祁连山北缘酒西盆地新生代沉积通量变化对周缘山体构造隆升-风化剥蚀历史的响应

酒西盆地是青藏高原东北缘的一个内陆沉积盆地,发育了巨厚且连续的中-新生代地层,详细记录了盆地及周缘山地的构造、环境演变历史。本文在利用平衡剖面法恢复不同时期酒西盆地原始盆地边界基础上,通过盆地天然露头控制剖面和钻井资料的地层厚度,恢复了酒西盆地新生代各组沉积等厚图。根据不同时期盆地大小和沉积等厚图的计算,获得了酒西盆地新生代不同时期的沉积通量。结合前人对该区构造与古气候研究成果,认为古近纪持续干旱的气候条件下从火烧沟组(40.2~33.4 Ma)到白杨河组(30.9~23.8 Ma)盆地沉积通量增加主要由青藏高原持续挤压使祁连山快速构造隆升导致风化剥蚀量增加所致;中新世早期(疏勒河组弓形山段,23~14 Ma)虽然气候相对温暖,但此时祁连山构造带相对稳定,控制了物源区祁连山风化剥蚀量相对前期减小,使盆地沉积通量相对减小;中新世中期(疏勒河组胳塘沟段,14~8.3 Ma)盆地沉积通量增大可能是气候和构造共同作用的结果;中新世晚期以来(<8.3 Ma,疏勒河组牛胳套段-玉门组)盆地沉积通量呈阶段性大幅陡增,主要由祁连山晚新生代以来阶段性急剧构造隆升导致风化剥蚀量猛增所致。     

龙门山晚新生代地表剥蚀量的定量估算

龙门山是青藏高原周边山脉中地形梯度变化最大的山脉.利用数字高程模型(digital elevation models, DEM),采用三维残余面法恢复龙门山晚新生代古残余面DEM,并与现代地形面做差值运算,得到研究区域的剥蚀量地形,进而定量估算青衣江、岷江、沱江和涪江主要水系流域晚新生代的地表剥蚀量.结果表明:龙门山晚新生代地表剥蚀总量为80 500~92 800 km3;岷江流域对龙门山地区剥蚀量贡献率约33.9%~37.1%,其次为涪江(33.6%~38.4%)、青衣江(24.1%~31.9%),沱江流域贡献率为0.4%~0.6%;类似2008年“5·12”汶川地震的次生灾害引发的地表快速剥蚀,是青藏高原东缘龙门山造山带晚新生代地表剥蚀的主要原因.      

大别造山带与毗邻沉积盆地间剥蚀沉积关系的裂变径迹热史模拟定量对比

通过利用裂变径迹热史模拟来探讨山盆之间剥蚀沉积关系为定量对比山盆之间剥蚀沉积关系提供了一种可能的途径。其原理主要是通过裂变径迹热史曲线,求取造山带区域平均剥露速率,再将其与毗邻盆地沉积速率对比,进而判断山盆之间剥蚀沉积比例关系。通过计算可以得到大别造山带65~25 Ma区域体积平均剥露速率为1189.67 km3/Ma(当古地温梯度为25℃/km时)、1487.08 km3/Ma(当古地温梯度为20℃/km时)。其剥蚀速率至少占到了毗邻盆地古近纪平均总沉积速率的一半以上。其原理主要是通过裂变径迹热史曲线,求取造山带区域平均剥露速率,再将其与毗邻盆地沉积速率对比,进而判断山盆之间剥蚀沉积比例关系。     

龙门山前陆盆地晚三叠世沉积通量与造山带的隆升和剥蚀

根据钻井资料、地层剖面资料,利用Surfer8.0软件编制出晚三叠世前陆盆地各组段的残留地层等厚图,得出各组段残留地层的沉积总量,并计算出各阶段沉积通量:21.4 t/(m2·Ma)、184.2 t/(m2·Ma)、278.0 t/(m2·Ma)、147.6 t/(m2·Ma)、703.5 t/(m2·Ma)、272.0 t/(m2·Ma)。然后,利用物质平衡法将沉积物回剥至龙门山造山带并进行脱压校正,计算出晚三叠世龙门山造山带剥蚀总厚度为2 514 m,各阶段造山带剥蚀速率分别为:0.009 mm/a、0.114 mm/a、0.133 mm/a、0.094 mm/a、0.423 mm/a和0.133 mm/a。最终,重塑了龙门山造山带晚三叠世的隆升历史:在距今228.0~199.6 Ma的时间内龙门山造山带地壳隆升了约4.3~4.6 km,地表隆升了1.8~2.1 km;并且隆升过程具有明显的阶段性,可划分为初始隆升(228.0~216.5 Ma)、加速隆升(216.5~211.0 Ma)、缓慢隆升(211.0~203.6 Ma)、急剧隆升(203.6~202.7 Ma)和缓慢隆升(202.7~199.6 Ma)五个阶段。     

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.     

青藏高原东缘龙门山晚新生代走滑挤压作用的沉积响应

成都盆地位于青藏高原东缘,夹于龙门山与龙泉山之间,盆地的长轴方向平行于龙门山,呈现为北东—南西向展布的线性盆地。盆地中充填了3.6Ma以来的半固结—松散堆积物,最大厚度为541 m,在垂向上由下部的大邑砾岩、中部的雅安砾石层和上部的上更新统至全新统砾石层组成,其与下覆地层均为不整合接触,显示该盆地是一个单独的成盆期,并非是在中生代前陆盆地基础上形成的继承性盆地。在垂直于龙门山造山带方向上,成都盆地具不对称的楔形结构,沉积基底面整体向西呈阶梯状倾斜,盆地中充填的碎屑物质均来源于盆地西侧的龙门山,具横向水系和单向充填的特征;而且盆地的沉降中心具有逐渐向远离造山带方向迁移的特征,显示盆地的挤压方向垂直于龙门山主断裂,造成了成都盆地在垂直于造山带方向上的构造缩短。在平行于龙门山造山带方向上,成都盆地具有一系列的北东向延伸的次级凸起和凹陷,凹陷和凸起相间分布,且在空间上呈斜列形式展布于盆地的底部,其中次级凹陷（沉降中心）和冲积扇具有向平行龙门山造山带方向迁移的特征,表明成都盆地西缘的龙门山断裂具有右旋走滑的特征。鉴于以上特征,认为成都盆地是在龙门山造山带晚新生代走滑与逆冲的联合作用下形成的走滑挤压盆地。     

风化剥蚀区与沉积区元素对比值的生态地球化学环境意义(Ⅰ)——以洞庭湖流域的红土和沉积物为例

地球化学研究中常选择两个或两组地球化学性质相近、在地球化学过程中相对比例较稳定、并对外源输入敏感的元素(称为"元素对")计算比值,进行示踪研究、过程及环境恢复、人为因素识别等.但在表生地球化学环境研究中,对同一比值的涵义表述,不同研究者认识并不一致,甚至大相径庭.     

陆相流域盆地沉积通量模拟及古地貌意义——以西藏尼玛地区为例

青藏高原新生代的地貌演变一直是国际地球科学研究的前沿领域和热点问题。目前对于高原中部新生代地貌演变及其动力学机制的认识仍旧存在较大的争议,并且通过不同研究手段得到的结论也存在较大不同。流域盆地内的沉积物不仅记录了其沉积场所的大地构造背景、古气候和古环境特征等重要信息,同时也记录了源区的剥露历史,以及整个流域盆地的时空展布、地貌演变、风化强度和沉积通量变化等重要的地表过程。高原中部至少在早中新世就已形成的内流水系为进一步认识高原地貌演化提供了可能。基于源—汇系统质量平衡原则,以高原中部新生代尼玛盆地及其物源区构成的陆相盆地源—汇系统为研究对象,以沉积通量数值模拟（BQART-MCS）为研究方法,尝试重建高原中部新生代晚期的地貌格局。模拟结果表明:只有在年均气温为2 ℃~10 ℃、最大地势为1~3 km、干旱—半干旱的地貌条件下,源区产生的碎屑物质总量才可以与汇区沉积物总量达到平衡。本项研究是深时沉积通量数值模拟方法（BQART-MCS）在青藏高原的首次尝试,为在陆相盆山源—汇系统开展沉积物定量研究提供了新的思路。     

地形条件对泥石流发育的影响——以岷江流域上游为例

为了预警泥石流的发生,需要判断泥石流的易发程度。在地质和降雨条件都大致相同的条件下,因地形条件的不同,导致一个区域的沟谷暴发泥石流的频率有着明显不同,显然地形条件是控制泥石流发育的关键因素之一。以研究岷江流域上游典型沟谷为例,通过分析地形条件对泥石流发育的影响,选用岷江流域上游典型沟谷的形成区流域面积A0、形状系数F0以及沟床纵比降J03个重要参数进行研究,比较三者相互之间的关系特征而得到一个综合的地形因子G。对比研究岷江流域典型区域以及甘肃舟曲、台湾陈有兰溪地区沟谷泥石流的暴发频率和G值,比较验证后得出:在地质和降雨条件都相近的情况下,沟谷G值越大,则越利于暴发泥石流。因此,可运用地形因子G划分某区域内沟谷泥石流的易发等级。对于岷江流域典型区域的沟谷:G≥0.21极容易暴发泥石流;0.14G0.21较容易暴发泥石流;G≤0.14不容易暴发泥石流。由于地质条件和降雨情况的差异,不同地区泥石流易发等级所对应的G值也将不同。     

羌塘盆地查郎拉地区中-新生代充填序列及沉积旋回研究

以实测剖面和路线剖面为基础,采用旋回沉积学理论和地层优势相(亚相)法首次系统地研究了羌塘盆地查郎拉地区中-新生代的充填序列和沉积旋回特征.指出该区充填序列自下而上由上三叠统肖查卡组-上第三系石平顶组构成,根据各种相标志将其划分出7大沉积相、18个亚相及若干个微相,并从老至新划分出6个沉积体系,相应组成5个沉积旋回层.着重阐述了充填序列中各个沉积体系及沉积旋回层特征,并对沉积演化过程中的沉积旋回曲线特征、水位变化和抬升-沉降历史作了讨论.     

青藏高原东缘晚新生代成都盆地物源分析与水系演化

成都盆地位于青藏高原东缘,夹于龙门山与龙泉山之间,盆地中充填了3.6Ma以来的大邑砾岩、雅安砾石层和晚更新世—全新世砾石层,其物源均来源于盆地西侧的龙门山,具横向水系和单向充填的特征。本次以物源区分析作为切入点,以岷江和青衣江水系为重点,采用砾岩成分分析、砂岩岩屑成分分析、重矿物分析和砾石的地球化学分析等基本方法,开展青藏高原东缘晚新生代以来的古水系重建工作,研究结果表明,成都盆地主要有两个物源区,其中成都盆地北部的都江堰街子场、崇州白塔山、大邑白岩沟、大邑氮肥厂、彭州丁家湾、彭州葛仙山等剖面中的砾石层在碎屑成分、重矿物和花岗岩砾石的地球化学成分等方面相似,应为古岷江的产物,而其与现代岷江在砾岩成分和重矿物特征等方面的差异性则表明古岷江可能存在改道的现象;成都盆地南部的庙坡剖面和熊坡东剖面中的砾石层在碎屑成分、重矿物和花岗岩砾石的地球化学成分等方面相似,应为古青衣江的产物,但其流向却与现代青衣江的流向不同,表明熊坡背斜是在大邑砾岩沉积之后隆起的,它的隆起迫使古青衣江改道。     

岷江源地区新构造运动特征

为了深入了解岷江断裂带晚新生代以来的构造活动,以岷江源地区河谷地貌、新生代盆地、夷平面为主要研究内容,研究区内新构造运动的特征。结果表明该区河谷地貌以宽谷和窄谷的交替出现为特点,源区发育三级夷平面,新构造运动强烈,地貌差异显著。该区新近纪以来主要经历了早期(5.3 Ma)伸展断陷和中期(1.8 Ma)逆冲推覆兼左行走滑及晚期(0.13 Ma)掀斜抬升演化过程。岷江源区河谷地貌的演化严格受新构造运动的影响,构造运动控制了河谷以及第四纪断陷盆地的形态,影响了河岸两侧阶地的分布、形态与结构。本区新构造运动具有南北分带型和东西向掀斜运动的不对称性等特征。本研究为进一步研究青藏高原东缘的活动构造提供了重要的地貌证据。     

岷江上游流域裂点分布及成因分析

均衡状态时的基岩河道纵剖面表现为平滑形态,然而自然界的河道纵剖面常因地球各种内外动力作用的影响而呈现出以裂点为特征的不均衡状态,因此不均衡的河道剖面及裂点的特征可以用于指示外界环境的扰动。位于青藏高原东缘造山带的岷江上游流域水系普遍呈现不均衡的特征,且广泛发育有裂点。文章基于数字高程模型,提取裂点空间分布特征,通过裂点成因分析后发现,这些裂点的形成受到岩性、冰川作用、构造等因素的影响：因岩性形成的裂点主要位于花岗岩与其他地层的交界线上;而高海拔裂点主要受到冰川作用的控制,位于地形起伏度较低的区域;流域内低海拔区域成层分布的坡断型裂点可能主要因多期次区域构造隆升而形成;岷江上游下段流域的阶梯状垂阶型裂点则主要因地震滑坡形成。这一结果增进了对岷江流域的河流地貌发育及其影响因素的理解。此外,研究结果也说明在对河道纵剖面分析时有必要更多考虑到滑坡及冰川等因素对现代河道纵剖面产生的重要影响,为进一步理解造山带地貌演化及控制因素提供了参考视角。     

珠江三角洲西缘晚第四纪沉积演化和最大海侵古岸线的重建

第四纪以来,受全球气候和海平面变化影响,海岸带地区发生了一系列强烈的海陆相互作用和海侵—海退等地质事件,包含了丰富的沉积环境演化和海平面变化等信息.选用珠江三角洲西缘台山地区的30个地质钻孔,通过14C、光释光、地球化学特征、底栖有孔虫、磁化率数据,建立了晚更新世以来的地层框架,重建了最大海侵古岸线的位置.研究结果表明...     

多期走滑拉分盆地的沉积响应:以南海北部珠江口盆地为例

南海北部陆缘位于太平洋和新特提斯两大构造域之间,其形成与演化受到多期多向构造叠加作用,珠江口盆地是南海北部陆缘的重要构造单元.自新生代早期珠琼运动以来,由于太平洋板块向华南大陆俯冲在珠江口盆地形成两期强烈的走滑拉分作用,从而导致早期弥散状地堑与后两期拉分盆地的三层盆地叠合现象.本文在综合珠江口盆地的地质、构造物理和数值...     

主动大陆边缘海沟-斜坡盆地沉积体系分析——以缅甸若开海岸盆地某工区为例

本文以国内少见的发育在主动大陆边缘的特殊盆地类型海沟-斜坡盆地作为研究对象,通过建立井震结合的不同沉积体系的地质-地球物理识别模板,用二维地震资料对研究区目的层的沉积体系进行了解析。结果显示,研究区发育窄的滨浅海、小规模的三角洲、浊积扇、下切谷、半深海陆坡和半深海平原等沉积体系。滨浅海、三角洲和浊积扇沉积体系发育的砂体是主要的储集体。海沟-斜坡盆地的规模较小,以生气为主,可能形成中小型断块油气藏。     

鄂尔多斯地块西南缘千河水系变迁与新构造运动

鄂尔多斯地块西南缘新构造运动活跃,其河流阶地发育过程和水系演化历史蕴藏了丰富的新构造运动信息。发育于鄂尔多斯西南缘的千河水系两岸不对称分布5级河流阶地,通过野外调查和钻探揭露,厘清了阶地结构和发育特征,利用电子自旋共振(ESR)测年、光释光(OSL)测年和黄土地层对比定年,分析了阶地形成的时代和下切速率,结合区域地质背景,探讨千河阶地发育和水系变迁的动力背景。研究结果表明,千河干流T5~T1阶地分别形成于1.176 Ma、0.766 Ma、0.504 Ma、0.131 Ma和0.04 Ma,各级阶地对应的下切速率分别为76.6 mm/ka、88.3 mm/ka、111.3 mm/ka、149.6 mm/ka和115 mm/ka。通过研究认为,早更新世—晚更新世中期,千河流域区构造运动逐渐加强,晚更新世晚期以后,构造运动逐渐趋缓。河流演化受断裂构造控制,但不同时期构造应力场对千河水系的影响有差别,使千河向不同方向迁移。构造应力场的变化受控于鄂尔多斯地块所处大地构造位置,很可能是青藏高原构造系和西太平洋构造系晚新生代以来在鄂尔多斯西南缘共同作用的结果。     

塔里木盆地西北缘乌恰地区晚白垩世-渐新世微相分析及沉积演化

塔里木盆地西部是我国发育中新生代海相地层的少数地区之一。以沉积微相分析为手段,通过对塔里木盆地西北缘乌恰地区库孜贡苏剖面晚白垩世-古近纪岩性、生物组合、颗粒成分、基质类型及其沉积结构和构造特征等仔细研究,重点针对碳酸盐岩划分出（含）骨屑隐晶灰岩、隐晶灰岩、微（隐）晶白云岩、鸟眼隐晶灰岩、微晶鲕粒白云岩、生物碎屑灰岩、微晶球粒白云岩、生物灰岩、亮晶鲕粒灰岩等9个岩相类型。根据碳酸盐岩微相类型组合和剖面结构沉积特征,划分出潮上带、潮间带、潮下带、台地边缘浅滩和生物礁5个沉积相,并恢复了该区晚白垩世-古近纪的沉积环境演化过程,为查清白垩纪-古近纪特提斯洋演化以及重建该地区古环境和油气勘探研究提供重要的基础材料。     

The Red River sediment budget in the Yinggehai and Qiongdongnan basins,northwestern South China Sea,and its tectonic implications

ABSTRACT

The rapid uplift of the Tibetan plateau, the intense movement of the Ailao Shan-Red River Shear Zone (ARSZ), and the related climate change during the Cenozoic Indo-Asian collision have been widely studied; however, their timings varied considerably due to different data and methods used. As these events have been documented in the Red River sediment that came from the eastern Tibetan plateau and the Red River region and eventually deposited in the offshore Yinggehai and Qiongdongnan basins, here these events can be explored by calculating and analysing the Red River sediment budget, especially in the Qiongdongnan basin based on dense seismic profiles and wells. Results show that the Red River sediment mainly accumulated in the Yinggehai basin and the west part of the Qiongdongnan basin, and there are three sedimentary accumulation peaks in the Red River sediment budget during ~29.5–21, ~15.5–10.5, and ~5.5–0 Ma. By further comparing with previous studies on the timings of these events, it is inferred that the first sedimentary peak, prior to the onset of the monsoon intensification (~22 Ma), was probably driven by an intense left-lateral movement of the ARSZ in ~29.5–21 Ma. The second peak (~15.5–10.5 Ma), however, reflects a rapid uplift of the Tibetan plateau after the cessation of the left-lateral strike slip of the ARSZ. The third peak (~5.5–0 Ma) is most likely linked with a right-lateral movement of the ARSZ and the related climate change. Overall, the Red River sediment budget from the offshore Yinggehai and Qiongdongnan basins provides an important constraint on the timings of these tectonic events as well as the related climate change during the Cenozoic Indo-Asian collision.