青藏高原西北缘新生代构造隆升及扩展

青藏高原西北缘新生代构造隆升及扩展

论文摘要

作为世界上最高、最厚、最新和体积最大的高原,青藏高原因其特殊位置而具全球性意义。近年来研究者已将目光转向高原北部,把研究探索板块碰撞远程效应作为主要目标。青藏高原北部边界由一系列断裂体系构成,包括祁连山北缘逆冲断裂系和西昆仑逆冲断裂系,是板块碰撞汇聚能量的重要调节器,由于靠近帕米尔西构造结这一显著变形域,西昆仑山抬升剥蚀过程的认识对于了解高原整体隆升无疑有着显著科学意义。在前人研究基础上,本文以西昆仑北缘和玛扎塔格新生代沉积为研究对象,通过实地剖面测量和考察、沉积物古地磁分析、构造地貌考察和卫片解译、碎屑锆石来源分析和地震资料解释等方法,分析高原西北缘新生代构造变形和沉积特征,反演构造隆升过程并探讨古环境演变,取得如下几点新认识。研究发现西昆仑山前不同地区新生代沉积具有相似的演化趋势,但磨拉石厚度自西向东总体减小,粗碎屑和深变质岩屑出现时间西部早于东部;沉积物古地磁参数测定显示新生代以来古流向发生大角度逆时针旋转,暗示了沉积源区的自西向东转换、块体的顺时针旋转或两者的共同作用;西昆仑山前水系在冲断带附近一致向东弯曲,河流阶地发育程度西部远高于东部,指示构造运动的向东扩展;玛扎塔格中新世砾岩最年轻锆石来自西昆仑西端和西南天山,随后出现东段组分。各种证据均表明新生代以来高原西北缘的构造隆升具有显著的脉动式不均一特征,一致表现为隆升启动时间和强度自西向东扩展的模式。根据玛扎塔格中新统的不对称褶皱和第四系变形特征,认为玛扎塔格断裂主逆冲方向自南向北,属西昆仑北缘冲断带的前锋断裂,柯克亚气田处于冲断带前缘背斜顶部,逆冲最前缘的位置可能还更进一步向北延伸。以古近纪石膏层为底界的浅部冲断使中新世地层褶皱变形,反向逆冲导致第四系变形,剖面顶部出现生长地层,说明逆冲活动时间可能为更新世晚期或全新世,表明西昆仑山前的北向逆冲一直延续至第四纪晚期,目前仍可能在持续进行。玛扎塔格剖面桔黄色弱固结砂岩层可能为风成沉积,区域对比认为其形成时代不迟于5.3Ma,暗示塔克拉玛干沙漠至少在中新世晚期已初具规模。西昆仑山前中新世以来的沉积物以隆升剥蚀物为主,夹有风成沉积物,反映了河流与沙漠互为进退的古环境演变过程,剧烈隆升期,急剧增大的高差形成发育的水系,沙漠被迫远离造山带向后收缩;构造运动间歇期剥蚀夷平使河流能量减弱,沙漠乘势向造山带扩张。与西昆仑山前相比,玛扎塔格地区这一时期粗粒碎屑沉积相对较少,风成沉积规模较大,可能是该地区构造隆升强度远远小于西昆仑山,水系欠发育,再加上靠近风沙源区,沙漠扩张强度较高所致。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1.引言
  • 1.1 研究意义与选题依据
  • 1.2 高原隆升研究现状
  • 1.2.1 青藏高原隆升的整体性和阶段性
  • 1.2.2 青藏高原隆升的差异性
  • 1.2.3 青藏高原隆升机制
  • 1.3 研究思路与技术路线
  • 1.4 研究地区和研究内容
  • 1.5 研究创新点
  • 1.6 工作量统计
  • 2.研究方法
  • 2.1 盆-山耦合过程
  • 2.2 立足盆地研究造山带的常用指标
  • 2.3 碎屑沉积物源分析
  • 2.3.1 经典物源分析方法
  • 2.3.2 重矿物特征指标
  • 2.3.2 常规地球化学分析指标
  • 2.3.3 同位素指标
  • 2.3.3 物源分析问题及展望
  • 2.4 古环境分析指标
  • 2.4.1 沉积物粒度分析
  • 2.4.2 沉积物古地磁分析参数
  • 3.青藏高原西北缘地质特征
  • 3.1 区域背景深部特征
  • 3.1.1 西昆仑地区构造格架
  • 3.1.2 阿尔金地区构造格架
  • 3.1.3 青藏高原西北缘深部特征
  • 3.2 青藏高原西北缘中新生代地层格架
  • 3.2.1 侏罗系
  • 3.2.2 白垩系
  • 3.2.3 古近系
  • 3.2.4 新近系
  • 3.2.5 第四系
  • 4.青藏高原西北缘新生代沉积剖面
  • 4.1 西昆仑山前新生代典型沉积剖面
  • 4.1.1 叶城柯克亚剖面
  • 4.1.2 皮山克里阳剖面
  • 4.1.3 皮山桑株剖面
  • 4.1.4 皮山杜瓦剖面
  • 4.2 剖面对比
  • 4.2.1 纵向演化特征
  • 4.2.2 磨拉石特征
  • 4.3 古地磁特征
  • 4.3.1 样品的采集和处理
  • 4.3.2 分析和测试方法
  • 4.4 本章小结
  • 5.玛扎塔格地区新生代构造演化特征
  • 5.1 玛扎塔格地区地层特征
  • 5.1.1 地层剖面介绍
  • 5.1.2 中新世风成沉积物
  • 5.2 玛扎塔格砾石物源研究
  • 5.2.1 样品分析处理方法
  • 5.2.2 锆石年龄及特征
  • 5.2.3 锆石物源分析
  • 5.3 玛扎塔格地区构造运动特征
  • 5.3.1 玛扎塔格剖面变形特征
  • 5.3.2 玛扎塔格断裂的地球物理解译
  • 5.3.3 玛扎塔格断裂新认识
  • 5.4 玛扎塔格地区构造古地理演化
  • 6.讨论
  • 6.1 青藏高原西北缘隆升的不均一性
  • 6.1.1 山前盆地沉积学证据
  • 6.1.2 构造地貌学证据
  • 6.1.3 古地磁证据
  • 6.1.4 碎屑锆石定年证据
  • 6.2 青藏高原西北缘的逆冲-褶皱扩展
  • 6.3 青藏高原西北缘古环境特征
  • 7.结论及待解决问题
  • 7.1 本文所获新认识及进展
  • 7.2 待解决问题
  • 致谢
  • 参考文献
  • 个人简历
  • 相关论文文献

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