青藏高原层状地貌特征及其成因初探

青藏高原是全球海拔最高、形成时代最新和面积最广阔的高原,作为青藏高原典型的地貌特征,层状地貌成因研究对高原隆升、环境气候演化过程的认识具有非常重要的作用,通过野外调查和已有观测数据分析,对层状地貌形成进行探讨,重点从高原现今地貌特征分析的角度,提出主平面和山顶面形成于高原隆升过程中。青藏高原是在印度大陆与欧亚大陆俯冲-碰撞的强烈挤压环境下,内外动力地质作用共同作用的结果,其内动力地质作用具有差异性整体隆升的特征。希望能对青藏高原隆升过程的深入研究提供新的思路和依据。     

青藏高原多向碰撞─揳入隆升地球动力学模式

论证了青藏高原形成与隆升过程中的变形构造格局。岩石圈结构、青藏高原隆升与周边前陆沉积盆地耦合关系、高原隆升的地球动力学模式等。提出青藏高原碰撞-隆升过程中,高原边缘以走滑-挤压构造为主,高原内部以伸展构造为主;高原隆升过程中,岩石圈变形总体是：上部以伸展变形为主,中部以挤压变形为主,下部以伸展变形为主。通过青藏高原及周边岩石圈结构及隆升过程变形作用时-空耦合关系的对比研究,建立起青藏高原隆升机制的多向碰撞-入隆升地球动力学模式。     

青藏高原多向碰撞─揳入隆升地球动力学模式

论证了青藏高原形成与隆升过程中的变形构造格局。岩石圈结构、青藏高原隆升与周边前陆沉积盆地耦合关系、高原隆升的地球动力学模式等。提出青藏高原碰撞-隆升过程中,高原边缘以走滑-挤压构造为主,高原内部以伸展构造为主;高原隆升过程中,岩石圈变形总体是：上部以伸展变形为主,中部以挤压变形为主,下部以伸展变形为主。通过青藏高原及周边岩石圈结构及隆升过程变形作用时-空耦合关系的对比研究,建立起青藏高原隆升机制的多向碰撞-入隆升地球动力学模式。     

长江源区新生代地堑的构造特征与形成机制

长江源地区近南北走向的地堑构造是该区现今最为显著的构造现象,也是青藏高原迄今发现的同类构造发育的最北部地区。长江源地区地堑构造包括温泉、常错、当拉错纳玛和沱沱河4个规模较大的近南北向地堑。断层年代学和断陷盆地沉积作用研究结果表明,研究区伸展变形至少自中新世末—上新世初就已开始,对长江源地区现今的地貌格局、水系型式具有显著的制约作用。长江源区主要水系是沿南北走向的地堑构造和正断层侵蚀发育而成的。青藏高原新生代伸展地堑构造是高原经历早期地壳强烈缩短变形之后,在深部动力学机制作用下快速隆升的产物。     

青藏高原各地体的地壳-上地幔结构及其东西向的变化特征

青藏高原是由多个地体拼合而成的,在印度板块向北俯冲的长期作用下,各地体被挤压,地壳缩短,高原隆升。尽管在北北东向挤压作用下发生了高原的近南北向的断裂活动,但各地体本身的结构整体上保持相对稳定,不仅地壳浅部的地层、岩石、古生物保持着各自的特征,而且深部Moho面的变化和岩石圈的特征也是相似的。青藏高原的相距500km以上的2条宽频地震探测剖面的接收函数结果证实:高喜马拉雅地体、特提斯喜马拉雅地体、冈底斯地体、羌塘地体和巴颜喀拉地体在东西方向上保持着相近的速度特征。这充分说明,印度板块向北俯冲与青藏高原碰撞,引发各地体碰撞造山与高原隆升是地壳和岩石圈的整体构造运动,高原各地体,至少高原腹地仍然保持着大致相同的深部结构,Moho面、岩石圈底界面的深度和产状变化不大。     

长江源区新生代地堑的构造特征与形成机制

长江源地区近南北走向的地堑构造是该区现今最为显著的构造现象,也是青藏高原迄今发现的同类构造发育的最北部地区.长江源地区地堑构造包括温泉、常错、当拉错纳玛和沱沱河4个规模较大的近南北向地堑.断层年代学和断陷盆地沉积作用研究结果表明,研究区伸展变形至少自中新世末-上新世初就已开始,对长江源地区现今的地貌格局、水系型式具有显著的制约作用.长江源区主要水系是沿南北走向的地堑构造和正断层侵蚀发育而成的.青藏高原新生代伸展地堑构造是高原经历早期地壳强烈缩短变形之后,在深部动力学机制作用下快速隆升的产物.     

长江源区新生代地堑的构造特征与形成机制

长江源地区近南北走向的地堑构造是该区现今最为显著的构造现象,也是青藏高原迄今发现的同类构造发育的最北部地区.长江源地区地堑构造包括温泉、常错、当拉错纳玛和沱沱河4个规模较大的近南北向地堑.断层年代学和断陷盆地沉积作用研究结果表明,研究区伸展变形至少自中新世末-上新世初就已开始,对长江源地区现今的地貌格局、水系型式具有显著的制约作用.长江源区主要水系是沿南北走向的地堑构造和正断层侵蚀发育而成的.青藏高原新生代伸展地堑构造是高原经历早期地壳强烈缩短变形之后,在深部动力学机制作用下快速隆升的产物.     

青藏高原多向碰撞—Xie入隆升地球动力学模式

论证了青藏庙的形成与隆升过程中的变形构造格局,岩石圈结构,青藏高原隆升与周边前陆沉积盆地耦合关系,高原隆升的地球动力学模式等。提出青藏高原碰撞隆升过程中,高原边缘以走滑－挤压构造为主,高原内部以伸展构造为主;高原隆升过程中,岩石圈变形总体是;上部以伸展变形为主,中部以挤压变形为主,下部以伸展变形为主。     

青藏高原南北向地堑系的实验研究

青藏高原南北向正断层及与其伴生的地堑是当前的热门话题。对其成因的认识分歧颇大,它们与高原隆升的关系则还处于推论阶段。本文用模拟实验的方法检验了其中的主要观点,结果表明:南北向正断层及与其伴生的地堑是南北向挤压的结果,是在挤压中期横张裂隙的基础上发展起来的。因此,它不代表高原已抬升到了最大高度后的塌陷,而是伴随高原隆升过程中的产物。     

青藏高原的地幔动力学研究

青藏高原的形成是印度板块与欧亚大陆碰撞、挤压的结果，但简单的碰撞模型及南西—北东向的挤压无法解释高原现今所有的构造。因此，其他地球动力学因素，尤其是地幔动力学过程逐渐引起人们的关注。简要回顾青藏高原隆升的地幔动力学机制研究历史；较详细地介绍了青藏高原下深部结构的地幔动力学含义；并重点评述在青藏高原隆升的地幔动力学机制研究领域所取得的主要结果。说明在全球构造格局中，青藏高原不仅仅是印度和欧亚大陆会聚、碰撞以及大陆形变的结果，它也是青藏高原大陆岩石层和下伏地幔物质运动的相互耦合、相互作用的产物。     

青藏高原错那—沃卡裂谷中部电性结构及其动力学意义

藏南裂谷作为青藏高原最显著的伸展构造样式之一,是研究高原生长过程的重要窗口,但目前其深部成因机制仍存在较大争议。本文利用沿错那—沃卡裂谷中部的大地电磁数据,分析裂谷区域的大地电磁测深曲线特征和相位张量,并通过三维大地电磁反演获得邛多江地堑和沃卡地堑深部电性结构。三维大地电磁反演结果显示,沃卡地堑和邛多江地堑深部存在一条连续的显著高导异常,并呈现“俯冲”形态,且上覆高阻结构体,而在邛多江地堑两侧浅部则分布低阻异常。结合早期的研究结果,本文支持错那—沃卡裂谷深部的高导异常为地壳部分熔融,可能与南向地壳流相关,并研究认为在南北向持续挤压作用下,裂谷下方的弱地壳层,通过解耦上地壳和下部地壳,促进了藏南裂谷系的发育。     

西藏门巴地区层状地貌特征及其形成机制

西藏门巴地区发育多级层状地貌,即不同高度的山顶面、盆地面与多级河谷阶地地貌。深入研究这些层状地貌的特征、成因和形成时代,是探讨青藏高原隆升年代、幅度和过程的重要途径。对该区层状地貌的研究表明:门巴地区不同高度的山顶面是渐新世晚期形成的老夷平面在高原持续隆升过程中解体后的残留;不同规模和方向的盆地地貌面是高原隆升过程中伸展作用的产物。研究区广泛分布的多级阶地表明0.15 Ma(共和运动)以来该区又进入了强烈的隆升时期。     

青藏高原北部盆地构造沉积演化与高原向北生长过程

从可可西里到河西走廊的青藏高原的北部地区,地貌具有独特的"盆-岭"相间的特征,是青藏高原隆升增长过程中长期地质作用的产物,沉积盆地记录了这一过程的演化历史。对可可西里盆地、柴达木盆地和酒泉盆地新生代的沉积充填与盆地动力学背景的研究发现,3个盆地的演化序列具有相似性,盆地的早期为走滑盆地或伸展盆地性质,中期发育前陆盆地,最后以山间盆地结束。以南北向挤压短缩为动力背景的前陆盆地是高原北部造山带运动的直接响应。高原北部前陆盆地的发育时序为：可可西里前陆盆地（53～23Ma）、柴达木前陆盆地（46～2．45Ma）和酒泉前陆盆地（29．5～0．13Ma）,反映了青藏高原北部在新生代具有向北阶段性生长的特征。     

青藏高原天然气水合物资源预测

青藏高原分布着中国规模最大的多年冻土带,发育有良好的中、新生代海相地层及海相、陆相盆地,为高原天然气水合物矿藏的形成创造了有利条件。本文根据陆上天然气水合物的形成条件,从多方面讨论了水合物形成的可能性及其矿藏有利的分布位置,认为青藏高原完全有条件形成天然气水合物矿藏,最有利的分布区是藏北地区含油气盆地储集层的露头区。对水合物矿藏的研究不但具有资源意义,而且还有潜在的环境意义。     

青藏高原的构造分区及其边界的变形构造特征

宏观构造特征的确立对青藏高原隆升和“动力学建模”具有重要意义。青藏高原是由来自塔里木-中朝板块的北昆仑-阿尔金-祁连地体,华南-东南亚板块的南昆仑地体、可可西里-巴颜喀拉地体和冈瓦纳古陆的羌塘地体、冈底斯地体及喜马拉雅地体等3大板块(或古陆)的6个地体经多次裂解、会聚和陆内俯冲作用拼合而成的巨型“会聚-陆内俯冲型”岩石圈块体,它以青藏高原南缘结合带、青藏高原北缘结合带和青藏高原东缘结合带依次与印度岩石圈块体、塔里木-阿拉善-鄂尔多斯岩石圈块体和扬子岩石圈块体相隔。按现今动力学特征,这一巨型岩石圈块体(一级构造单元)又可进一步划分为喜马拉雅、藏北、青南和昆仑-阿尔金-祁连等4个二级构造单元(地块),它们依次以雅鲁藏布江结合带、西金乌拉-金沙江结合带、中昆仑结合带为界。4个地块又可进一步划分为若干以断裂为界的三级构造单元(地体)。组成青藏岩石圈块体的各构造单元处于统一的地球动力学系统,它总的表现为:在印度板块向欧亚板块持续、强烈俯冲和热的、具柔性流变学特征的青藏块体整体向北北东方向移动的区域构造背景上,其南、北两侧的喜马拉雅地块、昆仑-阿尔金-祁连地块分别向冷的、刚性的印度岩石圈块体和塔里木- 阿拉善-鄂尔多斯岩石圈块体不对称逆冲叠覆。位于青藏高原腹部的藏北地块和青南地块,在深部存在大量低速体向上涌动和整体自西向东扩展的区域构造背景上,前者叠置近南北向挤压,形成以南北向断陷带及北西和北东向共轭走滑为主的构造格局,而青南地块除松潘-甘孜地体显示自北而南的逆冲叠覆外,可可西里-巴颜喀拉地体以逐一向东挤出的左行走滑作用为主,以致整个青南地块呈现向扬子岩石圈块体逆冲扩展和向三江构造带平移扩展。因此,就现今动力学而言,青藏高原在随着时间推移、隆升速度不断加快的同时,还逐渐向外缘的刚性地块扩展,即高原面积在不断增大。因此青藏高原的边界具有扩展性质,按扩展机制可区分两类扩展型动力边界:走滑型扩展边界和逆冲型扩展边界。典型的走滑型扩展边界位于青藏高原北缘的阿尔金山和青藏高原东缘的三江地区,青藏高原南缘的动力边界属典型的逆冲型扩展边界,而位于祁连山和龙门山的动力边界兼有逆冲和走滑双重扩展性质。     

青藏高原北部白垩纪隆升的证据

认为青藏形成统一大陆应该在印支期晚期古特提斯洋关闭和海水退出时。由于来自冈瓦纳大陆的羌塘微陆块向NE斜向俯冲 ,产生了印支期的阿尼玛卿、柴北缘和阿尔金大规模走滑断裂的形成 ,并且由于东部受到华南板块的阻挡 ,形成南北向的龙门山褶皱带。此阶段 ,地势较低 ,海拔不高。直至中特提斯洋在白垩纪早期关闭 ,来自冈瓦纳大陆的冈底斯微陆块沿班公湖—怒江一线俯冲到北部高原的下面 ,由于高原北部受到塔里木—阿拉善地块的阻挡 ,东部受到南中国板块的阻挡 ,高原北部开始隆升 ,形成高原雏形。高原南北统一大陆形成于新特提斯洋的关闭和印度板块沿雅鲁藏布江缝合带与欧亚大陆碰撞时 ,并在新近纪后开始快速抬升 ,形成现今的高原地貌 ,这已是共识。值得讨论的是 ,如何识别高原北部白垩纪时期的隆升 ,以及其对建立高原隆升模型和计算高原北部隆升速率的贡献。