本文關鍵詞：西藏措勤盆地晚始新世年代地層與古高程重建

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【摘要】：印度-歐亞大陸碰撞導致青藏高原形成、全球氣候和環(huán)境巨變是新生代以來地球歷史最重大的地質事件之一,青藏高原新生代隆升一直受到國際地學界高度關注,隆升的地表高程定量重建是近年研究熱點。定量恢復古高程可精細了解高原隆升過程,為高原隆升模式提供定量約束。我國徐仁院士最早在上世紀70年代提出用古植物化石對青藏高原古高程定量重建,之后直到本世紀初,隨著Garzione等首創(chuàng)青藏高原氧同位素定量古高程重建方法,近十幾年對青藏高原的古高程研究取得長足進展。但從當前發(fā)表的青藏高原古高程數據點資料分析,多數在氧同位素、古植物、氫同位素和△47古溫度-古高程計方法上采用某種單一手段,與當時的高原整體構造巖相古地理背景、生物組合和古生態(tài)研究等方面的結合較弱。本文選擇拉薩地塊北緣措勤盆地的始新世晚期地層剖面為古高程定量重建研究載體。拉薩地塊位于班公湖—怒江對接帶和雅魯藏布江對接帶之間,是研究青藏高原新生代隆升的關鍵區(qū)域。措勤盆地是位于拉薩地塊北緣新生代的一個壓陷盆地。本文對措勤盆地晚始新世丁青湖組進行了野外精細實測,在詳細的巖石地層、沉積相、生物地層、磁性地層、年代地層多重劃分對比,建立高精度年代地層基礎上,以氧同位素古高程重建研究為主,結合區(qū)域構造巖相古地理、介形蟲組合、有孔蟲及其古生態(tài)分析等新資料,定量重建了研究區(qū)晚始新世古高程,為高原隆升模式重塑奠定基礎。主要取得如下進展：1、通過沉積相分析,該區(qū)始新世晚期為偶受海泛事件影響的淺湖—半深湖灰?guī)r-泥巖旋回夾水下扇沉積組合。2、對剖面183件微體化石進行系統處理分析,獲得介形蟲化石個體1300余枚,鑒定出介形類20屬48種。建立介形類Candona extima- Chinocythere-Limnocythere和Candoniella porrecta- Pinnocypris postiacuta組合帶；兩個組合帶可與我國東部、華北、倫坡拉和柴達木盆地等地的晚始新世介形類組合進行良好對比；其中所獲南星介Austrocypris為晚始新世標準化石,廣泛分布于東起渤海灣,西至新疆各地的晚始新世地層,并隨著晚始新世末氣候劇變全面滅絕,上限年齡為34Ma。3、對剖面丁青湖組中1、12和25層的砂巖進行碎屑鋯石U-Pb年代學分析,樣品中碎屑鋯石最小的U-Pb平均年齡為42±2Ma,可以此作為剖面沉積的底界年齡。4、對研究區(qū)丁青湖組下段厚約330 m的地層序列系統采集磁性地層樣266塊,經過系統熱退磁和交變退磁后獲得穩(wěn)定剩磁,建立了磁性地層柱,結合生物地層和碎屑鋯石年齡,獲得其磁性地層年齡為39.4-35.7Ma。5、在上述通過生物地層、鋯石測年和磁性地層所建的年代地層格架下,對本剖面的碳酸鹽巖樣品開展了系統的碳氧同位素測試分析。分析中利用微鉆取樣分離泥晶灰?guī)r排除方解石脈體對測試結果的影響。為了排除重結晶影響和蒸發(fā)影響,對成巖階段、碳氧同位素相關性等開展了詳細分析,力求所獲氧同位素值能真實反映古高程。筆者獲得了該階段氧同位素平均值δ18O(VPDB)-5.1‰。根據分餾系數計算方法計算出古代水體中的氧同位素值δ18O(water-SMOW)=2.8± 1.0‰。結合前人研究始新世大洋表面初始溫度為27℃,相對濕度為90%,海洋δ18 Osmow初始值比現今低-1%o等條件建立瑞利分餾理論模型,并由此計算出古海拔理論計算結果為1255(-1174/+1314)m。由于這一運算結果是基于水氣來源是海水的,而實際上也可能是來源于措勤盆地與海洋直接的某一低海拔內陸水體。前人研究表明水體氧同位素會隨著向內陸的深入不斷負偏,因此這里所計算的古海拔為海拔的上限。筆者又將該同位素值與現代(2012年)亞洲不同海拔的各地區(qū)降水氧同位素年平均觀測值進行對比,認為措勤盆地晚始新世時期海拔接近海平面。6、在剖面2層和23層分別發(fā)現1枚和5枚有孔蟲Lagena laevis Bandy,該有孔蟲種通常生活于海岸區(qū)入海河口環(huán)境。前人對青藏高原始新世構造巖相古地理的最新研究成果表明,拉薩地塊南側和西側均為海域。因此,只有當時措勤盆地的古海拔接近海平面時,生活于海岸河口的有孔蟲才會因特大風暴潮沿措勤盆地流入海盆的河道倒灌到本研究區(qū)。本剖面有孔蟲的出現,進一步佐證了對本剖面氧同位素古高程定量重建結論。7、通過本剖面碳酸鹽巖碳氧同位素分析,該套灰?guī)r沉積的古環(huán)境條件為：溫暖濕潤的氣候、開放的低鹽度淺水湖泊環(huán)境。另據介形蟲動物群古生態(tài)分析,揭示其生存環(huán)境為低鹽度溫暖的淺湖環(huán)境,鹽度稍有增加的趨勢。這種低鹽溫暖濕潤的環(huán)境與前述的低海拔環(huán)境相適應。綜上所述,西藏措勤盆地在晚始新世39.4-35.7Ma期間仍為一低海拔近海平原湖泊,措勤盆地所在的拉薩地塊的強烈隆起發(fā)生在始新世之后。結合前人在與措勤盆地同一緯度的尼瑪和倫坡拉盆地所獲晚漸新世約26Ma的3-4km的古高程重建結果,以及廣泛分布于青藏高原約34Ma層位的角度不整合面,可以推斷,在36-26Ma的始新世末期-漸新世早期,青藏高原發(fā)生過劇烈隆升事件,該期的強隆升事件可能是驅動全球約34Ma大降溫的因素之一。
【學位授予單位】：中國地質大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P534.613

【參考文獻】

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本文編號：1301114