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题名: 天山南北新生代沉积物碎屑锆石记录的山地隆升剥蚀过程
作者: 陈熠
答辩日期: 2012-07
导师: 方小敏
专业: 构造地质学
授予单位: 中国科学院研究生院
授予地点: 北京
学位: 硕士
关键词: 天山 ; 准噶尔盆地 ; 塔里木盆地 ; 碎屑锆石 ; 新生代 ; 物源
摘要: 天山经历晚古生代碰撞造山后,中新生代开始转换为陆内造山作用,天山造山带的再造山和隆升是中亚大陆演化史中的一个重大事件,其隆升和剥蚀一直是人们长期关注的问题。它不但在地理上是一个重要的地貌单元,在地质上是一条分割南北的重要地质界线,而且在其内部蕴藏着丰富的矿产资源。因此,天山的形成演化不仅对其两侧盆地具有显著的影响和控制作用,也是揭示印度板块碰撞远程构造和气候效应的重要场所。本文主要通过对塔里木盆地北缘喀什凹陷黒孜苇剖面与准噶尔盆地南缘金沟河剖面和塔西河剖面新生代沉积物碎屑锆石的U-Pb LA-ICP-MS测年,对锆石年龄谱分析追踪物源,并结合这些剖面高精度的磁性地层和构造沉积特征等研究,来揭示物源变化所反映的天山新生代隆升剥蚀过程。结果表明:1. 准噶尔南缘金沟河剖面安集海河组(28~23.3Ma)和沙湾组(23.3~17.5Ma)和塔西河剖面沙湾组的砂岩样品碎屑锆石年龄峰值主要集中在261~328 Ma之间(P-C),而塔里木北缘黒孜苇剖面克孜洛依组(21Ma)锆石年龄峰值主要集中在235~301Ma (T-P)382~486Ma (D-O)1769~2428Ma (Pt1)。对比天山地层组成与分布,发现中天山主要为前寒武纪和古生代地层与岩体组成,其北缘在研究剖面水系范围内以石炭-二叠纪(C-P)地层和岩体为主,其南缘在研究区主要为早元古代(Pt1)和古生代(O-C)火山岩系和侵入岩,沿尼古拉耶夫线出露有震旦纪(Z)蛇绿岩;而北天山由南向北主要出露泥盆纪火山-沉积岩地层(D)、石炭-二叠纪的地层(C-P)和少量侏罗-白垩纪地层,南天山在研究剖面水系范围内主要为古生代(S-P)和少量中元古代(Pt2)及中生代地层,结合研究剖面沉积地层时期主要发育洪泛平原和河湖相,沉积速率低,古水流主要指向北(金沟河-塔西河剖面)或南(黒孜苇剖面),以及磷灰石裂变径迹揭示中天山在渐新世晚期-中新世初有一次明显的热冷却事件等事实,推测中天山在晚渐新世至中新世初可能已经开始隆升,并遭受剥蚀,为准噶尔盆地南缘和塔里木盆地北缘提供物源。2. 准噶尔盆地南缘金沟河剖面塔西河组(17.5~13.2Ma)样品的年龄主要集中在311~234Ma (C-T)403~369Ma (D)之间,独山子组(13.2~6.0Ma)和西域组(6.0~1Ma)样品的年龄主要集中在333~264Ma (C-P)之间,与可能源区地层年龄和分布位置与面积对比,结合地层沉积和构造特征,指示至少中新世中晚期北天山可能开始明显隆升,成为物源的主要供给区,并导致了剖面点沉积地层产生了显著的同构造冲断褶皱和沉积,形成显著的生长地层,沉积相快速向辫状河流和洪积扇转变,生长地层前缘沉积速率急剧增加,最终成为冲起的山前冲断褶皱区,成为山体的一部分和新的物源区。3.塔里木盆地北缘黒孜苇剖面安居安组(N1a)、帕卡布拉克组(N1p)锆石年龄组成与克孜洛依组(21Ma)相比,最大不同是这些组地层中明显出现一个约579~958Ma(大致为ZPt3)的年龄峰值;阿图什组(N2a)锆石年龄与安居安组和帕卡布拉克组相比,发现石炭-三叠纪(C-T)锆石年龄和早元古代(Pt1)锆石年龄的减少,结合沉积相的变化、古水流方向和可能源区的地层分布和年龄,推测安居安组和帕卡布拉克组579~958Ma(大致为ZPt3)的年龄峰值可能是来自于中天山的震旦纪(Z)地层年龄,或者来自于南天山古生代中沉积的震旦纪(Z)或新元古代(Pt3)年龄,而阿图什组石炭-三叠纪(C-T)锆石年龄的减少和泥盆纪(D)锆石年龄的相对增多反映中新世晚期南天山可能存在隆升为盆地提供了物源的影响。西域组258~317Ma(P-C2)年龄和1613~2445Ma(Pt1)锆石的年龄的增多,结合沉积相、古水流、构造变形特征和周边有关地层分布发现,帕米尔-西昆仑山地区出露早元古代(Pt1)、少量中元古代(Pt2)地层、志留纪(S)、泥盆纪(D)、石炭纪(C)和中新生代地层,发育大量的石炭-二叠纪(C-P)岩体,推测该地层沉积时期南天山提供物源供给的同时,帕米尔-西昆仑山也提供了物源供给。天山的这种隆升剥蚀过程可能很好的记录了印度-欧亚板块的碰撞远程效应,同时可能也反映了印度板块强烈挤压导致渐新世开始的喀喇昆仑断裂出现而产生的帕米尔高原向北推挤力、中新世早期喜马拉雅山隆起和晚中新世-上新世以来高原北部强烈变形隆升等重要构造事件的阶段性响应。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://ir.itpcas.ac.cn/handle/131C11/1921
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陈熠.天山南北新生代沉积物碎屑锆石记录的山地隆升剥蚀过程[硕士].北京.中国科学院研究生院.2012
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