西藏措勤盆地晚始新世年代地层与古高程重建

发布时间：2017-12-17 18:23

  本文关键词：西藏措勤盆地晚始新世年代地层与古高程重建

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【摘要】：印度-欧亚大陆碰撞导致青藏高原形成、全球气候和环境巨变是新生代以来地球历史最重大的地质事件之一,青藏高原新生代隆升一直受到国际地学界高度关注,隆升的地表高程定量重建是近年研究热点。定量恢复古高程可精细了解高原隆升过程,为高原隆升模式提供定量约束。我国徐仁院士最早在上世纪70年代提出用古植物化石对青藏高原古高程定量重建,之后直到本世纪初,随着Garzione等首创青藏高原氧同位素定量古高程重建方法,近十几年对青藏高原的古高程研究取得长足进展。但从当前发表的青藏高原古高程数据点资料分析,多数在氧同位素、古植物、氢同位素和△47古温度-古高程计方法上采用某种单一手段,与当时的高原整体构造岩相古地理背景、生物组合和古生态研究等方面的结合较弱。本文选择拉萨地块北缘措勤盆地的始新世晚期地层剖面为古高程定量重建研究载体。拉萨地块位于班公湖—怒江对接带和雅鲁藏布江对接带之间,是研究青藏高原新生代隆升的关键区域。措勤盆地是位于拉萨地块北缘新生代的一个压陷盆地。本文对措勤盆地晚始新世丁青湖组进行了野外精细实测,在详细的岩石地层、沉积相、生物地层、磁性地层、年代地层多重划分对比,建立高精度年代地层基础上,以氧同位素古高程重建研究为主,结合区域构造岩相古地理、介形虫组合、有孔虫及其古生态分析等新资料,定量重建了研究区晚始新世古高程,为高原隆升模式重塑奠定基础。主要取得如下进展：1、通过沉积相分析,该区始新世晚期为偶受海泛事件影响的浅湖—半深湖灰岩-泥岩旋回夹水下扇沉积组合。2、对剖面183件微体化石进行系统处理分析,获得介形虫化石个体1300余枚,鉴定出介形类20属48种。建立介形类Candona extima- Chinocythere-Limnocythere和Candoniella porrecta- Pinnocypris postiacuta组合带；两个组合带可与我国东部、华北、伦坡拉和柴达木盆地等地的晚始新世介形类组合进行良好对比；其中所获南星介Austrocypris为晚始新世标准化石,广泛分布于东起渤海湾,西至新疆各地的晚始新世地层,并随着晚始新世末气候剧变全面灭绝,上限年龄为34Ma。3、对剖面丁青湖组中1、12和25层的砂岩进行碎屑锆石U-Pb年代学分析,样品中碎屑锆石最小的U-Pb平均年龄为42±2Ma,可以此作为剖面沉积的底界年龄。4、对研究区丁青湖组下段厚约330 m的地层序列系统采集磁性地层样266块,经过系统热退磁和交变退磁后获得稳定剩磁,建立了磁性地层柱,结合生物地层和碎屑锆石年龄,获得其磁性地层年龄为39.4-35.7Ma。5、在上述通过生物地层、锆石测年和磁性地层所建的年代地层格架下,对本剖面的碳酸盐岩样品开展了系统的碳氧同位素测试分析。分析中利用微钻取样分离泥晶灰岩排除方解石脉体对测试结果的影响。为了排除重结晶影响和蒸发影响,对成岩阶段、碳氧同位素相关性等开展了详细分析,力求所获氧同位素值能真实反映古高程。笔者获得了该阶段氧同位素平均值δ18O(VPDB)-5.1‰。根据分馏系数计算方法计算出古代水体中的氧同位素值δ18O(water-SMOW)=2.8± 1.0‰。结合前人研究始新世大洋表面初始温度为27℃,相对湿度为90%,海洋δ18 Osmow初始值比现今低-1%o等条件建立瑞利分馏理论模型,并由此计算出古海拔理论计算结果为1255(-1174/+1314)m。由于这一运算结果是基于水气来源是海水的,而实际上也可能是来源于措勤盆地与海洋直接的某一低海拔内陆水体。前人研究表明水体氧同位素会随着向内陆的深入不断负偏,因此这里所计算的古海拔为海拔的上限。笔者又将该同位素值与现代(2012年)亚洲不同海拔的各地区降水氧同位素年平均观测值进行对比,认为措勤盆地晚始新世时期海拔接近海平面。6、在剖面2层和23层分别发现1枚和5枚有孔虫Lagena laevis Bandy,该有孔虫种通常生活于海岸区入海河口环境。前人对青藏高原始新世构造岩相古地理的最新研究成果表明,拉萨地块南侧和西侧均为海域。因此,只有当时措勤盆地的古海拔接近海平面时,生活于海岸河口的有孔虫才会因特大风暴潮沿措勤盆地流入海盆的河道倒灌到本研究区。本剖面有孔虫的出现,进一步佐证了对本剖面氧同位素古高程定量重建结论。7、通过本剖面碳酸盐岩碳氧同位素分析,该套灰岩沉积的古环境条件为：温暖湿润的气候、开放的低盐度浅水湖泊环境。另据介形虫动物群古生态分析,揭示其生存环境为低盐度温暖的浅湖环境,盐度稍有增加的趋势。这种低盐温暖湿润的环境与前述的低海拔环境相适应。综上所述,西藏措勤盆地在晚始新世39.4-35.7Ma期间仍为一低海拔近海平原湖泊,措勤盆地所在的拉萨地块的强烈隆起发生在始新世之后。结合前人在与措勤盆地同一纬度的尼玛和伦坡拉盆地所获晚渐新世约26Ma的3-4km的古高程重建结果,以及广泛分布于青藏高原约34Ma层位的角度不整合面,可以推断,在36-26Ma的始新世末期-渐新世早期,青藏高原发生过剧烈隆升事件,该期的强隆升事件可能是驱动全球约34Ma大降温的因素之一。
【学位授予单位】：中国地质大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P534.613

【参考文献】

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本文编号：1301114