恢复

应用裂变径迹技术研究阿尔泰山南缘中新生代以来的隆升剥露历史,并对古地形进行恢复。对所获得的11个磷灰石样品的裂变径迹年龄分析表明,裂变径迹年龄变化分布于99.1~43.7 Ma之间。该地区晚白垩世以来平均视剥露速率为0.050 mm/a。热史模拟结果表明,阿尔泰山南缘自白垩纪以来经历了多期冷却剥露历史:早白垩世至晚白垩世晚期(约120~75 Ma),剥露速率为0.044 mm/a;晚白垩世晚期至始新世(约75-70~50 Ma),剥露速率为0.070 mm/a;中新世以来(约20-15 Ma~现今),剥露速率为0.081 mm/a。对研究区进行古地形恢复显示,自白垩纪(120 Ma)至今,平均剥露幅度达约5 km,古地形海拔降低约0.8 km。阿尔泰山南缘白垩纪以来古地形海拔仅在17.5~50 Ma期间保持基本稳定,其他阶段均有降低的趋势。早白垩世的构造抬升与蒙古-鄂霍茨克海最后阶段的闭合以及西伯利亚板块和中朝-蒙古板块的最终收敛和碰撞有关;晚白垩世晚期至始新世的构造活动则是受拉萨地块、Kohistan-Dras岛弧增生的远距离影响;中新世以来快速隆升可能与印度板块与欧亚板块碰撞的远程效应有关。     

天山末次冰期以来干旱化过程的冰川证据

依据天山7个有确切年代学资料的典型地区进行冰川面积和平衡线高度等重建,揭示天山地区末次冰期以来冰川经历的扩张和收缩过程。冰川规模在MIS 4~MIS 3大幅度扩张,形成大规模的复合型山谷冰川和山麓冰川;MIS 2冰川扩张显著,但远不及MIS 4~MIS 3,许多山区形成大型山谷冰川;全新世新冰期NG和小冰期LIA都略有扩张,冰碛垄分布在现代冰川外围,冰川类型与现在一致。冰川平衡线高度的降幅亦表现为MIS 4~MIS 3最大,MIS 2以后降幅递减。MIS 4~MIS 3天山冰川大规模扩张与欧亚冰盖演化,巨大冰前湖泊、广阔的湿地的形成为西风提供更多水气带到天山有关;MIS 2至今,随着欧亚冰盖减小到消失,西风带来的水气渐少,干冷的蒙古高压逐渐加强,制约了冰川规模扩张。     

阿尔金北缘EW向山脉新生代隆升剥露的裂变径迹证据

本文主要利用磷灰石裂变径迹测年技术探讨了阿尔金北缘EW向山脉隆升的时空差异特征。22个岩体分别采自阿尔金北缘EW向山体中的卓尔布拉克、大平沟和喀腊大湾地区。裂变径迹测试结果显示,样品的径迹年龄介于(62.6±3.5)~(28.3±1.7)Ma,平均径迹长度均介于(13.25±0.15)~(14.29±0.1)μm之间。进一步根据裂变径迹长度和温度数据,开展了磷灰石温度-时间的反演模拟。结果表明,阿尔金北缘山体的隆升呈现一定的规律:在南北方向上,南部率先隆升并向北部扩展,东西方向上,山脉中段大平沟样品径迹年龄较其他样品年龄大且时间局限在古新世和始新世,呈现中间向两侧隆升趋势。所有样品热史模拟曲线形态相对一致,径迹长度分布呈单峰式,表明阿尔金北缘地区可能仅仅新生代经历了古新世—渐新世(65—28 Ma)的快速隆升-剥露事件,中新世及后期的构造隆升-剥露事件在本区不发育。对比分析阿尔金地区的隆升剥露热事件可知,阿尔金山脉新生代的隆升-剥露整体性和差异性共存:古近纪阿尔金山脉隆升具有普遍性和区域性,而中新世至今的隆升和剥露仅仅存在于NEE走向阿尔金主断裂带旁侧的山体和NE向的山体,推测中新世以来阿尔金主断裂带的快速走滑并没有影响阿尔金北缘EW向山体的隆升和剥露。     

内蒙古大青山基底晚中生代以来的差异隆升-剥蚀过程及其构造意义 ——来自磷灰石裂变径迹低温热年代学的约束

地形地貌和沉积学研究表明,在内蒙古大青山地区发生过早白垩世晚期、晚白垩世和新生代三期隆升-剥蚀事件,但在大青山北部前寒武纪基底岩石中,磷灰石裂变径迹研究仅识别出晚白垩世早期和中新世以来等两期隆升-剥蚀事件.为了探讨大青山南部晚中生代以来的隆升-剥蚀过程,本文报道了6件古元古代花岗岩样品的AFT结果.这6件样品的最大高差...     

第四纪以来酒泉盆地环境演变与祁连山隆升

地处青藏高原东北缘的祁连山系是晚新生代以来构造隆升的结果,酒泉盆地的沉积记录了祁连山隆升的过程;第四纪以来,在青藏高原强烈隆升的影响下,酒泉盆地的古地理环境演化变迁经历了漫长和复杂的过程。本文主要依据区内祁连山的冰期及冰川变化、第四纪地层特征及历史文化记录,结合酒泉黄泥堡乡第四纪研究钻孔资料中的孢粉分析成果等,在酒泉盆地第四纪以来建立了交替演化的12个寒冷期和12个温暖期,并分析了酒泉盆地第四纪沉积所记录的环境演变与祁连山隆升之间的关系,认为第四纪以来2500ka左右的“青藏运动B幕”之后,900ka左右的“昆仑一黄河运动”之后和150ka左右的“共和运动”之后随着青藏高原及祁连山的不断隆升,酒泉盆地的气候环境发生了三次大的转型。