青藏高原东北缘共和-茶卡盆地晚新生代构造变形与地貌演化

青藏高原东北缘作为现今高原向北东方向最新扩展生长的前缘部分,包括了南部高海拔、低起伏的东昆仑高原以及北部盆山相间的祁连山高原及其邻近地区。有关该区晚新生代构造变形及地貌演化研究,有助于揭示青藏高原生长过程的动力学机制。文章选择青藏高原东北缘共和羊曲、茶卡大水桥等新近纪沉积剖面,通过总结磁性地层学、沉积学资料,综合厘定了共和-茶卡盆地及邻区约20 Ma以来的盆地消亡及地貌演化过程;在现有盆地沉积、构造热年代学以及夷平面变形等研究结果基础上,获得青海南山和共和南山及其前陆的构造缩短量分别为0.8~2.2 km和5.1~6.9 km;并以约6~10 Ma和约7~10 Ma的生成地层记录的变形时间为约束,得到晚中新世以来的缩短速率分为0.1~0.2 mm/a和0.8~1.0 mm/a,这与断裂陡坎揭示的断裂逆冲速率及现今GPS观测相符合,表明10 Ma以来构造变形速率的相对稳定性和连续性;共和-茶卡盆地及祁连山南缘广泛发育低起伏地貌面,后期被不断抬升至现今高度塑造高原地貌形态。上述认识为理解晚新生代以来青藏高原东北缘的形成过程提供了基础资料。

     

青藏高原东北缘海原断裂带新生代构造演化

海原断裂带作为青藏高原东北缘构造变形最显著断裂带之一,记录了青藏高原向北东扩展的构造信息。在详细的构造测量基础上,初步提出海原断裂带新生代以来的古构造应力场序列,反演了其新生代构造演化历史。详细构造解析表明,海原断裂带新生代以来主要经历了5个构造演化历史阶段,即始新世-中新世NWSE向构造伸展与沉积盆地发育、中新世晚期-上新世NNESSW向构造挤压与海原断裂带右行走滑活动、上新世末-早更新世NESW向构造挤压与强烈褶皱逆冲活动、晚更新世晚期以来ENEWSW向构造伸展与断陷盆地发育、全新世以来NESW向构造挤压作用与断裂带强烈左行走滑活动。变形分析表明海原断裂带现今地貌格局主要缘于上新世末-早更新世NESW向强烈逆冲活动,后期ENEWSW向构造挤压作用导致断裂走滑活动,并改造了局部地貌,主要表现为沿断裂带发育一系列第四纪小型拉分盆地。该带新生代构造演化研究,为探讨青藏高原东北缘新构造演化提供了具体构造证据。     

青藏高原东北缘晚更新世以来环境变化研究进展

青藏高原东北缘作为响应东亚季风边缘区环境变化的理想场所,其丰富的沉积记录可反映详细的环境变化过程.重点对近30年来青藏高原东北缘沉积与环境演化研究中的年代学、环境代用指标、环境演化过程及区域一致性等方面的主要研究进展进行总结.青藏高原东北缘环境研究中粒度、磁化率、碳酸盐含量和以总有机碳、常微量元素为主的地球化学指标是最常用的研究手段;综合区域晚更新世以来沉积环境研究结果,将高原东北缘环境演化过程分成5个阶段,即在东亚季风和西风环流的共同影响下经历了温暖湿润—寒冷干燥—温暖偏湿—偏冷干燥转温凉偏湿—相对温湿转相对冷干的发展阶段;而青藏高原东北缘气候记录与亚洲区域及全球记录对比结果显示具有区域性,其主要因素可能是北半球太阳辐射变化的驱动所导致的高纬度温度和冰量变化以及北大西洋温盐环流的影响;青藏高原东北缘晚更新世可能存在两期大范围的高湖面,分别在MIS 3和MIS 5阶段,其时间的差异显示从高原内部向东北方向高湖面出现的时间逐渐变年轻,可能反映了高原东北缘构造与环境变化的响应.综合认为,未来青藏高原东北缘环境研究重点可从高分辨率沉积序列的建立、高湖面时间的确立以及更精确的环境代用指标应用等方面进一步深入研究,以期获得更高分辨的环境变化信息.     

青藏高原东北缘牛首山地区新构造运动及黄河演化

青藏高原东北缘银川盆地及盆地以南的弧形山地,是研究青藏高原新构造运动与古环境变化的重要区域。位于银川盆地与弧形山地交界的牛首山,记录了上新世以来盆地南缘与黄河中宁-青铜峡段的演化过程。上新世干河沟组具有盆地边缘相及河流相两种不同的沉积,其中河流相沉积呈带状分布于牛首山南麓;西麓山前台地缺失干河沟组,仅覆盖山麓相胶结砾石;南麓及北麓发育完整黄河阶地,最高阶地拔河低于胶结砾石平均高度;西麓断层右旋走滑导致新生界褶皱并错断干河沟组。对上述牛首山构造地貌特征分析表明,上新世时期古黄河经牛首山东麓入银川盆地;早更新世牛首山西麓支流抢夺主流水量发育壮大,切青铜峡入银川盆地,东麓古黄河废弃,形成现今研究区地质地貌现象。     

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。     

青藏高原东北缘龙首山晚新生代多阶段构造隆升的盆地记录

龙首山地区位于青藏高原与阿拉善地块的结合部位,其盆山演化过程和断裂带扩展模式的恢复对揭示青藏高原新生代北东向生长具有重要意义。本文基于龙首山南北两麓3个新近系沉积剖面的构造特征和5个砂岩样品的碎屑锆石U-Pb同位素LA-ICP-MS年龄结果,重建了青藏高原东北缘龙首山地区晚新生代的盆山演化过程。研究结果显示,龙首山地区晚新生代沉积-构造演化经历了3个主要阶段：（1）~14Ma,龙首山南缘断裂带活化,阿拉善地块南缘沿此断裂逆冲于张掖盆地之上,张掖盆地开始接收阿拉善地块的物源;（2）~5Ma,龙首山南缘断裂带的次级断裂开始发育,使龙首山南侧山麓白垩系开始剥露并为张掖盆地提供物源,同时,龙首山北缘断裂带活化并导致潮水盆地发生挠曲沉降,接收龙首山的物源;（3）5~2.5Ma,龙首山北缘断裂带的次级断裂开始发育,导致龙首山北麓白垩系开始剥露并为潮水盆地提供物源。通过对龙首山周缘盆地沉积相和物源开展分析,本研究反演了龙首山地区中新世以来的断裂带活动和山体隆升过程,表明在14~2.5Ma,随着龙首山南缘断裂、北缘断裂的活化和次级断裂的发育,龙首山经历了3次强烈的隆升,这对揭示青藏高原北东向的扩展过程具有重要的指示意义。

     

南海晚中新世-上新世红河沉积体系研究

红河沉积体系为南海西北部近期新发现的大型远源沉积体系,其主要发育于南海莺歌海盆地和琼东南盆地。重点利用大量二维地震剖面资料,根据地震反射特征对晚中新世-上新世红河沉积体系的识别特征以及平面展布进行了研究,以此为基础划分了红河沉积体系在晚中新世-上新世演化阶段。研究结果表明:通过地震反射特征的分析,可以识别出三角洲、水下下切水道、海底峡谷、水道堤岸复合体以及海底扇朵体等沉积;依据红河沉积体系的平面组合和展布特征,可将晚中新世至上新世的红河沉积体系演化划分为3个阶段:10.5～5.5 Ma（SQ1、SQ2）为红河海底扇发育阶段,以发育大型“三角洲-水下下切水道-海底扇”为特征;5.5～3.6 Ma（SQ3、SQ4）为限制性海底扇-中央峡谷发育阶段,以先发育限制性海底扇,后发育大型海底峡谷为特征;3.6～1.8 Ma（SQ5、SQ6）为红河沉积体系衰弱阶段,在研究区内以红河沉积体系主体不发育,海南岛陆坡发育为特征。红河沉积体系是青藏高原隆升的产物,研究红河沉积体系除有利于制定油气勘探方向外,还有助于青藏高原隆升历史恢复、红河袭夺等问题的研究。     

青藏高原东北缘海原断裂带晚新生代构造变形

海原断裂带是青藏高原东北缘的边界断裂带,其新生代以来丰富的构造变形样式是研究高原向北东方向扩展的天然实验室。采自断裂带上盘南华山的磷灰石裂变径迹热年代学结果、横跨海原断裂带的地震反射剖面分析揭示了海原断裂带晚新生代以来经历了先逆冲、后走滑的两阶段变形过程。海原断裂第一阶段强烈的北东方向逆冲推覆变形始于(12±3)Ma,造成了断裂上盘山体的快速隆升与断裂下盘的挠曲变形,同时,破坏了高原东北缘新生代巨型沉积盆地。海原断裂这种挤压变形代表了青藏高原在约12Ma扩展至现今高原东北部,使其成为高原东北缘的最新组成部分。约5.4Ma,海原断裂第二阶段变形以不断增加的左旋走滑分量为特征,沿断裂带所产生的左旋走滑位移被其尾端的六盘山、马东山以东西向的地壳缩短调节吸收。海原断裂上新世左旋走滑运动,可能主要是青藏高原东北缘北东向挤压变形作用后期高原东北部物质沿其主要边界断裂向东有限挤出的结果。     

青藏高原东北缘柴达木盆地红沟剖面物源分析及其构造意义

青藏高原东北缘柴达木盆地红沟剖面发育巨厚的新生代沉积地层,通过分析其沉积物质来源,可以揭示柴达木盆地潜在物源区隆升、剥蚀历史,为高原东北缘新生代构造变形过程提供证据。本文以红沟剖面磁性地层年代框架为约束,对剖面晚渐新世-上新世的碎屑砂岩样品进行了碎屑锆石物源示踪分析。研究结果表明,23.7～12.5 Ma样品的锆石U-Pb年龄主要分布在220～290 Ma,锆石ε_(Hf)(t)集中在—13.53～9.27,Hf同位素t_(DM)范围524～1456Ma;大于300Ma的锆石,ε_(Hf)(t)介于—31.77～13.44,其中76.3%为负值,Hf同位素t_(DM)介于484～3727 Ma。采集自12.5～7.6 Ma样品的锆石U-Pb年龄主要集中在400～500 Ma(峰值～440 Ma),ε_(Hf)(t)值(—27.75～10.75)的90%为负值,Hf同位素t_(DM)介于615～2115 Ma之间。6.8～5.5 Ma样品的锆石U-Pb年龄主要分布在400～500 Ma,ε_(Hf)(t)值(—26.8～8.97),t_(DM(Hf)))介于668～2093 Ma,但220～290 Ma的锆石显著增加,其ε_(Hf)(t)值(—11.86～9.42),Hf一阶段模式年龄范围549～1399Ma。碎屑锆石Hf同位素组成对比分析显示红沟剖面220～290 Ma的锆石与东昆仑山锆石Hf同位素特征相似,而400～500 Ma的锆石则与南祁连山锆石Hf同位素组成相似,揭示东昆仑山在24 Ma开始抬升成为柴达木盆地的源区,～12 Ma南祁连山开始隆升,为柴达盆地提供碎屑物质,成为青藏高原东北缘的构造与地貌边界。     

青藏高原东北部贵德盆地上新世沉积环境分析及其意义

青海贵德盆地发育巨厚的新生代地层,在青藏高原北部具有很好的代表性,其中含较丰富的重要哺乳动物化石,对确定盆地及周边相似地层的年代、高原隆升过程具有重要的科学意义.结合哺乳动物采用典型剖面精确古地磁测年为基础的时间框架,通过盆地沉积层序、沉积相和沉积演化以及其对构造和气候变化响应的研究表明:6.5～约1.8MaB.P.期间盆地沉积环境变化经历了8个阶段的演化,反映在此期间青藏高原北部经历了＞5.4MaB.P.、3.6MaB.P.、2.6MaB.P.和1.8MaB.P.4次明显的构造挤压隆升运动,其中约1.8MaB.P.的构造运动可能使黄河向上游溯源侵蚀,同时切穿积石峡、李家峡和松巴峡而到达贵德盆地.研究时段内气候以干旱为主,但在6.2～4MaB.P.和2.1～1.85MaB.P.的两个时期气候明显湿润.     

青藏高原东北缘寺口子盆地新生代沉积演化及其构造意义

宁夏固原寺口子盆地发育巨厚的新生代地层,这些地层记录了青藏高原东北部的沉积演化特征和构造演变历史。根据剖面沉积物粒度特征、沉积结构和构造、沉积层序,识别出20种岩相、5种沉积相类型。结合前人对寺口子剖面的古地磁测年,分析研究盆地的沉积演化特征以及对构造的响应表明:20.1 Ma盆地以缓慢的坳陷沉降开始演化,直至1.2 Ma遭受破坏。在此期间青藏高原东北部经历了6.4 Ma、4.6 Ma和1.2 Ma这3次明显的构造挤压隆升运动,其中约6.4 Ma的构造运动是青藏高原向东北部扩展首次影响到海原—六盘山断裂以东地区。从盆地的形成和沉积演化过程来看,马东山山前断裂的逆冲推覆,导致了寺口子盆地的强烈变形和构造降升,并且最终成为青藏高原的最新组成部分。     

青藏高原东北缘黄土粒度组成及物质来源分析

对青藏高原东北缘的民和黄土进行粒度分析发现，民和黄土粒度组成与兰州、洛川和西安等地差别较大，其黄土粒度明显大于上述地区。传统地把民和黄土划分为黄土带的南部过于简单化，它忽略了因青藏高原隆升而激发产生的高原物源区作用，应将民和黄土归属于黄土与砂黄土的过渡带。青藏高原因冰川反复消融和磨蚀产生的砂尘为民和黄土提供了可观的粗物质补给。事实表明，青藏高原第四纪冰川－冰融作用所产生的大量砂粉尘，不仅是高原腹地黄土区的主要物源，也是青藏高原边缘黄土的主要物源之一。     

青藏高原东北缘囊谦古近纪盆地沉积特征及盆地演化研究

野外露头岩石学与地层学研究表明,青藏高原东北缘囊谦古近纪盆地贡觉组自下而上可分为5个岩性段,它们构成两套由粗变细的沉积序列,主要形成于冲积扇-河流-湖泊-三角洲沉积环境。不同的岩性段具有不同的岩石组合,反映其形成于不同的沉积环境:第一岩性段分布局限,为滨浅湖相沉积;第二岩性段、第四岩性段和第五岩性段形成于近源、快速堆积环境;第三岩性段为面积分布广泛的干旱-炎热气候条件下的河流-湖泊沉积环境产物。由于盆地沉积的不对称性及所处沉积环境的不同,各岩性段在盆地内的出露也不相同,总体反映盆地经历了早期挤压推覆前陆盆地、中期走滑拉分盆地、晚期走滑挤压推覆前陆盆地的演化历史。     

青藏高原东北缘黄土的气候演化与高原隆升的耦合

通过对青藏高原东北缘的民和黄土的磁化率、粒度、CaCO3和TOC等气候载体进行综合测试分析，可以将青藏高原东北缘黄土1．90～0．70MaB．P．段划分出7个气候阶段。对民和黄土的气候分析表明，1．10MaB．P．(民和黄土的L11黄土层)前气候差异较小，冬夏季风不强，对抗性较弱，黄土古土壤发育不明显，厚度较薄；10MaB．P．后，冬夏季风对抗性迅速增强，气候差异性增强。将民和黄土与其他地区以及深海沉积物氧同位素记录进行对比可以发现，民和黄土的S8、S9和S10古土壤分别与深海氧同位素21、23和25阶段较好地对应，而L9、L10和L11则分别对应22、24和26阶段。L11黄土层以下的黄土记录与深海氧同位素记录的可比性不是很明显。同时，民和黄土的高分辨率气候记录与青藏高原的阶段性隆升有较好的耦合关系。     

Magnetochronology of Late Miocene Mammal Fauna in Xining Basin, NE Tibetan Plateau, China

The Xining basin is located in the northeastern margin of the Qinghai-Tibet Plateau. It is a rift basin formed in Mesozoic and Cenozoic and structurally belongs to the intersection of Kunlun and Qilian Mountains. Cenozoic fluvial and lacustrine sedimentary strata are continuous in the Xining basin, with a thickness of more than 800 m, completely recording the deformation uplifting, weathering and denudation history and climate change process of the northeastern plateau. Currently, early Miocene Xijia fauna, early Middle Miocene Danshuilu fauna and late Middle Miocene Diaogou fauna are discovered in the Xining basin, which provide an important basis for the stratigraphic correlation of the Cenozoic strata in the Xining basin. However, in the next few decades, there are no reports about the large mammal fossils in the Xining basin, especially about late Miocene fauna. The author discovered a large amount of mammal fossils in the Neogene sedimentary strata in Huzhu area, Xining basin. According to the identification results of the Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology, Chinese Academy of Sciences, these fossils mainly included Hipparion dongxiangense, Chilotherium sp., Parelasmotherium sp., Stephanocemas sp. and Kubanochoerus sp. and their age was early Late Miocene. Since the discovery of this set of fossils directly filled the blank that there were no large mammal fossils in the Xining basin in Late Miocene, it was very important for studying the magnetic stratigraphic chronology of fossil-forming strata and establishing the paleomagnetic chronology scale plate of mammal fossils. In this paper, the paleomagnetic data of the fossil-forming stratigraphic profile, Banyan profile, were measured and the paleomagnetic records were collected through high density sampling, and finally the paleomagnetic polarity column of the profile was established. The results showed that five positive and five negative polarity segments were recorded in Banyan profile, which corresponded well to the polarity between C3Br.1n-C4n.2n in the standard polarity column. The age of profile top was about 7.25 Ma and profile bottom was about 8.4 Ma, with an age range of 1.15 Ma. The mammal fossils discovered this time were exposed between positive and negative polarities N5 and R5 at the bottom of the profile, corresponding to C4r.1r at negative polarity and C4n.2n at positive polarity in the standard polarity column. The age of mammal fossils was about 8.3 Ma. The paleomagnetic chronology of the strata and paleontological fossils determined the absolute age of late Miocene mammal fossils and expanded the upper age of late Miocene Xianshuihe Formation (N1xn) in the Xining basin, which had provided new basic data for further studying the stratigraphic deposition and correlation of late Cenozoic strata and regional environmental evolution.     

青藏高原西北缘中新世晚期A型花岗岩的特征及意义

在阿克萨依湖幅1∶25万区域地质调查中,于青藏高原西北缘的西昆仑山南坡巴颜喀拉盆地发现了多个小型黑云母二长花岗岩体。对其中规模较大的一个岩体的岩石地球化学研究结果显示,该岩体富集大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损高场强元素和重稀土元素,δEu负异常,无Nb的亏损,属壳幔混合的偏铝质A2(PA)型花岗岩。TIMS法单颗粒锆石U-Pb年龄测定获得10.0Ma±0.1Ma的年龄值(MSWD=0.66),表明该岩体为中新世晚期岩浆活动的产物。该岩体可能是中新世晚期青藏高原后造山阶段岩石圈发生拆沉作用形成的,就位于阿尔金巨型走滑断裂系的拉张区域,是阿尔金巨型走滑断裂系强烈活动阶段的反映,对青藏高原地质构造演化和高原隆升的研究可能具有重要意义。     

青藏高原层状地貌特征及其成因初探

青藏高原是全球海拔最高、形成时代最新和面积最广阔的高原,作为青藏高原典型的地貌特征,层状地貌成因研究对高原隆升、环境气候演化过程的认识具有非常重要的作用,通过野外调查和已有观测数据分析,对层状地貌形成进行探讨,重点从高原现今地貌特征分析的角度,提出主平面和山顶面形成于高原隆升过程中。青藏高原是在印度大陆与欧亚大陆俯冲-碰撞的强烈挤压环境下,内外动力地质作用共同作用的结果,其内动力地质作用具有差异性整体隆升的特征。希望能对青藏高原隆升过程的深入研究提供新的思路和依据。     

青藏高原晚新生代孢粉组合与古环境演化

对取自沱沱河盆地、通天河盆地、那曲盆地、东温泉盆地、乌郁盆地的新近纪湖相沉积与取自巴斯错、错鄂、纳木错的晚第四纪湖相沉积,进行孢粉分析;结合西宁—民和盆地、伦坡拉盆地、南木林盆地、渭河盆地的孢粉资料,分析青藏及邻区新生代晚期古植被和古环境的演化过程。发现渐新世晚期—中新世早期青藏与周边邻区的古环境发生了显著分异,导致青藏地区热带亚热带植物濒临消亡,与全球温暖气候条件和青藏地区古纬度环境不符,是青藏高原隆升的重要标志。中新世早期—第四纪晚期,青藏高原落叶阔叶林和针叶林呈现总体减少趋势和准周期性波动,与全球气候变化呈良好对应关系。第四纪晚期草本植物含量逐步增高,出现蒿—松—桦为主,针叶林、落叶阔叶林、灌木、草本植物混生的植被景观。