青海循化渐新世末期—上新世早期地层序列与孢粉学研究

论文摘要

青藏高原北缘是揭示青藏高原隆升与环境变化最理想的地区之一,有一系列不同时代的新生代盆地,这些盆地随着高原的强烈隆升形成一系列出露完好的天然剖面,地层记录完全,为全面揭示青藏高原北部新生代的隆升过程和环境演变提供了良好的物质基础。循化盆地就是其中之一。本文选取循化盆地南缘的连续地层剖面（剖面号S20）,时代自渐新世末期—上新世早期,可以在该尺度范围内讨论古植被演化过程,以及古气候、古环境的波动变化。通过对青藏高原东北缘循化盆地南缘积石镇羊圈贡拜—西沟上庄渐新世末期—上新世早期地层剖面的详细测制,分析沉积地层中孢粉化石的属种,进行系统分类,建立孢粉组合,并划分孢粉组合带。通过孢粉化石优势种来反演古植被型,进而推测古植被覆盖面貌、重建研究区地质时期古环境特征。通过分析地球化学元素的变化特征,结合沉积环境和沉积相分析,与深海氧同位素曲线、全球重大气候事件等对比,目的在于重建青藏高原东北部新生代的气候演化过程。对实测剖面细致的沉积相分析结合古流向、物源、粒度分析；同时进行系统的孢粉学实验、分析,并对孢粉化石进行了分类学研究、鉴定属种共计49属72种。对照地球化学元素分析结果和磁性地层学研究,恢复地质历史时期的古植被类型,重建研究区古气候演化过程,得出以下结论：1.对青海省循化县积石镇羊圈贡拜—西沟上庄渐新世末期—上新世早期实测剖面的沉积相分析认为：渐新世末期—中新世早期（23.1—21.2 Ma）他拉组以冲积扇相为主,顶部为淡水湖相,循化盆地进入快速裂陷期；中新世早—中期（21.2—9.6 Ma）咸水河组以富含膏盐层的咸水湖相—三角洲前缘相为主：其中中庄段以淡水湖相—三角洲前缘相,上庄段为微咸水湖相,东乡段以淡水湖相—三角洲前缘相为主、底部为（半）咸水湖相,循化盆地进一步压陷沉降,盆地进一步扩大,进入稳定发展期；中新世晚期—上新世早期（9.6—5Ma）临夏组以湖相—三角洲前缘相为主,柳树段中部、何王家段底部和上部为水下扇相,循化盆地沉降进入后期,盆地趋于萎缩。2.他拉组、咸水河组和临夏组何王家段沉积期的古水流方向多在SEE-NEE之间,结合物源分析,表明当时西秦岭北缘逆冲带和拉脊山逆冲带均已隆起并遭受剥蚀成为循化盆地沉积物的物源供应区；而在临夏组柳树段沉积期,古水流以NWW为主,推测循化盆地东部的积石山隆起成为物源的主要供应区。3.根据循化剖面的孢粉属种及其丰度在剖面上的变化,自下而上划分为4个孢粉组合带、7个孢粉组合：孢粉组合带Ⅰ：Pinaceae- Chenopodiaceae- Betulaepollenites- Ephedripites Zone（包括孢粉组合1：Compositae- Artemisiaepollenites- Chenopodiaceae- Betulaepollenites-Ephedripites Assemblage和孢粉组合2：Pinaceae- Chenopodiaceae- Nitrariadites-Betulaepollenites- Ephedripites Assemblage）;孢粉组合带Ⅱ：Faguspollenites- Nitrariadites-Chenopodiaceae- Qinghaipollis Zone（包括孢粉组合3：Faguspollenites- Chenopodiaceae-Ephedripites- Gramineae- Betulaepollenites Assemblage和孢粉组合4：Faguspollenites-Nitrariadites- Chenopodiaceae- Qinghaipollis- Betulaepollenites Assemblage）;孢粉组合带Ⅲ：Gramineae- Juglanspollenites- Chenopodiaceae- Artemisiaepollenites Zone（包括孢粉组合5：Pinaceae- Gramineae- Juglanspollenites- Chenopodiaceae- Artemisiaepollenites Assemblage和孢粉组合6：.Juglanspollenites- Betulaepollenites- Compositae- Chenopodiaceae- Gramineae Assemblage）;孢粉组合带Ⅳ：Pinaceae- Nitrariadites- Chenopodiaceae- Ephedripites Zone（对应孢粉组合7：Pinaceae- Chenopodiaceae- Ephedripites- Nitrariadites- Betulaepollenites Assemblage）。4.循化剖面的孢粉研究显示：较渐新世中期温度湿度的小幅回升过程,渐新世末期常绿阔叶乔木含量降低,常绿落叶植物含量有所升高,指示当时的温度湿度小幅度降低。中新世早期—中期研究区与我国其他地区相似,喜温落叶阔叶树种发育,针叶树种大量繁殖,蕨类植物共存,这一植物群代表了典型的温带针叶、落叶阔叶混交林植被类型。气候温暖湿润,但存在多次干湿波动。中新世晚期—上新世早期,植被逐渐过渡为温带针叶林与干旱草原荒漠并存的植被景观,气温大幅度下降。5.循化剖面孢粉记录的研究揭示出循化地区在渐新世末期—上新世早期总体上代表一种暖温带、温带落叶、阔叶针叶林—温带针阔叶混交林—山地针叶林与干旱草原荒漠的植被生态景观演变过程。其间存在多个气候冷暖干湿变化,整体反映气候由暖湿向冷干发展的趋势。6.循化渐新世末期—上新世早期地层剖面23.1-5.0Ma期间自下向上划分为4个气候演化阶段：阶段Ⅰ：23.1-16.6Ma,温凉较干旱的气候阶段。1)阶段Ⅰ1：23.1-21.2Ma,回暖的半干旱气候期；2)阶段Ⅰ2：21.2-16.6Ma,变冷变干的气候期。阶段Ⅱ：16.6-12.5Ma,暖湿的气候期。1)阶段Ⅱ1：16.6-14.4Ma,回暖的暖湿气候期；2)阶段Ⅱ2：14.4-12.5Ma,波动的暖湿气候期。阶段Ⅲ：12.5-7.3Ma,温凉较湿润的气候阶段。1)阶段Ⅲ1：12.5-11.4Ma,由较凉干向温凉湿润转型；2)阶段Ⅲ2：11.4-7.3Ma,温凉较湿润的气候阶段。阶段Ⅳ：7.3-5.0Ma冷干的气候阶段。

论文目录

• 作者简介
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1.1 研究区位置、交通和自然地理概况
• §1.2 选题来源及科学目标
• 1.2.1 选题来源
• 1.2.2 科学目标
• 1.2.3 研究意义
• §1.3 国内外研究现状综述
• 1.3.1 研究现状
• 1.3.2 存在的主要问题
• §1.4 研究内容与技术路线
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究方法和技术路线
• §1.5 主要实物工作量
• 第二章 研究区区域地质概况
• §2.1 地层
• §2.2 构造
• 2.2.1 构造区划
• 2.2.2 新生代断裂构造特征
• 第三章 循化盆地渐新世末期—上新世早期岩石地层与年代地层序列
• §3.1 实测地层剖面描述
• §3.2 岩石地层序列
• §3.3 年代地层序列—磁性地层
• 第四章 循化盆地渐新世晚期—上新世早期沉积相
• §4.1 沉积相类型划分
• 4.1.1 冲积扇相
• 4.1.2 淡水—微咸水湖相
• 4.1.3 半咸水—咸水湖相
• 4.1.4 三角洲前缘相
• 4.1.5 水下扇相
• §4.2 沉积演化
• 4.2.1 盆地初始快速裂陷期（23.1—21.2 Ma）
• 4.2.2 盆地稳定发展期（21.2—9.6 Ma）
• 4.2.3 裂后充填消亡期（9.6—5Ma）
• 第五章 循化盆地孢粉组合带划分对比
• §5.1 材料与方法
• §5.2 孢粉组合带划分
• §5.3 孢粉组合带区域对比
• 第六章 循化盆地孢粉组合与古植被和古气候演化
• §6.1 孢粉组合
• §6.2 古植被与古气候演化
• §6.3 讨论
• 第七章 孢粉主要属种描述
• 第八章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附表