西秦岭上白垩统红层空间分布及其对青藏高原东北缘隆升的地质约束

通过对西秦岭上白垩统红层地层基本沉积特征的研究和空间高程分布的定量化分析,讨论了西秦岭晚白垩世时期可能的构造地貌状态及西秦岭新生代以来地壳隆升的空间变化规律。取得如下认识:1根据西秦岭上白垩统底部洪积-冲积砾岩层之上普遍存在一套厚度不等的具有风成砂岩特征的红色中细粒砂岩和上部出现以泥岩、泥质粉砂岩为主的湖相沉积,结合现今多分布在不同水系分水岭之上,以及西秦岭中部宕昌-岷县-临潭断裂带两侧上白垩统红层地层顶面高程和底部角度不整合面高程没有显著差异分析,认为西秦岭无论在晚白垩之前经历了何种构造过程,晚白垩世具有整体稳定的泛沙漠-湖盆的古构造地貌状态,且断裂带不具备控制上白垩统沉积的构造边界性质;2现今离散型分布在西秦岭的上白垩统沉积地层反映的原型盆地不是孤立的、受区域断裂控制的山间盆地,而是统一的泛沙漠-内陆湖盆,现今的离散型分布是新生代以来地壳不均匀隆升和侵蚀的结果;3西秦岭上白垩统底部的角度不整合面产状,虽然由于后期构造变动呈非完全水平状态,但总体产状平缓。从大区域尺度分析,可以近似看做原始近水平的古地貌面。通过对该角度不整合面高程信息提取和模拟分析,结果表明,其高程分布具有从南西到北东、从北西到南东逐渐降低,穿越区域断裂带没有显著梯度变化,指示了西秦岭新生代以来的隆升具有整体性和隆升幅度呈连续梯度变化的特征。这可能指示了西秦岭新生代以来的地壳隆升机制主要不是上地壳挤压逆冲缩短,而是在印度板块-欧亚板块碰撞汇聚的动力学背景下,下地壳或上地幔自西南向北东连续流变逐渐增厚,造成了青藏高原东北缘呈向北东突出的弧形扩展隆升。     

西秦岭北缘武山地区上白垩统沙漠相沉积特征

西秦岭广泛但不连续分布着一套晚白垩世红层地层。这套红层地层所代表的原型沉积盆地是西秦岭中生代陆内造山期发育的相互孤立的山间盆地拟或是整体统一红层盆地新生代以来地壳隆升侵蚀破坏的残留一直存在争议。这个争议问题即关乎到对西秦岭中生代末期的构造地貌状态的认识,也关乎到现今青藏高原东北缘新生代以来地壳隆升初始地质背景。通过对西秦岭北缘武山地区上白垩统红层沉积地层中发育的一套砖红色砂岩的沉积序列、沉积构造、粒度分布等宏观地质特征的较详细研究,结合对这套砂岩的矿物成分和显微结构以及石英颗粒SEM表面结构特征的研究,表明这套砖红色砂岩具有如下特征:1）发育典型的大型风成交错层理;2）粒度均匀,分选好,以中-细砂、极细砂组分为主,缺乏粉砂-黏土颗粒组分;3）石英颗粒磨圆度好,表面发育碟形和新月形坑、溶蚀坑、硅质薄膜等风成砂颗粒具有的独特表面特征。据此提出这套砖红色砂岩是典型的沙漠相沉积的新认识,并根据沙漠相沉积类型的识别标志将其分为沙丘沉积和丘间沉积两种沉积类型。秦岭北缘武山地区晚白垩世沙漠相沉积的存在,结合西秦岭腹地同时代的哈达铺、岷县西江等地分布在山顶面的晚白垩世红层地层中存在类似的沙漠相沉积分析,提出了西秦岭晚白垩世不仅处于干旱炎热气候环境,而且曾呈现出地形相对平缓的泛盆地构造地貌状态。这套红层沉积反映了西秦岭晚白垩世为统一红层沉积盆地而非孤立的山间盆地,现今多不连续分布在山顶面之上是新生代以来地壳不均匀隆升和侵蚀共同作用的结果。     

西秦岭北缘漳县盐矿含盐地层沉积特征与盐矿成因

甘肃省漳县盐矿赋存于西秦岭北缘断裂带漳县段新近纪含盐红层沉积盆地。漳县盐矿层赋存于漳县含盐红层盆地上部巨厚的灰色-灰红色泥岩-泥灰岩岩系中。通过分析含盐岩系沉积旋回序列和沉积特征,结合含盐盆地的区域地质构造背景,认为漳县岩盐矿床沉积环境具有内陆湖泊型的盐湖相特征。由灰红-灰绿色泥岩、灰色泥质灰岩、灰黑色泥灰岩及芒硝-石膏-岩盐层构成的灰色含盐岩系,沉积韵律旋回极为发育,具有大旋回套小旋回的特征,厚度达750m,说明漳县盐矿的形成不仅与干旱-湿润气候的周期性旋回变化有关,还需有较大深度的湖盆和较大范围汇水区域的盐类物质补给。由此推断漳县岩盐矿床是内陆湖泊型盐矿,具有高山深盆成盐的特征。