青藏高原西北缘高原隆升与环境效应研究

来源 :中国地质大学 中国地质大学(武汉) | 被引量 : 0次 | 上传用户:weiyuhang99
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通过青藏高原西北缘的东昆仑库木库里盆地一带的地质调查、剖面测量、样品测试和室内综合研究,应用沉积学、孢粉学、裂变径迹测年、阶地释光年龄等研究方法,对青藏高原隆升的时间、高度、速率和过程的研究取得了丰硕的成果,并讨论了青藏高原隆升引起的环境效应,初步建立了青藏高原隆升的模型。 1、古—新近纪物质组成与盆地演化(1)青藏高原西北缘库木库里盆地出露地层包括渐新统石马沟组、中新统石壁梁组、上新统红石梁组,主要为一套巨厚的山间磨拉石、湖泊碎屑岩与蒸发岩建造。 (2)通过对25件碎屑岩样品粒度分析统计,识别出冲积扇相、分流河道微相、河流边滩微相、天然堤微相、水下河道微相、近岸沙坝微相、远岸沙坝微相和浅湖相八种累积概率曲线类型;发育层理、层面和同生变形构造,总体反映为重力流和密度流特征,并保存有介形类、双壳类、腹足类、植物等化石,为渐新世—上新世生物组合面貌;识别出五种沉积相、十种微相。 (3)石壁梁组成份、结构成熟度最高,石马沟组其次,红石梁组最低,总体表现为盆地演化早、晚期碎屑成熟度较低,盆地演化中期碎屑成熟度较高,其碎屑物质来源于再旋回造山带;从古流向体制分析可以得出渐新世—中新世古地势表现为南高北低,上新世呈西高东低的古地理格局;盆地从渐新世形成大致经历了渐新世—早中新世盆地萌芽、中中新世—晚中新世盆地的生长发育,上新世盆地萎缩三个演化阶段。 2、第四纪地质地貌(1)研究区第四系分布相当广泛,主要为中更新统、上更新统、全新统山麓磨拉石堆积,中更新统出露于4500-5000m,已遭受了比较强烈的剥蚀作用;上更新统分布于4200~4500m,遭受了比较轻微的剥蚀作用;全新统主要为洪积、冲积、河口堆积、冰碛、沼泽沉积、化学沉积等。 (2)研究区总体属于藏北高原低山丘陵—盆地地貌,第四纪以前出露的基岩分布区属于构造剥蚀地貌,划分为冰川雪被地貌、高原极高山地貌、高原高山地貌、高原中山地貌、高原低山地貌、高原丘陵地貌等六种地貌类型;第四系分布区属于堆积地貌,分为冰碛地貌、冲积地貌、冲洪积地貌、沼泽地貌、盐碱地貌和风积地貌等六种类型。 (3)研究区新构造运动主要以褶皱变形、断裂的升降运动为主。 3、新生代孢粉组合特征与古气候演变古—新近系划分为藜粉属-管花菊粉属—松粉属、藜粉属—管花菊粉属—松粉属—云杉粉属、松粉属—云杉粉属、藜粉属-蓠粉属—云杉粉属、藜粉属—菊科—云杉粉属、云杉粉属—蒿粉属—藜粉属—桦粉属和藜粉属—云杉粉属—松粉属—禾本粉属7个孢粉组合,反映由早到晚气温表现为暖→冷→暖→冷交替,生境表现为半干旱→湿润→半干旱→干旱→半干旱演化。 4、青藏高原隆升特征(1)时间研究区发育的E3、N12、Q2、Q3四套磨拉石建造是青藏高原四次较强烈隆升作用的物质记录;磷灰石裂变径迹测年表明高原隆升的最早时限可以追溯到63Ma的古新世,33-31、10-7、5-2Ma三个阶段裂变径迹年龄集中阶段,代表青藏高原北缘隆升的三个主要阶段;青藏高原的隆升可能在古新世已开始,但是强烈隆升可能始于渐新世,并经历了多次振荡式隆升,具有多阶段脉动式非均变的复杂隆升特征。 (2)高度通过对孢粉的古生态对比研究,库木库里盆地上新世晚期盆地周围山系海拔已上升到3500m左右,自渐新世以来到上新世晚期上升幅度达1500~2000m;上新世晚期至今,测区最高海拔6000m左右,更新—全新世高原又隆升了约2500m。 (3)速率孢粉研究得出渐—上新世高原隆升了约2000m,估算平均视隆升速率为0.7mm/a,更新世至全新世高原隆升了约2500m,估算平均视隆升速率为1mm/a;阶地释光年龄研究46.4-10.4.、10.4-5.7、5.7Ka.B.p.至现在视隆升速率分别为0.52、2.12、2.63mm/a;利用磷灰石裂变径迹测年外推法计算5.19Ma以前平均隆升速率<1mm/a,5.19Ma以后平均隆升速率>1mm/a,反映上新世(5.3Ma±)以前为缓慢隆升期,上新世—第四纪是高原强烈隆升阶段,并具有由早到晚隆升速率逐渐增加的趋势。 (4)过程青藏高原隆升过程可以划分为早中渐新世——早期隆升阶段、晚渐新世—早中新世早期——稳定剥蚀夷平阶段、早中新世中晚期——小幅隆升阶段、中中新世——较稳定剥蚀夷平阶段、晚中新世——快速隆升阶段、上新世——振荡隆升阶段和更新世—全新世——强烈隆升阶段共7个阶段。 5、青藏高原的环境效应(1)青藏高原的强烈隆升是引起中国东部季风区、西北干旱区和青藏高原高寒区三大自然区域巨大分异的主要原因。 (2)青藏高原的强烈隆升阻挡了源于印度洋向内陆的输送的暖湿气流,它是引起我国西北地区荒漠化的重要原因之一。 (3)青藏高原的强烈隆升带来的气温、湿度等变化,引起动、植物数量的大大减少,导致生物丰度的显著降低和物种的适应性变化。 6、青藏高原隆升的板块俯冲—地幔柱模型建立了“板块俯冲—地幔柱”青藏高原隆升的新模型:根据对青藏高原构造变形和基于地球物理探测成果的地壳结构研究,认为由于印度板块和欧亚板块相向朝青藏高原之下俯冲,引起地球内部核幔结构的调整,形成地幔柱,地幔柱物质和能量的运动,在地球圈层结构的作用下,形成地幔对流体系,引起地幔物质向上运动,导致青藏高原的强烈隆升和地壳物质的调整。
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