柴北缘冷湖剖面晚新生代高分辨率磁性地层学及其构造意义

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ws715203sw
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青藏高原是当前地质学家及古环境、古气候学家研究的热点地区之一。虽然科学家们从多种角度对高原进行了大量的研究,也取得了许多成果,但是关于高原隆升的机理、隆升过程、时间,以及隆起的古高度等问题仍然存在争议。其中一个重要的原因就是缺乏准确可靠的年代学证据。因此,对高原关键部位连续完整的地质记录进行高精度、高分辨率定年就显得十分重要。   青藏高原东北部地处我国西部干旱区、东部湿润区与青藏高寒区三大自然环境区划交汇的位置,其隆升过程给我国气候变化带来的效应十分关键。柴达木盆地位于青藏高原东北部,是被东昆仑山、阿尔金山及祁连山所围限的一个巨大的山间盆地,接受来自周边山系的物质沉积,因此其形成、发展过程与周边山系的活动及当时的气候环境密切相关。并且柴达木盆地沉积有巨厚的新生代地层,完整的保存了新生代以来高原隆升和盆地演化的详细记录。因此通过对柴达木盆地新生代连续沉积地层进行高分辨率定年就可以很好的厘定高原北部隆升的关键事件,并能更好地理解盆地的演化过程。   本文选择柴达木盆地北部冷湖地区的天然剖面作为研究对象,对其进行高精度磁性地层年代学研究。结合区域其它地质资料,我们提出该区中中新世到早上新世地层的精细年代序列并然后通过年龄—厚度分布计算出该区的沉积速率,再结合沉积特征与沉积相变化的研究,综合共同探讨中中新世以来青藏高原北部的构造隆升过程。本文的研究主要获得如下结论:   1.通过对柴达木盆地北缘冷湖剖面高精度磁性地层定年,结合区域地质资料的对比研究,确定该剖面的具体年代为4.4-12.76Ma,跨越的地层为狮子沟组(新)与上油砂山组(老),二者的界限时代为8.1Ma。   2.通过对沉积速率的分析,揭示了柴达木盆地北缘冷湖地区至少经历了5次高沉积速率时期。根据盆-山耦合演化的关系,我们认为高沉积速率与山脉的构造隆升或盆地基底的沉降运动有关。同时结合沉积相变、气候环境变化与前人的研究成果,对这5次高沉积速率时期分为3个时段进行构造意义的探讨:   a.12.76-8.8Ma,该时期的沉积相主要为湖泊相,此时柴西北地区为向斜沉积,沉积速率总体很高,远高于其它时期的沉积速率;同时,该时期青藏高原其它地区也存在一次构造隆升运动,时间为8.8-11.0Ma。这次构造隆升是由于印度板块向北挤压,造成了北部断裂带,特别是阿尔金山断裂的活跃,使得盆地北部山体发生隆升;而且这种挤压应力在东部六盘山地区也有相应的表现;   b.8.1-7.7Ma,该时期出现了一次高沉积速率值,并且沉积特征与沉积相都发生了明显的变化,由湖泊相转变为河流相,干旱化现象十分严重,因此我们认为这是一次涉及整个青藏高原的隆升运动,隆升过程十分快速、剧烈,其原因可能是印度板块向北的推挤应力极大加强,地壳缩短增厚,造成青藏高原整体抬升,并导致阿尔金山出现大规模走滑隆升以及祁连山等山脉的强烈隆起;   c.6.7-4.4Ma,该时期沉积速率总体较低,而且沉积环境由河流相再次转变为湖泊相,表明从此时开始,柴达木盆地与周缘的山脉之间的地势落差已经变小,河流向山脉方向前进,形成较稳定的湖泊沉积环境,构造运动趋缓。但该时期内仍然可辨认出一次规模较小、较弱的构造隆升,时间为:4.8-6.7Ma,这次较弱的隆升主要表现在阿尔金山地区。此外,该时期内湖泊相的沉积物主要为粉砂岩,代表的水动力条件较强,水体较浅,说明当时的环境已比较干旱。   3.通过地层精细年代序列的建立,结合剖面地层的倾角变化以及断裂的发育特征,我们认为,剖面底部的冷六断层形成时间为3.6Ma,错断了中中新世的地层(约13Ma),然后于第四纪得到进一步发展,直到现在仍然在活动。
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