柴达木盆地第四纪环境演变构造变形与青藏高原隆升的关系

　3中国石油天然气集团公司“九五”重点攻关项目(970208203203)资助。

朱筱敏,男,1960年6月生,教授,沉积学专业。

柴达木盆地第四纪环境演变、构造变形

与青藏高原隆升的关系3

朱筱敏1　康　安2　韩德馨3　王延斌3　康　强4

(1.石油大学资源与信息学院北京　102249;2.中国海洋石油国际有限公司北京　100027;

3.中国矿业大学资源开发系北京　100083;

4.中国石油天然气勘探开发公司北京　100011)

摘　要　青藏高原北部柴达木盆地发育了巨厚的第四纪河湖相沉积。盆内沉积地层强烈的构造变形以及湖盆环境突变进一步证实了青藏高原经历了多期挤压隆升运动。沉积环境、介形虫和植物孢粉化石及磁性地层研究表明,自距今215Ma 以来,青藏高原共经历了距今2152～2128Ma ,1194～1166Ma ,1138～111Ma ,0171～015Ma 和0124～0109Ma 5次强烈的隆升阶段,分别对应于青藏运动B 幕和C 幕、昆黄运动A 幕和B 幕以及共和运动。高原内、外9个盆地的构造—沉积记录对比研究也进一步揭示了青藏高原隆起的整体性和阶段性。

关键词　柴达木盆地　第四纪　构造变形　湖盆环境演变　青藏高原隆起

青藏高原的隆起及环境效应是当今国际地学界热门研究课题,它的形成与演变对亚洲乃至北半球气候和环境的变迁产生了深刻的影响(Ruddiman and K utzbach ,1989)。关于青藏高原的隆升,目前主要有两种观点(李吉均,1998)。一种认为青藏高原在距今14Ma 或8Ma 就已经达到或接近目前的高度,上新世末到更新世青藏高原没有隆升或略有下降(Harris on et al.,1992;M olner et al.,1993)。另一种观点认为青藏高原自40Ma 以来,虽经历了多次抬升,但均被夷平(崔之久等,1996),青藏高原最近一次的强烈隆升开始于距今314～215Ma (李吉均等,1979),并存在距今314～117Ma 的青藏运动(包括A 、B 、C 三幕)、距今111～016Ma 的昆黄运动以及距今0115Ma 的共和运动3次强烈的隆升(李吉均等,1996;方小敏等,1998)。

随着青藏高原的隆起,在高原内部及周边凹陷沉积了巨厚的晚新生代河—湖相地层,这些沉积是青藏高原隆升历史的天然记录。自19世纪开始,地质学家即对高原南麓山前坳陷带发育的晚新生代西瓦利克(Siwalik )群河—湖相沉积进行了广泛的研究(李吉均等,1996;王富葆等,1998;崔之久等,1998)。青藏高原北部的柴达木盆地新生代发育了巨厚的河—湖相沉积。研究该盆地内地层构造变形、沉积环境、介形虫和植物孢粉化石及古地磁特征有助于探讨青藏高原的隆升时代及阶段。柴达木盆地是青藏高原上最大的、沉积记录最完整的沉积盆地,面积约12×104km 2(图1)。前人根据古生物、古地磁及裂变径迹年龄测定将盆地内新生界划分成7个组,确定了各组地质年代,建立了详细的地层年代格架(杨藩,1981;刘泽纯等,1990;叶得泉等,1993;沈振枢等,1993),自下而上　

2003年7月地　质　科　学CHI NESE JOURNA L OF GE O LOGY 38(3):413—424

为:路乐河组(距今6510～5215Ma )、下干柴沟组(距今5215～4015Ma )、上干柴沟组(距今4015～24162Ma )、下油砂山组(距今24162～1118Ma )、上油砂山组(距今1118～511Ma )、狮子沟组(距今511～215Ma )和七个泉组(距今215Ma 至今)。

1　新生代地层构造变形、湖盆演化与高原构造隆升

(1)构造形变

受始于约距今40Ma 印度板块与欧亚板块碰撞挤压的影响,柴达木盆地新生代发育了大量近东西向的褶皱构造(图1)。显而易见,这些褶皱背斜的发育直接同碰撞挤压事件和高原隆升有关,分析这些背斜褶皱发育过程可以反映出青藏高原隆升历史。利用地层回剥法恢复盆内面积较大的大风山、鄂博梁三号、鸭湖和冷湖等背斜的构造演化史,结果表明(图2):早新生代(40Ma 以前)地层褶皱较微弱,将晚新生代地层恢复水平,古新2始新世地层褶皱非常平缓或未褶皱。同板块碰撞时间相一致,褶皱主要在距今40Ma 以来开始发育。在距今40～215Ma 期间,地层褶皱的幅度小,背斜褶皱旋转角度约1°～6°;而在215Ma 之后,地层强烈褶皱,背斜褶皱旋转角度为7°～14°。这揭示了上新世末到早更新世高原发生强烈的构造挤压运动

。

图1　柴达木盆地简图(右上角插图示它在青藏高原中的位置)

a.积雪区;

b.河流与湖泊;

c.背斜褶皱轴线;

d.钻孔/钻井;1.尼泊尔Surai K hola 剖面;2.定日—加布拉盆地;

3.昆仑山垭口盆地;

4.酒西盆地;

5.循化盆地;

6.兰州盆地;

7.临夏盆地;

8.巴基斯坦P otwar 高地

Fig.1　A sim plified map showing localities of the Qaidam and other basins discussed in the paper

(2)湖盆演变

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图2　柴达木盆地新生代地层沉积后背斜褶皱发育过程

Fig.2　Deformation history after Cenoz oic strata depositing in the Qaidam Basin

由于新生代青藏高原的隆升,自渐新世至上新世,造成古湖泊沉积—沉降中心自盆地西南向东北不断迁移(图3)。始新2渐新世沉积—沉降中心位于茫崖凹陷一带;中新世移至茫崖凹陷东部和一里坪凹陷西部;上新世逐渐迁移到一里坪凹陷;在上新世末期(约

2.5Ma ),盆地经历了一次强烈的构造运动,盆地西部褶皱隆起,湖盆沉积—沉降中心大幅度水平东移200～240km ,迁移至三湖凹陷,彻底改变了柴达木古湖盆的全貌。

新生界褶皱变形过程以及湖盆环境演变均证实了青藏高原于上新世末开始了强烈的构造隆升运动。

2　距今2.5Ma 以来湖盆环境变迁与高原隆起过程

(1)针叶植物孢粉

针叶乔木是反映较高海拔山地的标志植物(中国植被编辑委员会,1983;青海石油管理局等,1985),因而针叶乔木花粉的高值带可作为构造抬升的一种标志。每次构造抬升造成有利的中2高山地形,导致针叶林广泛发育;而在构造相对稳定期,高山、亚高山地形逐渐被夷平,使针叶林大量减少。

综合利用水6孔(井深0～910m )、ZK 701孔(井深356～860m )、涩中6井(井深380～1146m )和涩深1井(井深1144～1620m )针叶乔木花粉资料,做出了距今215Ma 以来针叶乔木花粉含量垂向分布综合曲线(图4),发现自下而上存在5个乔木花粉较为集中的层段,分别位于涩深1井143416～1259m 、涩中6井902～710m 、涩中6井465～380m 接

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633期朱筱敏等:柴达木盆地第四纪环境演变、构造变形与青藏高原隆升的关系