新生代青藏高原三维古地形再造

印度板块与欧亚板块的碰撞,引发了青藏高原的快速隆升、高原及邻区的气候环境、地形地势巨变,这一过程为同期形成的海洋沉积盆地、周绷前陆盆地和高原内部盆地所记录。高原隆升剥蚀区与前三种类型的汇水盆地基本上处于一个相对封闭和半封闭体系。因而,可以根据质量平衡的原则,将汇水盆地内的沉积物按照物源方向和一发配方案回剥至隆升肃蚀区,重建任一时间段内剥蚀区的地形地势。通过对比不同时间段的古地形地势演变,可以比较精     

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。     

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隆升,并且最终成为青藏高原的最新组成部分。     

青藏高原新生代构造岩相古地理演化及其对构造隆升的响应

在系统分析青藏高原新生代98个残留盆地类型、形成构造背景、岩石地层序列的基础上, 对青藏高原古新世—始新世、渐新世、中新世及上新世构造岩相古地理演化特征进行了讨论: (1)古新世—始新世: 松潘—甘孜和冈底斯带为大面积构造隆起蚀源区.塔里木东部、柴达木、羌塘、可可西里地区主体表现为大面积的构造压陷湖盆-冲泛平原沉积.高原西部和南部为新特提斯海.(2)渐新世: 冈底斯—喜马拉雅和喀喇昆仑大范围沉积缺失, 指示上述地区大面积隆升.沿雅江自东向西古河形成(大竹卡砾岩).西昆仑和松潘—甘孜地区仍为隆起蚀源区.塔里木、柴达木、羌塘、可可西里地区主体表现为大面积构造压陷湖盆沉积.塔里木西南部为压陷盆地滨浅海沉积.渐新世末塔里木海相沉积结束.(3)中新世: 约23 Ma时高原及周边不整合面广布, 标志高原整体隆升.塔里木、柴达木及西宁—兰州、羌塘、可可西里等地区主体表现为大面积的构造压陷湖盆沉积; 约18~13 Ma高原及周边出现中新世最大湖泊扩张期.约13~10 Ma期间, 藏南南北向断陷盆地形成, 是高原隆升到足够高度开始垮塌的标志.(4)上新世: 除可可西里—羌塘、塔里木、柴达木等少数大型湖盆外, 大部分地区为隆起剥蚀区.由于上新世的持续隆升和强烈的断裂活动, 使大型盆地的基底抬升被分割为小盆地, 湖相沉积显著萎缩, 进入巨砾岩堆积期, 是高原整体隆升的响应.高原从古近纪的东高西低格局, 经历了新近纪全区的不均衡隆升和坳陷, 最终铸就了西高东低的地貌格局, 青藏作为一个统一的高原发生了重大的地貌反转事件.      

羌塘腹地新生代火山岩的地球化学特征与青藏高原隆升

羌塘腹地新生代火山岩产出于青藏高原地壳向北减薄、地壳泊松比值向北发生异常增高的过渡地区。该区火山岩在藏北地区新生代火山岩中形成时代最老,为 4 4.1± 1.0Ma～32.6± 0.8Ma。岩石学及地球化学研究表明,区内新生代火山岩形成于大陆碰撞造山后的拉张环境,为壳源岩浆和幔源岩浆的混合产物。藏北高原的隆升与岩石圈地幔的拆离、地壳拉伸减薄及火山活动密切相关,由此推测藏北高原的主要隆升起始期为 4 0Ma左右。     

青藏高原东南部新生代构造年代学框架

表 1　南迦巴瓦地区东喜马拉雅构造结、哀牢山 -红河构造带构造岩Ａｒ Ａｒ年龄测试结果地区位置及岩性样号测试矿物主坪年龄 /Ｍａ南迦巴瓦地区东喜马拉雅构造结东久 -米ＺＤＪ-1角闪石 60 .60± 0 .3 3林左行走ＺＰＬ角闪石 5 9.2 1± 0 .2 0滑带、糜 14角闪石 61.99± 0 .48棱状角 19角闪石 60 .46± 0 .3 1闪　　岩东久 -米林ＰＤ 7角闪石 2 2 .69± 0 .16走滑带糜棱ＰＤ 4角闪石 2 3 .13± 0 .0 7状角闪岩 11白云母 2 3 .3 3± 0 .14(角闪石 )花岗岩(白云母 ) 2 2角闪石 13 .2 8± 0 .0 918白云母 13 .3 9± 0 .0 8西边界后Ｚ48绢云母 …     

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。     

新生代晚期青藏高原强烈隆起及其对周边环境的影响

青藏高原主夷平面形成的上限年龄为3.6MaB.P.,临夏盆地新生代湖相沉积同时结束,青藏运动开始,分为A(3.6MaB.P.),B(2.6MaB.P.)和C(1.7MaB.P.)3幕,A幕现代亚洲季风形成,B幕黄土开始堆积,C幕黄河出现;昆黄运动(1.2～0.6MaB.P.)使黄河干流切入青藏高原,大面积山地进入冰冻圈,可能导致中更新世之气候转型;共和运动造成黄河切穿龙羊峡,青海湖孤立,高原达到现代高度.中国三大自然区是高原隆升驱动大气环流改变而导致的中国最高层次的景观分异.本文讨论了8MaB.P.的有限高度隆升及亚洲干旱化的问题,亚洲夏季风22MaB.P.已经开始,是高原隆升及其它因素共同作用的结果,为亚洲古季风阶段.3.6MaB.P.才是现代亚洲季风真正开始的时期,可能北半球进入冰期也与此有密切关系.     

青海贵德盆地晚新生代沉积演化与青藏高原北部隆升

青海贵德盆地发育巨厚的新生代地层,并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和研究高原隆升过程具有重要的科学意义。本文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,对近11 Ma BP以来盆地沉积相进行了分析,划分出19个沉积岩相和湖泊、三角洲、辫状河流、水下扇三角洲和水上洪积扇5个沉积环境,以及8个沉积演化阶段。通过盆地沉积对构造隆升的响应探讨表明:>11～7.65Ma BP为高原构造稳定期,7.65～3.6Ma BP高原具阶段性逐步隆升构造特征,3.6～>2.6 Ma BP为高原整体快速隆升,2.6Ma BP左右高原大规模挤压断陷,1.8 Ma BP左右高原大规模整体快速隆升并使贵德盆地古湖被切穿排干,黄河在此诞生。     

青藏高原东北部贵德盆地新生代沉积演化与构造隆升

通过对高原东北部贵德盆地新生代地层研究,为恢复高原隆升历史提供依据。贵德盆地形成于渐新世末,其新生代地层可划分出深水砾砂质网状河流、泥石流质网状河流、砾质网状河流、山麓洪积、三角洲、半深湖与浅湖、水下扇三角洲七个沉积相组合体系。根据其沉积相组合和沉积演化揭示出高原隆升过程先后经历了:早期隆升期 (渐新世末 )、较稳定剥蚀夷平期 (早中新世 )、小幅隆升期 (早中新世末 )、稳定剥蚀夷平期 (中中新世至晚中新世 )、持续逐步较快速隆升期 (8.2～ 3.6Ma)、急剧强烈阶段性隆升期 (3.6～ 0Ma) ;其中 3.6Ma±的隆升是新生代构造运动的一个重要分水岭,此前盆地海拔应不超过 10 0 0m,此后构造活动速度明显加速,地形高差显著增大。可见青藏高原的隆升是一个多阶段、不等速和非均变的复杂过程     

青藏高原东部中新生代差异隆升的热年代学证据

为定量分析青藏高原东北部中新生代以来构造隆升时序及特征,笔者开展了磷灰石和锆石裂变径迹年龄测试。结果表明：研究区磷灰石裂变径迹年龄为(66±9)～(4.3±1) Ma,锆石裂变径迹年龄为(187±11)～(69±4) Ma,东北部及东部裂变径迹年龄值较大;研究区西北缘构造隆升较早(200～160 Ma),东南部隆升相对较晚(140～30 Ma),西(南)部构造隆升最晚(90～10 Ma),新近纪之后则整体进入构造隆升;岩石冷却速率和剥蚀速率广元—江油一带西侧较高,红原—文县一带南侧更高,理县附近最大,分别为23.26℃/Ma和0.78 mm/a,这种分区差异性主要受多条区域性大型断裂带制约。     

青藏高原新生代火山活动与高原隆升关系

青藏高原新生代火山岩分布广泛,在时代上几乎贯穿了整个第三纪和早第四纪。火山活动与高原岩石圈的构造演化和隆升过程有良好的耦合关系。高原隆起前、后火山岩在地球化学性质及源区的差异,反映了岩石圈深部地质过程的不同特征。火山活动和高原的隆升都表现了多阶段性和非均匀的特点。推测在上新世末高原面已抬升到4000～4500 m,更新世以来的强烈隆起主要表现为高原周边造山带的构造活化,青藏高原的隆升是多因素综合作用的结果。     

阿尔金山中一新生代隆升历史研究进展

阿尔金断裂左旋走滑的同时，伴随较大的逆冲分量，总体成花状构造，引起阿尔金山的垂向隆升，大量证据表明阿尔金山自中生代以来主要经历了6次快速隆升事件，即白垩纪、晚始新世一早渐新世、早中新世、中中新世、上新世、早更新世末一中更新世初。新生代的五期重要的隆升事件，与欧亚大陆拼合后的印度板块持续向北的挤压有关，俯冲引起青藏高原的阶段性快速隆升，是阿尔金山隆升的动力学机制。     

青藏高原北缘晚新生代的差异性隆起特征

在青藏高原的研究中,一个涉及高原隆升过程和机理的重要科学问题就是高原差异性隆升问题。文中初步研究了晚新生代以来青藏高原北缘的这种差异性隆升特征。研究表明,高原北缘山系隆升变化的差异性是很明显的。自23.7 Ma以来西昆仑山、阿尔金山和祁连山平均剥蚀率分别有4次阶梯式、谷—峰—谷—峰—谷式和二次阶梯式的变化形式。在3.6 Ma BP以前,青藏高原北缘山系的差异性隆升总体上呈现出东高西低的地貌特征;在3.6～1.7 Ma青藏运动发生期间,高原北缘山系的差异性隆升特征是西强东弱;在0.6 Ma以来,高原北缘山系的隆升差异性呈现出西强—中弱—东次强的特征。自1.7 Ma以来青藏高原北缘西昆仑山褶皱带平均缩短应变为38％,阿尔金山褶皱带平均缩短应变为8％,祁连山褶皱带平均缩短应变为15％。这和它们的高度在此期间的差异特征极为相似。     

湘东南地区中、新生代山体隆升过程的热年代学研究

湘东南地区位于南岭中段北缘。本文应用热年代学方法,测定了湘东南地区5个侵入体的热历史,进而分析湘东南中新生代的隆升过程,并结合区域构造背景,对热演化过程与构造发展过程之间的关系进行了探讨。研究结果表明,湘东南地区中新生代山体隆升过程总体上分为由较快速→快速→缓慢→快速的4个阶段,222～146.Ma期间以0.069mm/a的平均速率较快隆升,146.4～94.11Ma期间以0.113～0.186mm/a的平均速率快速隆升,94.11～14.8Ma期间以0.014～0.028mm/a的平均速率缓慢隆升,14.8Ma～0.0Ma以0.143～0.295mm/a的平均速率快速隆升。晚近时期的隆升总体呈加速趋势。隆升过程在空间上具有非均匀性,不同岩体间隆升过程存在差异。地壳隆升过程在时间上具有明显的互补性,早期具较快速或较大幅度隆升的岩体,通常伴随着晚期相对较慢和较小幅度的隆升。根据热年代学分析结果,结合区域构造背景和其它地质资料,推断五峰仙、大义山、骑田岭等地区在中三叠世后期因构造叠置增厚了4100～7700m以上,证明印支运动早期为强烈的陆内挤压造山运动。燕山晚期岩体隆升和降温由早期构造剥蚀和晚期风化剥蚀造成,并具有良好的盆地沉积响应。湘东南地区晚近时期的快速隆升是区域性整体抬升。     

柴达木盆地西部地区新生代演化特征与青藏高原隆升

通过对柴达木盆地西部地区(柴西地区)地震剖面构造沉积相演化的分析, 结合基底岩性及区域构造运动历史, 重建了柴西地区新生代构造沉积动态演化框架。柴西地区新生代以来一直处在印欧板块碰撞所引起的青藏高原阶段性隆升的挤压构造背景下, 经历了两大构造变形期: 第一变形期主要发育在古近纪, 变形高峰在下干柴沟组上段, 第二变形期发育在新近纪-第四纪, 变形强度日益加剧。剖面沉积相的变化体现柴西地区经历了水进-静水沉降-水退的过程, 平面沉积相演变是沉积中心受构造运动控制的直接结果; 受构造演化控制柴西地区以Ⅺ号(油狮断裂)和油北断裂为分界线, 由南至北地表形态表现为3种不同样式: 柴西南区断裂发育,柴西中部为英雄岭新生造山带,柴西北区主要发育冲断褶皱。柴西地区构造沉积演化特征是对青藏高原阶隆升的响应, 同时记录了青藏高原向北间歇性蔓延生长的过程。     

青藏高原新生代隆升研究现状

新生代青藏高原的隆升过程倍受世界关注。国内外学者从不同角度围绕青藏高原成为统一整体(印度-欧亚碰撞)的时限、隆升阶段性和空间差异性、青藏高原作为高海拔高原形成的时间、青藏高原隆升的动力机制等重大事件进行了深入的研究。对印度板块-欧亚板块的碰撞时间存在70Ma、65Ma、55Ma、50Ma、45Ma和40～34Ma等多种观点。印度板块与欧亚板块碰撞不是在某个时间点完成的,其碰撞持续时间约10～15Ma。碰撞方式存在由西向东迁移、由东向西迁移等多种观点。青藏高原的隆升过程具有强烈的时空差异性。青藏高原新生代隆升阶段存在多种划分方案,流行的有3阶段、4阶段和5阶段强隆升过程。青藏高原作为高海拔高原形成的时间可归纳为约3.6Ma以来、13～8Ma、26～20Ma、40～35Ma和55～45Ma 5类观点。青藏高原的形成机制模型存在较大分歧,流行的模式可分为碰撞、俯冲、挤出和拆沉-板片断离4类。青藏高原多阶段隆升及构造-岩浆演化造就了高原复杂多样的大陆成矿作用。高原隆升与环境和气候演变具耦合关系。     

青藏高原渐新世构造岩相古地理

在研究区已发表的渐新统资料的基础上,分析了青藏高原渐新世残留盆地的构造背景、岩石地层序列,并对青藏高原渐新世构造岩相古地理特征进行了讨论,该时期总体地势格局仍为东高西低,塔里木、柴达木、羌塘、可可西里、成都等地区主体表现为大面积的压陷湖盆沉积,冈底斯、喜马拉雅和喀喇昆仑等大面积隆升,沿雅鲁藏布江自东向西的古雅江河形成。渐新世构造岩相古地理的演化特征揭示出该时期青藏高原及邻区构造隆升与沉积响应的耦合关系,划分出2个强隆升期,分别是强隆升期A(34～30Ma)和强隆升期B(25～23Ma)。     

青藏高原东北部兰州盆地新生代沉积相与古环境演化

兰州盆地是青藏高原东北缘系列盆地中最早接受沉积的地区之一,也是探讨高原隆升与古气候演化的理想场所。通过大量野外露头观察,综合岩石学特征、古生物化石及沉积地球化学等多种指标,对兰州盆地始新世—中中新世沉积演化进行了全面研究。结果表明,兰州盆地始新统西柳沟组桔红色、砖红色砂岩应属于风成沙漠沉积,而非前人认为的扇三角洲或河湖相沉积。西柳沟组沉积之后,兰州盆地进入河流—三角洲—湖泊演化阶段：始新世—渐新世早期(野狐城组沉积期)气候总体干热,形成以滨浅湖(含干盐湖)为主、间或出现小规模三角洲的沉积格局;早渐新世晚期(咸水河组沉积早期)开始发育三角洲沉积,之后水体范围逐渐扩大,至晚渐新世浅湖沉积发育,该时期古环境由半干旱半湿润的开阔林地—灌丛演变为干旱气候背景下的灌丛—草原。早中新世初期(咸水河组沉积中期)发育三角洲平原沉积,之后快速过渡为三角洲前缘—浅湖沉积,代表了湖盆在新生代最后一次扩张,古气候以半干旱为主;中中新世(咸水河组沉积晚期),湖盆逐渐萎缩消亡,兰州盆地整体演变为河流相沉积,仅在局部残存小型洼地,古环境仍为温带半干旱的灌丛—草原。