东昆仑及相邻地区中生代-新生代早期构造过程的热年代学记录

针对东昆仑及相邻地区研究较薄弱的中生代—新生代早期时段的构造过程提供了系列新的热年代学资料.不同热年代学方法综合揭示了东昆仑及相邻地区在中生代—新生代早期至少存在3次明显的热事件记录.第一次大约启动于200Ma的晚三叠世晚期,并可能一直延续到早中侏罗世之交,是一次具有广泛影响并奠定造山带区域构造格架的构造热事件.区域动力背景可能和南部羌塘地块与昆仑地块的碰撞、松潘—甘孜—巴颜喀拉浊积盆地闭合相关.第二次发生在大约130~150Ma的早白垩世,并可能延续到早白垩世末,主要表现为系列区域性NWW-SEE向的挤压性断裂活动,可对应于白垩纪时期拉萨地块沿班公湖—怒江缝合带与欧亚大陆的增生拼贴事件.第三次为大约56~45Ma的古新世,表现为一期伸展抬升.热年代学记录与零星保存的地质记录具有良好的匹配性,并对构造过程提供了更确切的时间限定.     

东昆仑山东段北坡河流阶地发育及其与构造隆升的关系

河流系统的发育往往能反映相关地质作用的细节.对东昆仑山东段北坡众多河流阶地及其沉积物的研究表明, 该区在早更新世晚期昆仑-黄河运动之后形成的东西向盆岭相间的地貌特征奠定了早期河流为东西向外流水系的基础; 中更新世晚期以来的又一次强烈构造抬升事件———共和运动, 导致昆仑山北坡各主要河流迅速溯源侵蚀发展, 伴随河流袭夺而形成现今的水系格局; 晚更新世晚期存在一段相对较长的构造稳定期, 河谷普遍发生堆积作用, 形成分布广泛且厚度较大的晚更新世冲积层; 接近全新世以来构造运动频繁而隆升的幅度趋于减弱, 形成了5级河流阶地, 并且阶地的发育类型普遍为以高级阶地(T₅) 为基座的上叠阶地, 河流至今未能切穿晚更新世稳定期形成的厚冲积层.      

东昆仑山小南川岩体裂变径迹年代与中新世晚期以来的构造地貌演化

对昆仑垭口地区小南川岩体7件样品进行磷灰石裂变径迹年代学测试, 分析了岩体的冷却过程及岩体的剥露与构造地貌演化的关系.结果表明东昆仑山区中新世晚期视剥蚀速率极为缓慢, 为0.020~0.035mm/a, 反映的是构造隆升作用微弱、地貌缓和的地质环境, 因而构造隆升速率与低的视剥蚀速率相当.上新世以来小南川岩体突发性快速隆升冷却, 造成超过3km的物质揭顶, 这不是由单纯的剥蚀过程导致, 而是反映了昆仑山上新世以来的强烈构造隆升驱动下的成山作用过程.岩体上新世的裂变径迹年龄与近东西向的昆仑河-野牛沟谷地断裂断陷、昆仑垭口盆地断陷以及后期西大滩谷地断陷的综合构造地貌演化有密切的成因联系.此外裂变径迹年龄的空间分布格局反映了区域性的差异隆升作用, 由南向北、由西向东, 隆升和剥蚀作用逐渐衰减, 这与东昆仑山南北向以及东、西昆仑山之间地貌发育的差异性以及新生代火山作用分布是吻合的.      

构造地貌及其分析方法述评

构造地貌是指受构造内动力作用控制,通过内外地质动力的相互作用所奠定的能够反映一定构造特征的地貌形式.构造地貌学的研究内容为:地貌与构造的关系、构造地貌发生和发展过程以及构造地貌过程所揭示的地球内部构造动力过程;其分析方法可归纳为构造地貌格局分析法、构造地貌形态分析法、构造地貌相关沉积分析法和构造地貌年代分析法.构造地貌学从地形地貌的角度来分析构造过程,涉及不同圈层间的相互作用,响应了当前地球系统科学的研究思路,可以预见,构造地貌学将在圈层作用研究中发挥重要作用,同时朝着信息化、定量化的方向发展.     

循化-化隆盆地晚白垩世以来盆山耦合过程: 来自物源与磷灰石裂变径迹年代学分析的证据

循化-化隆盆地新生代沉积及盆地基底和周缘山系磷灰石裂变径迹年代学分析揭示了青藏高原东北缘晚白垩世以来经历过3期隆升剥露事件: (1)盆地基底及拉脊山和西秦岭北缘构造带磷灰石裂变径迹年龄分析普遍记录了晚白垩世-始新世中期相对快速的区域性的隆升剥露事件, 西秦岭北缘快速抬升的起始时间为84Ma, 受控于向北的逆冲抬升; 向北到循化-化隆盆地中部的拉目峡抬升的起始时间为69Ma; 更北的拉脊山一带快速抬升期主要为40~50Ma, 从而反映晚白垩世-始新世中期的快速抬升由南向北逐渐扩展.这一期构造隆升事件导致循化-化隆盆地和临夏盆地缺失了北部西宁-民和盆地古近纪所具有的西宁群沉积.隆升剥露结束于31Ma左右, 此时化隆-循化盆地向东与同时期的临夏盆地相连为一个统一的大型西秦岭山前盆地, 两者具有相同的构造、沉积演化史, 因此循化-化隆盆地他拉组底部地层年龄最老不会超过临夏盆地最老地层的古地磁年龄, 即29Ma.(2)渐新世晚期约26Ma拉脊山开始双向逆冲隆升, 并可能延续到中新世早期约21Ma, 隆升作用使循化-化隆盆地成为挟持于拉脊山逆冲带和西秦岭构造带之间的山前挤压型前陆盆地, 循化-化隆盆地开始大规模沉积巨厚的他拉组冲积扇相粗碎屑岩.(3)通过循化-化隆盆地咸水河组和临夏组的沉积相分析、古流方向和砾石成分分析, 揭示出拉脊山构造带在中新世8Ma左右发生的最大规模的双向逆冲隆升事件, 这次事件直接导致循化-化隆盆地由前陆挤压盆地转变为山间盆地, 形成现今青藏高原东北缘的盆山地貌基本格局.      

雅鲁藏布江大拐弯地区河流形态特征及其意义

为探讨雅鲁藏布江大拐弯地区区域隆升的特点,通过DEM(数字高程模型)和遥感影像提取雅鲁藏布江干流和帕隆藏布江的形态特征,引入Hack剖面、SL参数和Amos河宽理论模型进行分析。雅鲁藏布江干流在大渡卡以下河段的Hack剖面表现为上凸形态,SL参数升高、河流宽度减小,在藏布巴东瀑布-雅鲁藏布江大拐弯顶端段,SL参数达到最大值,河流宽度达到最小值;大拐弯顶端以下河段,SL参数减小,河流渐宽。帕隆藏布江古乡以下河段SL参数梯级增高,河流宽度总体收窄,大拐弯顶端附近达到最大值。综合2条河流的地貌特征和区域地质与地理背景,认为雅鲁藏布江大拐弯地区的隆升具有不均一性,雅鲁藏布江在大渡卡附近开始进入快速隆升区段,隆升最强烈的区段位于藏布巴东瀑布-大拐弯顶端段,大拐弯顶端之后雅鲁藏布江逐渐远离隆升中心区。     

喜马拉雅山脉新生代差异隆升的裂变径迹热年代学证据

裂变径迹年龄资料记录的雅鲁藏布江以南的喜马拉雅山脉的冷却年龄具有明显的时空差异性。在南北方向上,特提斯喜马拉雅的冷却年龄主要在8 Ma以前,局部为5.0~2.6 Ma,而高喜马拉雅的冷却年龄集中在5 Ma以后,大多数在3 Ma以来;在东西方向上体现在喜马拉雅东西构造结之间的高喜马拉雅带上,东喜马拉雅的不丹东部区域的裂变径迹热年代学数据揭示了8.0~3.0 Ma的冷却剥露的历史;东喜马拉雅的不丹西部区域为7.0~1.4 Ma;中喜马拉雅的尼泊尔地区为5.0~0.2 Ma;西喜马拉雅的印度西北部地区为3.0~1.0 Ma。最年轻的裂变径迹年龄显示出由中间向两侧增大,反映了地质晚近时期东西构造结间的高喜马拉雅山脉的剥露幅度由中间向两边减弱的趋势,揭示了以中喜马拉雅为隆升中心向两边拓展的趋势。综合有关裂变径迹年代学资料表明,喜马拉雅山脉的隆升主要发生在中新世以来,其表现为18~11 Ma、9 Ma以来的两个快速隆升期。喜马拉雅山脉隆升的动力体制可能由早期的挤压隆升—中新世的伸展隆升—上新世以来构造隆升为主,局部气候作用和构造作用耦合的山脉隆升机制。     

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.     

覆盖区地质调查中的盆山构造地貌关系研究:以东天山-吐哈盆地为例

西北地区中-新生代以来发育系列断陷盆地,盆地内的覆盖层结构及其与周缘造山带之间的盆山构造地貌关系是研究大陆动力学的基础性问题.在覆盖区地质调查工作中,利用地质学、地球物理学、地球化学、钻探等多种方法手段,可以对覆盖区盆地的结构形态、盆地边界构造属性、沉积物分布特征、沉积过程的源汇体系进行系统的分析研究,帮助深入理解覆盖区的沉积过程、山脉隆升剥露过程以及构造地貌演化过程.基于新疆吐哈盆地覆盖区的地质调查工作,本研究提出并实践了在覆盖区开展盆山构造地貌关系研究的技术方法体系.通过野外地质调查和室内测试分析,结合重力、航磁、地震等地球物理勘探方法以及钻孔岩心分析,系统分析和探讨了哈密盆地中-新生代覆盖层三维结构、控盆控貌构造及源汇系统,建立了研究区与相邻造山带之间的盆山耦合关系及构造地貌演化过程,为覆盖区地质调查过程中开展盆山构造地貌过程的研究提供了示范.