祁连山北缘酒东盆地晚新生代磁性地层

对河西走廊西端的酒东盆地文殊山背斜剖面开展的磁性地层学工作初步结果表明, 疏勒河群胳塘沟组、牛胳套组和玉门砾岩的年代分别约为>11~8.6, 8.6~4.5和4.5~0.9 Ma. 沉积环境分析发现从约8.6~7.6 Ma起青藏高原北部从较低的高度开始逐步持续的缓慢隆起, 较青藏高原东北部要早, 但并无证据显示当时已经达到最高. 玉门砾岩出现代表的强烈隆升开始于约4.5 Ma.     

祁连山北缘老君庙背斜晚新生代磁性地层与高原北部隆升

河西走廊新生代沉积敏感地记录了青藏高原北部的构造隆升过程. 酒泉盆地玉门老君庙剖面高分辨率磁性地层研究表明, 疏勒河组胳塘沟段和牛胳套段的年龄分别为>13~8.3 Ma和8.3~<4.9 Ma, 玉门砾岩、酒泉砾石层和戈壁砾石层的年龄分别为3.66~0.93, 0.84~0.14和0.14~0 Ma. 岩性和岩相变化表明祁连山自约8 Ma起, 6.6 Ma略有加速, 由较低的高度开始逐步隆起, 盆地沉积从细粒的湖相砂岩-泥岩逐步转变成粗粒的洪积扇沉积, 至约3.66 Ma后, 祁连山开始急剧地整体快速隆升, 并经约<2.94~2.58, <1.8~1.23, 0.93~0.84和0.14 Ma多次阶段性快速隆升, 祁连山最终被抬升到今天的高度.     

兰州地区晚第三纪磁性地层与古环境意义

兰州地区位于黄土高原和青藏高原的过渡带,其第三纪地层对研究风尘沉积发育和青藏高原隆升都有着特殊的意义.本研究以0.5 m间距对兰州盆地皋兰山剖面240 m的晚第三纪地层进行古地磁样品采集,古地磁样品共计422个;以50 ℃为间隔从室温至500 ℃用热退磁仪和超导磁力仪完成了皋兰山剖面样品的系统热退磁和剩磁测量.结果表明皋兰山剖面上部地层的实测极性柱出现2个负极性大段中间夹着4个正极性小段,其特点与Gilbert时的典型特征完全一致,并且两端未完全出露的正极性分别与Chron2A.3n和Chron3An.1n相对应,最终确定皋兰山剖面的年代为6～3.5 Ma.由此推断,皋兰山剖面顶部的五泉砾岩形成大约开始于3.5 Ma,五泉砾岩底界年代的确定,为青藏高原的A幕运动提供了地质证据.皋兰山剖面深度602 m处出现由河湖相砂岩向以风成红粘土为主常夹有薄层砂岩的地层转变,通过岩性地层及年代的推断,兰州地区的风尘序列堆积发育的年代至少为7 Ma,与黄土高原风尘序列堆积底界8～7 Ma基本一致,说明了兰州地区与黄土高原在风尘序列堆积过程中具有统一性.     

祁连盆地第三纪沉积物磁性地层和岩石磁组构初步研究

祁连山山间盆地内的新生代沉积物是研究新生代以来祁连山构造演化的重要材料.本文以位于祁连山中部祁连盆地内的新生代沉积物为研究对象,利用磁性地层学方法结合碎屑颗粒裂变径迹定年方法获取其沉积时代框架,在此基础上,结合岩性变化与沉积环境变迁分析祁连山构造演化历史.野外实测剖面显示该盆地内的第三系可划分为下部砾岩组和上部砂岩组两大岩性单元.古地磁结果显示砾岩组的沉积时代约为10—14.3Ma.砾岩组沉积大约在14.3 Ma开始形成,指示祁连山14.3 Ma以来构造活动变强烈.磁组构结果显示砾石组顶部沉积形成时的受力方向与现今祁连盆地周缘断层分布所指示的应力方向一致,表明这些断层大约在10 Ma附近开始活动.我们的结果揭示祁连山中部山脉14.3 Ma以来尤其在10 Ma附近构造活动较强烈.这与过去低温热年代学所获得的祁连山山体的快速冷却年龄及祁连山两端大型盆地内的第三系所记录的构造事件发生的时间基本吻合.而砂岩组的古地磁结果并未通过褶皱检验,其古地磁记录发生了后期重磁化,无法获得地层的准确沉积年龄.     

晚新生代黄土高原风尘堆积序列的磁性地层年代与古气候记录

对黄土高原较完整的晚新生代风尘堆积序列的磁性地层研究表明 ,风尘堆积成壤序列开始发育的时代约为 7.2Ma,如果认为亚洲季风气候的起源与青藏高原的高度密切相关的话 ,风尘堆积在 7.2Ma的出现则可能意味着青藏高原在此时达到了有意义的高度 ,东亚古季风环流基本建立 .黄土高原的红粘土序列由 7个显著的红色黄土层以及与其相间的 7个古土壤组合组成 ,它们记录了 7.2～ 2 .6Ma的晚第三纪东亚古季风演变的历史 .     

天水-秦安地区新生代构造和地貌演化的碎屑锆石证据

天水-秦安地区保存有多种成因类型的新生代沉积物,其物质来源及其变化对于研究青藏高原东北部的隆升剥蚀历史、构造变形方式以及与之相关的地貌演化过程具有重要意义.本文通过碎屑锆石U-Pb年龄物源示踪方法,对该区的古近纪洪积砾岩、新近纪河流和湖相沉积进行了分析,并与中新世以来的风尘堆积进行了对比.结果显示:1)古近纪洪积砾岩中包含大量亲扬子地块的560~1100Ma的锆石颗粒,但这一年龄的锆石颗粒在早中新世河流相沉积中显著减少,同时出现了大量200~360Ma的锆石颗粒,指示着古近纪洪积砾岩主要来自西秦岭的中部和/或南部,而早中新世河流相沉积主要来自西秦岭北部;2)约11.5Ma以来,该区河流相沉积以380~450Ma的锆石颗粒占主导,与六盘山南部岩体的年龄一致,指示着六盘山南部的初始隆升;3)该区晚中新世湖相沉积的锆石年龄分布明显不同于同时期的河流沉积物,但与秦安中新世风成红土、晚中新世-上新世三趾马红土及第四纪黄土十分相似,指示着该区中新世的细颗粒水成沉积物很可能主要为风尘物质.本文的研究揭示出天水-秦安地区新生代沉积物的物源转变和地貌演化均与青藏高原东北部的阶段性隆升密切相关,特别是晚渐新世-早中新世青藏高原北部的隆升,可能既为中新世风成红土的出现创造了物源和风动力条件,也为其堆积创造了地貌条件.     

中国黄土高原红粘土序列的磁性地层与气候变化

对西峰和西安红粘土剖面作了磁性地层研究,表明黄土高原风成堆积和东亚古季风的发育至少自6.SMaBP前开始,青藏高原在此时也许达到了有意义的高度;初步重建了磁化率变化反映的晚第三纪东亚夏季风气候的时间序列,6.5～2.5Ma红粘土磁化率值的逐步升高可能与青藏高原的隆升过程密切相关.黄土高原的风尘堆积速率在距今3.2Ma以后显著增大,反映了冰量对东亚冬季风和风尘堆积的影响.中国黄土高原风成红粘土序列记录的晚第三纪东亚古季风变迁可视为青藏高原隆升、太阳辐射与全球尤其是北半球冰量变化等多种因素相互作用的结果.     

酒西盆地晚第三纪-第四纪早期植被与气候变化

青藏高原正北缘河西走廊山前凹陷带玉门老君庙剖面13.0~2.21 Ma期间的孢粉记录研究揭示出: 早在13.0~11.15 Ma, 该研究区生态环境已为草原植被和半湿润的气候; 11.16~8.60 Ma, 植被类型可能是以柏科为建群种的森林, 气候较温暖湿润; 从8.60 Ma干旱气候和草原植被开始发育, 虽然干旱化曾在8.40~6.93(森林草原, 温暖半湿润)、6.64~5.67(疏林草原, 较温暖半湿润)和5.42~4.96 Ma(草原, 半干旱)几度缓解, 但经过6.93~6.64, 5.67~5.42和3.66~3.30 Ma几次干旱事件的频繁发生使该区气候越来越干旱, 特别是在3.66~3.30和2.56 Ma两次显著增强后, 植被最终演化为干旱型的荒漠.     

青藏高原古近纪-新近纪地层分区与序列及其对隆升的响应

在系统查阅1996～2008年中国地质调查局在青藏高原完成的177幅1:25万地质填图和前人已发表的新生代地层资料的基础上,划分出青藏高原及邻区古近纪-新近纪残留盆地共98个,归属为南疆-西昆仑、柴达木-祁连-西秦岭、羌塘-川西、扬子西缘、冈底斯-喜马拉雅-恒河共5个地层区,进一步细分为13个地层分区.通过对各个地层分区的残留盆地类型、形成构造背景、各分区内的岩石地层序列及其沉积特征、地层接触关系、时代确定依据与沉积演化过程的描述,将青藏高原新生代的隆升及其沉积响应划分为3大阶段、8个亚阶段:一是俯冲碰撞隆升阶段(65～34Ma),含3个亚阶段:(1)65～56Ma:印度与欧亚板块初始碰撞,恒河前陆盆地和成都、塔里木压陷盆地形成.(2)56～45Ma:印度与欧亚板块碰撞高峰期,高原北部柴达木-可可西里-羌塘压陷盆地和东北缘的兰州-西宁压陷盆地形成.(3)45～34Ma:约40Ma左右藏南新特提斯残留海消亡,印度与欧亚板块全面完成碰撞;高原东缘走滑拉分盆地初始发育.约40Ma以来喜马拉雅沉积缺失,标志喜马拉雅初始隆升;约36Ma以来冈底斯带区域不整合面发育,标志冈底斯初始隆升.二是陆内汇聚挤压隆升阶段(34～13Ma),含3个亚阶段:(1)34～25Ma:沿冈底斯分布日贡拉砾岩,是冈底斯持续隆升的产物.高原东北缘出现临夏-循化新的压陷盆地.(2)25～20Ma:沿冈底斯带南缘广布大竹卡组砾岩.可可西里-沱沱河地区角度不整合面发育和盆地内的古近纪地层抬升变形,指示可可西里-沱沱河发生较大幅度隆升.约23Ma时塔里木海相沉积结束,高原及周边不整合面广布,标志高原整体隆升.(3)20～13Ma:高原内及周边大型盆地全面发展,盆内发育持续湖侵充填序列,高原及周边出现最大湖泊扩张期;高原东缘走滑拉分盆地发育进入鼎盛期.三是陆内均衡调整隆升阶段(13Ma以来),含2个亚阶段:(1)13～5Ma:喜马拉雅-冈底斯隆升到相当高度,使该带因东西向伸展而导致南-北向断陷盆地形成;约8Ma左右出现强的构造抬升剥露,8Ma之后高原及邻区大型湖泊进入湖退期.(2)5Ma以来:高原整体隆升;高原内和周缘盆地沉积萎缩.约3.5Ma高原周缘堆积巨砾岩.     

五台地区滹沱群砾岩物质源区及新太古代地壳生长:花岗岩和石英岩砾石锆石U-Pb年龄与Hf同位素制约

对五台地区滹沱群底部四集庄组砾岩进行了详细研究,并选择其中花岗岩和石英岩砾石进行了锆石U-Pb和Hf同位素分析.2个花岗岩砾石中锆石207Pb/206Pb年龄分别为(2513±8)和(2527±8)Ma,与五台地区王家会灰色相花岗岩和光明寺/石佛花岗岩的侵位时代一致;2个石英岩砾石中锆石207Pb/206Pb年龄主要集中于2550~2490Ma,峰值为~2.5Ga,与五台群高凡亚群石英岩锆石年龄谱特征相似.砾石特征及年龄结果表明,滹沱群底部砾岩的沉积物源区为五台群和五台地区新太古代花岗岩.结合滹沱群底部玄武安山岩的时代((2140±14)Ma),限定滹沱群初始沉积时代为早元古代中期.豆村-东冶亚群中变质玄武岩(2200~2100Ma)具有裂谷火山岩地球化学特征,同时豆村-东冶亚群中碎屑岩和碳酸盐岩沉积于伸展构造环境中.因此,滹沱群豆村-东冶亚群火山沉积岩系与华北克拉通中部早元古代中-晚期(2200~2100Ma)裂谷活动有关,而郭家寨群沉积于裂谷闭合过程或之后.四集庄组砾岩中,花岗岩和石英岩砾石的锆石大多具有正的Hf(t)值,少量锆石的Hf(t)值与同期亏损地幔值相近,多数锆石的亏损地幔模式年龄与锆石U-Pb年龄相差200~100Ma.花岗岩和石英岩的源区为滞留时间较短的地壳(~2.7Ga)部分熔融形成的,同时存在新生地壳或亏损地幔物质的添加.研究进一步表明,华北克拉通经历了多期地壳生长并在新太古代末期初步完成克拉通化.     

塔里木盆地西缘西域组的底界、时代、成因与变形过程的初步研究

通过对塔里木盆地西缘代表性剖面的岩石地层和磁性地层研究,以多重地层划分概念为指导,讨论了西域组地层的内涵、外延及变形过程。西域组为一套冲洪积扇相深灰色巨厚层块状砾岩堆积。与下伏阿图什组河流相苍棕色粉砂岩、泥岩层呈整合接触。西域组的顶、底界均具有穿时特征,其地质年龄在不同地点是不一致的。与阿图什组相比,西域组的古水流方向、沉积物源、沉积相和沉积速率均发生了明显变化,这一变化及大面积西域砾岩的出现,代表了后陆的强烈隆升和剥蚀,但此时前陆盆地则未发生明显构造变形,以强烈沉陷和沉积为主。阿图什组一西域组的强烈褶皱变形即西域运动的起止时间及变形强度在塔里木盆地不同地点可能是不同的,在盆地西北缘的博古孜河约为1．6～1．0Ma B．P．,盆地北缘的库车河剖面约为2．58～1．5Ma B．P．,盆地西南缘的叶城剖面约为3．6～1．3Ma B．P．。这表明塔里木盆地南北缘的晚新生代构造变形在时空上可能存在不均一性。     

论青藏运动主幕

依据近30年来取得的地质、地貌、地层、古生物等方面的资料,对"青藏运动主幕"进行讨论.青藏高原目前的主体是中新世-上新世漫长的侵蚀作用形成的、被抬升的主夷平面,这个主夷平面在高原内部切过以中生界和古近系为主的变形岩系,向高原周边展布.3.6 Ma前后,高原内外发生强烈的构造运动开始隆升,形成大幅度的地形反差,启动了一个旺盛的磨拉石堆积时期,主夷平面开始解体.至今高原内部仍保持着完整的准平原状态,山顶面和主夷平面之间的物质传输仍为主要的陆面过程.在高原边缘地带,河流强劲侵蚀,但目前尚未切入到腹地,各大江河最老阶地砾石层的年龄集中于1.7~1.9 Ma.按照源于高原的各条江河现在的侵蚀能力估算,假使高原不再抬升,大约需要8.6 Ma高原就将被再次夷平.但考虑地貌循环后期阶段侵蚀会大幅减缓,8.6 Ma则足以使主夷平面消失殆尽,而进入老年、至少壮年期.表明高原面不可能于14 Ma甚至35 Ma前已达到目前的高度并维持至今.古生物资料表明,上新世早期柴达木盆地还生活着大象、长颈鹿、犀牛动物群和红土风化壳、植物群落一致显示湿热低地环境.亚洲中部变干、黄土堆积也与青藏高原上新世晚期以来隆起密切相关.     

宜昌砾石层石英Ti-Li心ESR年龄及其对三峡贯通时限的指示

江汉盆地是长江贯通三峡后的第一个卸载盆地。前人的研究表明堆积于江汉盆地西缘的宜昌砾石层是三峡贯通后的直接沉积地层,因此,宜昌砾石层堆积的下限年龄可为长江贯通三峡提供重要的年代约束。但传统的相对年代学方法研究在宜昌砾石层中难以取得较好的成果。因此,直接对快速堆积的宜昌砾石层的形成年代和时间跨度开展年代学研究就需要寻找一种更可靠的绝对测年方法,同时这也是现有研究中的一个重点和难点。据此,文中在宜昌砾石层最具代表性的3个连续的沉积剖面上自上而下系统地采集了8个厚层砂质透镜体样品,采用石英Ti-Li心ESR测年方法对其堆积年代和地层时代跨度进行研究。结果显示:宜昌砾石层堆积的年代下限约1. 12Ma BP,上限约0. 73Ma BP,为早更新世晚期到中更新早期约0. 4Ma的沉积层。结合前人的物源示踪结果,分析认为至少在1. 12Ma BP之前长江就已经贯通三峡。     

晚新生代黄河上游地貌演化与青藏高原隆起

黄河上游地貌和新生代地层研究表明,30～3.4Ma是一个构造长期稳定、气候炎热和红色盆地广泛发育的时期,形成分布很广的夷平面,即青藏高原的主夷平面,上有风化壳及古岩溶残留。3.4Ma开始,青藏高原整体抬升,主夷平面被分割、解体,盆地中红色碎屑建造强烈变形,开始以扇砾岩为主的内陆磨拉石沉积。其后,在2.5Ma和1.7～1.66Ma相继发生强烈隆升,青藏高原地貌总轮廓形成,黄河现代水系格局出现,总称之为青藏运动(A,B,C三幕)。随后,黄河及其支流发育一系列阶地,记录了青藏高原阶段性隆升及黄河溯源侵蚀的全过程。     

下蜀黄土底界的年代及其对区域气候变干的指示

下蜀黄土是中国南方地区典型的第四纪风尘堆积,是低纬季风区气候变化的重要地质记录.但是,下蜀黄土的沉积年代问题一直未能得到有效解决.明确其起始堆积的年代对于深入理解晚第四纪亚洲大陆干旱化进程、东亚季风演化和亚热带区域环境变迁具有重要意义.本文针对这一科学问题对下蜀黄土进行了系统的年代学研究.磁性地层学结果表明,江苏的仪征青山剖面和镇江大港钻孔岩芯下蜀黄土地层中均存在松山/布容(M/B)古地磁极性倒转记录(这也是首次在下蜀黄土中发现古地磁M/B界线),确认最早的下蜀黄土堆积要早于中更新世,为探讨下蜀黄土底界的年代问题提供了重要的古地磁约束.以此为基础,结合剖面上部的光释光(OSL)测年结果,推算出下蜀黄土的底部年龄约为0.9Ma,这是迄今所获得的下蜀黄土最老年龄,与安徽宣城红土堆积底部年龄大致相当.下蜀黄土的开始堆积指示了亚洲大陆干旱区域在晚第四纪的进一步扩张,它是江淮亚热带地区气候显著变干和冬季风增强的直接证据.我们认为,这可能主要受到全球变冷和北半球高纬冰量增加的驱动,是中国南方地区对全球降温"0.9Ma事件"的区域响应.     

青藏高原新生代构造隆升阶段的时空格局

青藏高原不同部位低温热年代学记录、沉积记录和构造变形记录揭示出存在60~35,25~17,12~8Ma（藏南17~12Ma）和大约5Ma以来4个主要强构造隆升剥露阶段.除了藏南地区在17~12Ma发生藏南拆离系的活动及其所控制的高喜马拉雅结晶基底岩系的快速抬升剥露这一特殊情况外,青藏高原不同地区主要强构造隆升剥露阶段具有准同时性.几个强隆升剥露阶段对应于几个强构造变形活动时期,反映隆升剥露主要受构造动力控制.新生代以砾岩为代表的粗碎屑物的分布、前陆盆地或走滑拉分盆地的分布及其沉积充填、角度不整合的发育和地层间断缺失,以及受断裂控制的盆山地貌变迁和高原扩展与青藏高原几个强构造抬升剥露阶段也具有良好的匹配关系.本文还讨论了青藏高原作为地表隆升的高原形成过程,揭示高原的形成是随时间演变不断扩展的过程.     

南海北部上部水体4 Ma以来的古海洋学演化

通过对大洋钻探1146站浮游有孔虫组合, 及其表层海水古温度转换函数, 底栖有孔虫堆积速率的研究, 恢复了南海北部表层海水4 Ma以来的古温度和古生产力变化. 结果表明: 表层海水温度4 Ma以来阶段性降低, 而冬、夏季节温差、表层海水生产力逐渐增加, 时间主要发生在3.1, 2.7, 2.1, 1.6, 0.9和0.5 Ma. 浮游有孔虫混合层、温跃层属种含量除受温跃层的变化外, 还受表层海水温度和生产力变化的影响. 结合构造运动和地球轨道参数的变化, 认为南海北部上部水体晚上新世以来不同时间的变化可能是青藏高原新生代以来的阶段性隆升、 太平洋海道关闭和地球轨道参数变化作用的结果.     

合肥盆地南缘碎屑锆石定年及其对大别造山带超高压岩石折返的指示

合肥盆地形成于大别造山带同造山折返阶段,其演化过程与造山带隆升密切相关.在详细野外考察基础上,本次工作对合肥盆地南缘下侏罗统防虎山组、中侏罗统三尖铺组及造山带南部的宿松杂岩内的云母石英片岩和黑云母花岗片麻岩开展了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年.定年结果显示,防虎山组砾岩及其中砾石的碎屑锆石年龄主要集中于2.0～1.8Ga,与宿松杂岩岩石基本一致,并且长石砂岩碎屑锆石年龄中缺失佛子岭群特征的1000～900Ma年龄峰,表明防虎山组物源更可能为高压-超高压变质岩、古生代岩浆岩以及宿松杂岩构成的混合物源.三尖铺组以印支期和新元古代年龄为主,两个样品的年龄结果集中出现在797和791Ma(新元古代中期)和226Ma(三叠纪),同样缺失佛子岭群碎屑锆石年龄特征.佛子岭群被掩盖的现象存在两种可能的形成机制,一种是大别造山带发生了部分岩石的向北折返,导致部分佛子岭群被宿松杂岩覆盖,其余部分则形成合肥盆地基底;另一种则是俯冲过程中部分宿松杂岩岩石卷入构造加积楔,堆积在佛子岭群之上.     

西藏甲马多金属矿区热历史的裂变径迹证据

用裂变径迹法测试了甲马矿区矽卡岩矿石和外围砂岩总计5个磷灰石和锆石样品, 其中磷灰石裂变径迹年龄为(16.1±0.9)和(18.8±1.1) Ma, 代表成矿热液后期活动的时代; 砂岩磷灰石裂变径迹年龄为(22.0±4.3) Ma, 锆石裂变径迹年龄为(20.9±2.0) Ma, 代表早期成矿时代; 另一个砂岩锆石年龄为(341.6±79.1) Ma, 与成矿作用关系不大, 是矿物源区特征的反映. 热历史分析表明, 成矿作用开始时间应早于25～22 Ma. 矿区平均冷却速率为5～6℃/Ma, 其中在90～80℃期间降温缓慢; 矿区剥蚀程度约为2.7 km, 剥蚀速率大于抬升速率.     

三阳川盆地渭河阶地发育与河谷地貌演化

阶地是研究现代河谷形成发育的重要地貌标志,结合年代学研究可以为区域古环境提供丰富的构造、气候和古水文变化信息.通过古地磁、电子自旋共振、光释光及黄土-古土壤地层序列的对比,初步确定渭河上游三阳川盆地1.2Ma以来共发育和保存着13级河流阶地.阶地特征与成因分析表明,阶地是在构造抬升背景下,河流系统对轨道尺度气候变化的响应,侧蚀堆积和深切下蚀作用交替进行.阶地序列的河漫滩顶部大多对应于古土壤层发育,表明河流下切阶地形成主要发生在古土壤开始发育的冰期向间冰期过渡阶段.河流两侧阶地时空展布的差异表明,0.62Ma三阳川盆地发生了构造反转,由过去盆地的整体抬升为主逐渐转变为断陷沉降.综合流域内阶地序列的研究,表明渭河上游现代河谷的形成发育起始于早更新世晚期1.4~1.2Ma.