青藏高原北缘的隆升时期——来自阿尔金山和柴达木盆地的证据

根据柴达木盆地西部中新世上、下油砂山组的沉积特征及其地震反射界面的特征,推断阿尔金山的主隆升时期为中晚中新世,山体的隆升导致盆地沉积中心向东迁移。盆地周缘山系的隆升年代学资料也表明,青藏高原北缘在中晚中新世发生了快速抬升,与青藏高原南部的同期区域构造事件一致,表明中晚中新世是青藏高原向北生长的重要时期。阿尔金山此次隆升事件与塔里木板块向柴达木地块楔入有关,整个高原的隆升动力源自印度板块与欧亚大陆拼合后持续向北的俯冲。

青藏高原北缘古近纪石英砂表面特征及其古环境意义

中国西北干旱化和风成记录的研究已取得重要进展,但对亚洲内陆干旱化和亚洲冬季风开始时间的认识目前仍存在分歧。利用扫描电镜,通过对青藏高原北缘广大典型地区古近系中类似风成堆积的红色砂层石英砂微形态详细研究,发现这些红色砂层中绝大部分石英砂颗粒表面具有流水搬运和改造的磨光面与V型坑微形态特征组合,与现代塔克拉玛干沙漠、阿尔金山北缘洪积扇上的现代风沙沉积物石英砂颗粒表面的麻面与蝶形坑组合不同。粒度分析也显示这些沉积物的粒度曲线特征与风成黄土和现代沙丘粒度曲线有明显差别。结合沉积特征认为青藏高原北缘古近纪期间不存在大范围的风沙沉积物,推断亚洲冬季风此时可能尚未激发,而该期的干旱环境可能是由行星风系副热带高压控制的干旱炎热气候以及全球变冷事件造成。

从德令哈地震分析青藏高原北缘东段的深部构造活动

在祁连山南北布设的10台REFTEK宽频地震仪器记录到了2003年4月发生在仪器台阵范围内的6．7级地震及其数十次余震,提供了研究青藏高原北缘深部构造的新资料,对3级以上震源的定位和震源机制研究结果表明,柴达木盆地北缘逆冲左行走滑断裂东段的宗务隆山逆冲断裂在南北挤压作用下引发了此次地震活动,是陆陆碰撞和内陆俯冲的结果,青藏高原北缘的走滑断裂在浅部呈缓倾斜,深部往往以较陡的产状向下延伸。震源区的构造分析证实了印度板块岩石圈的超深俯冲作用对高原北缘的影响,受南北向应力作用影响形成的走滑断裂近东西向的位移目前仍很剧烈。

青藏高原北缘首次获得格林威尔期造山事件同位素年龄值

对西昆仑北缘中元古代变质双峰式火山岩中变质矿物角闪石和黑云母进行Ar Ar测年 ,获得角闪石理想的坪年龄为 1 0 5 0 .85± 0 .93Ma ,黑云母理想的坪年龄为 1 0 2 1± 1 .0 8Ma。这是在青藏高原北缘首次获得的格林威尔期造山事件同位素年代学的可靠证据 ,为研究该区中 新元古代构造演化。

基于新疆GPS联测资料分析青藏高原北缘地壳运动规律

介绍了该网的布网方案、点位的选取、观测方案、数据处理方案等 ,并且阐述了对六期观测成果的处理、分析的方法 。

青藏高原北缘山脉隆升时限的同位素证据

青藏高原北缘江尕勒萨依地区新生代地层中自生矿物的O和C同位素测试结果显示,δ18O和δ13C在渐新世早期和中新世早期都出现急剧的变化。沉积学特征也表明中新世早期新生代沉积物质粒度快速变大,而上新世至早第四纪沉积速率急剧加大。由此推断,青藏高原北缘山脉最早期的隆升开始于渐新世的早期;并在中新世早期出现过山脉的快速隆升;而上新世至第四纪早期山脉的隆升最为强烈。

青藏高原北缘重力场研究

根据实测阿尔干—老茫崖、格尔木—额济纳旗两条重力剖面获得的资料 ,研究了青藏高原北缘重力场特征。划分出 5个二级构造单元及 11条较大断裂 ,计算并分析了研究区内Airy重力均衡异常与新构造运动的关系。利用重震联合反演结果 ,浅析了地壳—上地幔构造及密度分布特点 ,指出研究区内莫霍界面最深处在青海哈拉湖地区 ,达 65km ,新疆阿尔干最浅 ,只有 39km。

青藏高原北缘三危山断裂晚更新世活动特征

三危山断裂位于青藏高原北缘,属于阿尔金断裂带向NW扩展的分支断裂,其最新的构造活动反映了青藏高原北部地区的构造演化及地震活动特征。文中通过遥感影像解译、野外实地调查和地质填图,对该断裂晚第四纪构造活动特征进行了研究。结果表明,三危山断裂发育于三危山西北麓,长约175km,断裂以左旋走滑为主,兼有逆断层性质,局部表现出正断层特征。其构造活动的地貌表现形式主要有:基岩陡坎、断层沟槽以及山包、冲沟左旋等。古地震探槽开挖揭示三危山断裂主要断错晚更新世地层,在距今(40.3±5.2)^(42.1±3.9)ka有过1次古地震活动,为1条晚更新世活动断裂。

青藏高原北缘红柳峡富锆安山岩脉的成因:钙长石分离结晶作用和锆石的异常溶解

在阿尔金走滑断裂与祁连山北缘逆冲断裂带交汇的酒西盆地出露年龄约为85Ma的富锆安山岩脉,切割年龄大约为105Ma的基性熔岩(粗面玄武岩和玄武安粗岩)。这条安山岩脉具有十分特殊的地球化学特征,具体表现为 (1)强烈过碱性,Na2O+K2O达11．8％,A／CNK比值为0．5540;(2)强烈富集高场强元素(HFSE),如Zr(1421μg／g),Hf (26．4μg/g),Y(48．2μg/g),Nb(104．0μg/g),Ta(8．5μg/g)等;(3)明显的Ce正异常;(4)近平直的MREE和HREE稀土配分模式;(5)与基性熔岩相似的初始Sr但明显较低的Nd同位素比值(大于28εNd单位)。这些差异性不仅反映了它们各自源区地球化学特征的差异性,而且反映了部分熔融和岩浆后期演化过程中主要矿物和副矿物溶解或结晶行为的差异性。分析表明,钙长石的结晶分离作用和部分熔融过程中锆石溶解程度的升高是导致该岩脉异常地球化学特征的主控因素。该岩脉所揭示的地球化学过程有助于解译青藏高原内部中生代以来的相似中酸性碱性火山岩的成因。

塔里木盆地南缘新生代沉积:对青藏高原北缘隆升和塔克拉玛干沙漠演化的指示

塔里木盆地南缘新生代沉积地层厚达万米以上。研究的叶城和阿尔塔什两个剖面分别厚4500m和7000m,基本代表了塔里木南部的新生代沉积。叶城剖面的底界年龄根据磁性地层测定约为8Ma。阿尔塔什剖面的底界年龄根据海相碳酸盐岩87Sr/86Sr的比值与全球Sr同位素曲线对比,约为30～35Ma。从岩性地层分析,剖面的下部为中新统乌恰群,主要由泥岩和粉砂岩组成,沉积相为低能环境的辫状河和曲流河。剖面的中部是上新统阿图什组,由红色泥岩、砂岩夹薄层砾岩以及埋藏风成黄土构成,沉积环境为冲-洪积扇的中远端。剖面的上部是上新统—下更新统西域组,由中粗砾岩夹块状粉砂岩透镜体(埋藏风成黄土)组成,主要是近源洪积扇沉积和风成沉积,以上地层层序可以进行很好的区域对比。塔里木盆地南缘新生代沉积由新近纪红层向上变化为逆粒序砾岩和碎屑流沉积,记录了青藏高原北缘隆升造成的沉积环境的变化,尤其是干旱化气候的阶段性演化。在约8Ma时,叶城和阿尔塔什两个剖面都发育了风成沙丘沉积。而在阿尔塔什剖面,沙丘沉积之下还发育了一套厚层的膏盐沉积,指示了塔里木盆地南缘在此前后已经相当干旱,只是仅凭这些证据还难以判断沙漠发育的规模。而上新世—更新世阿图什组和西域组中发育的埋藏风成黄土沉积,则指示了塔克拉玛干沙漠在此时已经发育到了相当规模,极度干旱的气候条件(可能类似于现在)已经形成。

青藏高原北缘变形动力学研究的一些新认识

地质矿产部“八五”重点深部项目“青藏高原北缘变形动力学研究”，通过对青藏高原北缘综合地质调查和研究(期间共完成40条、总长约1000km的路线剖面观察)，获得了一些重要地质信息和认识。

青藏高原北缘前寒武纪地质演化：进展与讨论

青藏高原北缘前寒武纪块体主要出露于塔里木盆地南缘的铁克里克和阿尔金、祁连山及柴达木盆地周缘等地区。这些古老块体分布于相对年轻的古生代秦祁昆造山带之中，大多经历了古生代造山事件的改造叠加。近10年来，对该地区前寒武纪地层时代格架、物质组成和构造属性研究取得了许多进展：1）揭示铁克里克、北阿尔金、全吉和阿拉善地块具有相似的2．5—2．2Ga、2．1—1．7Ga的基底演化和1．7Ga之后的盖层沉积记录，反映塔里木克拉通、全吉地块和华北克拉通在Columbia超大陆中具有相关和相似性。2）一系列地层时代被重新厘定，为建立新的前寒武纪地层划分方案提供了依据；3）厘定出铁克里克新元古代裂谷火山-沉积盆地，其可以与华北克拉通南缘1000-830Ma的裂解事件对比，它们在新元古代早期可能构成同一个克拉通裂解边缘；4）在南阿尔金与祁连、柴达木等地块识别出性质相似的新元古代岩浆作用和变质作用，它们可能共同代表一个新元古代早期活动大陆边缘的构造杂岩，为古生代汇聚、增生于塔里木克拉通或华北克拉通南缘的外来地块，存在于秦祁昆造山带之中。目前关于青藏高原北缘前寒武纪块体的物质组成、时代格架、构造属性和古环境变化研究还存在许多问题，仍需要开展进一步的大量T作。

青藏高原北缘晚新生代的差异性隆起特征

在青藏高原的研究中,一个涉及高原隆升过程和机理的重要科学问题就是高原差异性隆升问题。文中初步研究了晚新生代以来青藏高原北缘的这种差异性隆升特征。研究表明,高原北缘山系隆升变化的差异性是很明显的。自23.7 Ma以来西昆仑山、阿尔金山和祁连山平均剥蚀率分别有4次阶梯式、谷—峰—谷—峰—谷式和二次阶梯式的变化形式。在3.6 Ma BP以前,青藏高原北缘山系的差异性隆升总体上呈现出东高西低的地貌特征;在3.6～1.7 Ma青藏运动发生期间,高原北缘山系的差异性隆升特征是西强东弱;在0.6 Ma以来,高原北缘山系的隆升差异性呈现出西强—中弱—东次强的特征。自1.7 Ma以来青藏高原北缘西昆仑山褶皱带平均缩短应变为38％,阿尔金山褶皱带平均缩短应变为8％,祁连山褶皱带平均缩短应变为15％。这和它们的高度在此期间的差异特征极为相似。

青藏高原北缘银石山地区地貌年代学初步研究

青藏高原北缘银石山地区可划分出7类一级地貌类型:强抬升断块区、弱抬升断块区、低丘区、早期夷平面残留区、晚期准夷平面分布区、冲洪积平原、残积缓丘区等。通过相关沉积物的光释光和石英电子自旋共振年龄以及覆于早期夷平面、后期山丘、夷平低地或堆积台面等之上的火山岩年龄测年,重塑了晚新生代以来的地貌演化过程:中新世中晚期—上新世中期为主夷平面发育时期,上新世晚期(3.7Ma)主夷平面解体,强(弱)抬升断块区和低丘山地等开始形成。早更新世早期在低丘区中形成夷平低地或堆积台面,中后期抬升断块区与低丘区相间的地表形貌特征进一步强化。中更新世早期(0.64Ma)残积缓丘区形成,中期(0.43Ma)嵩华山北面形成一级冰斗,中后期(0.365Ma)低丘区主要斜坡地貌成型,末期(0.178Ma)强抬升断块区的主要沟谷地貌基本成型。晚更新世以来主要河流阶地形成,其间在0.037Ma前后冲洪积平原形成。

青藏高原北缘跨断层形变监测

介绍了青藏高原北缘跨断层垂直形变监测情况及提高监测质量的工作经验,该地区的监测成果较好地反映了测区内几次地震孕育、发生过程中断层形变的中短期异常变化信息。

青藏高原北缘伸展构造对金矿形成的控制作用及其成矿时代探讨

青藏高原北缘阿尔金山东北段大平沟金矿床是受EW向伸展构造(拉配泉正断层)控制的韧性剪切带型金矿床。本文阐明了大平沟金矿床地质特征和矿床成因,并利用锆石TIMS法和离子探针U-Pb定年方法、40Ar/39Ar阶段加温测年和MDD模拟方法,分析了与金矿床有关的岩浆作用和伸展构造的活动时代。结果表明,与大平沟金矿床有关的花岗岩浆活动的时代为早奥陶世(485Ma),而金矿床的控矿构造(拉配泉正断层)的活动时代为早侏罗世(200～187Ma期间)。由此可见早古生代岩浆活动为青藏高原北缘的金矿化提供了物质来源,而中生代伸展作用直接控制了金矿化,金的成矿时代为早侏罗世。

青藏高原北缘三危山断裂晚第四纪以来的左旋走滑活动

通过对三危山断裂沿线微地貌的实地调查,发现山前主要分布2期冲洪积扇,多呈上叠式排布。对比区域冲洪积扇的分布和形成年龄,结合文中的光释光测年（OSL）结果,认为三危山山前老冲洪积扇形成于晚更新世晚期至全新世早期。发育于冲洪积扇上的纹沟、断裂通过的山脊被同步左旋位错,最大和最小位错量分别为5.5m和1.7m,但大多分布在3.0~4.5m之间。结合光释光测年（OSL）结果,得出三危山断裂在距今1.4万a和2.0万a以来的左旋走滑速率分别为（0.33±0.04）mm/a和（0.28±0.03）mm/a。

青藏高原北缘地震波特征量动态变化与强震活动关系的研究

本文利用甘肃河西地震台网观测到的肃南南部地区１９８７年１月至１９９２年１０月间的地震记录资料，分析研究了青藏高原北缘地震波特征量动态变化与该区及邻近地区强震活动的关系。所研究的地震波特征量有Ｐ、Ｓ波速度Ｖｐ／Ｖｓ及其比值Ｖｐ／Ｖｓ；振幅比Ａｐ／Ａｓ；Ｐ波初始部分波形时间线性度ｒ和空间线性度α１、α２以及平均半周期Ｔｈ。所得结果表明，包括河西走廊中部及祁连山中段在内的青藏高原北缘地区的地震波特征量的动态变化可反映出震中距约在３００公里。内的７级强震及震中距约在２００公里以内的５～６级中强震前，由构造应力场变化引起的大面积介质性质的变化，因而可把它们视为强震和中强震的近源区或远场区地震波前兆异常。

青藏高原北缘三危山断裂东北段的古地震事件

三危山断裂位于青藏高原北缘,为阿尔金断裂带的一条重要分支,研究其晚更新世以来的活动特征,可为全面地把握青藏高原北缘的地震活动规律提供基础资料。在对三危山断裂东北段(十工口子西-双塔)进行遥感资料解译、野外地质地貌调查和探槽开挖,并分析探槽内揭露的断层、地层和楔状堆积三者之间关系的基础上,结合相关堆积物的光释光断代研究,最终利用逐次限定法分析了古地震事件发生的年代。研究发现该断裂段上晚更新世以来发生了3次古地震事件:距今最远的一次事件E1发生在约5.3万年前,接近5.3万年;第二次事件E2发生于距今约4万年之前,5.3万年之后,更接近4万年;最近的一次事件E3发生于距今7.42—2.47ka。由于晚更新世以来探槽开挖地点地层沉积的不连续,或地层沉积之后发生的侵蚀作用,导致探槽内揭露出的古地震事件存在严重缺失。但可以确定的是,在晚更新世中晚期和全新世,三危山断裂东北段上确有破裂地表的古地震事件发生。

三危山活动断裂的水平运动特征与机制——对青藏高原北缘生长的限定

三危山断裂为阿尔金断裂带东段的重要分支,位于青藏高原北缘NW向扩展的前缘位置,是一条左旋走滑兼逆冲的活动断裂。经卫片解译和野外实际调查发现,三危山主断裂穿过鸣沙山后,向W至党河水库及阳关镇附近以断层陡坎的形式出露地表。沿主断裂及其西延部分,断裂左旋断错了不同级别的水系(冲沟和纹沟)和山脊,形成一系列断错微地貌,断错水系的规模与水平位移量呈正相关。水平位移量的频率统计分析显示位移量存在明显的分级特征,可分为6级,对应的峰值分别为3.4m、6.7m、11.4m、15m、22m和26m,各级之间的增量为3~4m。其中,3.4m代表了最新一次古地震事件的同震位移量,而更大的位移量峰值则代表了多次古地震事件累积的同震位移量。这种位移量近似等间隔增加的特征,表明三危山断裂在晚第四纪以来存在多期次的地震活动,具有特征型地震的活动特点,具有发生7级以上地震的可能性。三危山断裂的位错量分布和端部的构造转换等特征,显示其可能是一条处于幼年期的"阿尔金断裂",该断裂的活动及其伴随的山体隆升是青藏高原北缘整体压剪作用的结果,代表了高原北缘的一种生长方式。