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青藏高原晚新生代以来的隆升扩展导致亚洲大陆内部强烈的构造变形,并对周边地区的地貌格局和环境演变产生了重大影响。高原东北缘是现今高原最新的和正在形成的重要组成部分,也是构造变形与地貌演变最为强烈的地区之一。鄂尔多斯西南缘位于青藏高原东北缘、华北地块及秦岭造山带三者交汇的部位,是青藏高原北东向扩展的前缘,青藏高原东北缘的两大构造边界断裂——海原—六盘山—宝鸡断裂带与西秦岭北缘断裂带在此交接并控制了鄂尔多斯西南缘晚新生代断陷盆地的形成演化;在地理位置上,鄂尔多斯西南缘自西北向东南由强烈挤压缩短变形的六盘山冲断带转变为断陷拉张的渭河盆地,是挤压逆冲与走滑拉张应力体制交接转换的部位。因此,鄂尔多斯西南缘是正确认识青藏高原横向扩展时间、机制、过程及区域构造变形交接转换等科学问题的重要区域。然而,研究区第四系覆盖严重,晚新生代以来,盆地的形成演化历史认识还比较模糊,对其沉积—构造演化过程、动力机制等方面的认识存在分歧,这些问题限制了对青藏高原横向扩展及周缘影响等相关科学问题的深入理解。本文针对盆地沉积充填过程、第四纪层状地貌面形成序列及盆地沉积—构造演化的动力机制等科学问题系统研究鄂尔多斯西南缘晚新生代盆地地质—地貌演化,以期为深入理解青藏高原横向扩展提供帮助。围绕上述科学问题,论文通过地层序列对比、沉积充填特征、沉积—构造演化、第四纪地貌面过程等综合研究,建立了鄂尔多斯西南缘晚新生代盆地的地层—年代格架,探讨了盆地沉积—构造演化过程;建立了千河盆地地貌面发育序列,确定了其形成年代,恢复了地貌面发育演化历史;结合区域新构造运动演化历史,探讨了鄂尔多斯西南缘晚新生代盆地新构造活动以来的盆地演化的其动力学机制。论文主要获得以下几方面具体结论:(1)研究区渭河盆地主要发育灞河组(N1b)、蓝田组(N2l)、三门组(N2-Q1s)及第四纪黄土—古土壤序列;千河盆地晚新生代以来主要发育甘肃群(N1-2G)、三门组(N2-Q1s)及第四纪黄土—古土壤序列。根据凤翔标准钻孔古地磁年代学结果,蓝田组红粘土年龄为8.26~2.5Ma,三门组(N2-Q1s)下部湖相沉积年龄为4.5~3.6Ma,上部河流相与风积相交替沉积地层年龄为3.6~2.5Ma,第四系黄土地层最早沉积年龄为2.5Ma;千河盆地内甘肃群(N1-2G)年龄为8.26~3.6Ma,三门组湖相沉积(N2-Q1s1)年龄为4.5~3.6Ma,三门组砾石层(N2-Q1s2)发育的年代介于3.6~2.0Ma之间,第四纪黄土最底层年龄为2.0Ma。(2)8.26~4.5Ma之间,受青藏高原北东向扩展远程效应的影响,研究区总体构造隆升,千河盆地甘肃群与渭河盆地西端蓝田组主要发育风成红粘土,处于“红土高原”演化阶段。4.5Ma左右,受鄂尔多斯逆时针旋转产生的局部NE-SW向拉张应力影响,鄂尔多斯西南缘沿陇县—岐山—马召断裂发生断陷,开始发育“古三门湖”,形成湖相沉积。(3)晚上新世—早更新世,千河盆地内发育两个重要的沉积—构造界面,代表盆地演化过程中两次重要的构造事件。一是甘肃群顶部夷平面,约形成于3.6Ma,代表研究区响应青藏运动A幕,发生差异性升降运动,地貌强烈分异,千河盆地沿千阳断裂发生断陷,千阳隆起快速隆升,千河盆地与渭河盆地西端分割;二是2.0Ma发育的山麓剥蚀面,代表研究区对青藏运动C幕的响应,整体进一步抬升,开始接受黄土堆积,并开始向现代水系发育阶段发展。(4)第四纪期间受青藏高原幕式隆升和气候旋回的影响,千河两岸发育不对称河流阶地,北岸发育五级河流阶地,南岸发育四级河流阶地。千河北岸五级阶地分别形成于1.176Ma、0.778Ma、0.504Ma、0.131Ma和0.039Ma,南岸四级阶地分别形成于0.778Ma、0.375Ma、0.131Ma和0.039Ma。(5)鄂尔多斯西南缘晚新生代盆地地质—地貌演化过程总体可划分为晚中新世—早上新世红土高原发育,早上新世盆地初始裂陷,晚上新世—早更新世盆地差异性升降运动,早更新世台塬地貌及现代水系雏形形成以及早更新世中期以来阶段性隆升及河流阶地发育五个阶段。该演化过程反映青藏高原东北向扩展是其形成发展的动力背景。结合区域新构造运动背景,本文认为青藏高原以秦岭造山带向东挤出和陇西地块向东推挤作为其扩展的主要途径,并且在时空上总体呈现出逐步向北东向扩展的特征,这种特征并不支持青藏高原刚性扩展的“大陆逃逸”非连续变形模型,更倾向于“连续变形”模型。