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青藏高原晚白垩世-新生代陆相沉积盆地团簇同位素方法学及古高程研究

2020-12-02阅读(95)

青藏高原晚白垩世-新生代陆相沉积盆地团簇同位素方法学及古高程研究

论文摘要

青藏高原是世界上最大最新的高原,它的地表隆升过程是理解青藏高原隆升动力学机制的关键,同时也是影响新生代全球变冷的地质过程的重要因素,还对解释亚洲季风的形成及现代中亚地区干旱等问题有重要意义。然而现在对青藏高原的隆起时间及隆升模式均存在争议,因此需要我们对青藏高原的高程演化进行精确的约束。本次我们在沉积学研究的基础上,选择使用团簇同位素古温度计的新方法,最直观定量的计算青藏高原晚白垩世-新生代的古高程。团簇同位素古温度计是近十余年来新发展起来的依据碳酸盐矿物晶格内13C-18O键的丰度与温度的关系来计算碳酸盐矿物形成时的古温度的一种定量方法。一般选取地表古土壤碳酸盐结核或湖相碳酸岩作为研究对象以获得古地表温度,进而利用垂直温度梯度计算得到古高程。同时针对部分被成岩作用改造的样品,团簇同位素古温度计可以获得其埋藏温度,进而利用地温梯度可以定量获得埋藏深度,再结合低温热年代学和构造分析,可以用来研究陆相盆地的沉积演化史。在本次研究过程中,我们从南到北依次采集的样品为青藏高原南部始新世柳区砾岩中的古土壤碳酸盐结核,青藏高原中部尼玛盆地晚白垩世竟柱山组和伦坡拉盆地晚白垩世阿布山组中的古土壤碳酸盐结核,及青藏高原北部可可西里盆地始新世风火山群和渐新世雅西错群湖相湖相碳酸岩。我们利用团簇同位素古温度计首次获得了青藏高原晚白垩世的定量古高程,得到尼玛盆地和伦坡拉盆地在晚白垩世（75Ma）就已经达到2km的海拔高度。在渐新世可可西里盆地雅西错群的古海拔为2km,结合前人的研究可知当时拉萨地体和羌塘地体已经达到与现今相似的古高程。同时我们还利用团簇同位素古温度计获得了柳区砾岩埋藏深度约为3.7-4.3 km,结合低温热年代学数据,推测其大量的沉积物的剥露与古雅鲁藏布江有关。风火山群的埋藏深度约为6.8-10.3km,结合构造信息,推测其巨厚的沉积与唐古拉断裂相关,代表了前陆盆地沉积特征。这是团簇同位素古温度计在青藏高原地区埋藏方面一次新的尝试。综上所述,我们倾向于青藏高原由内向外生长的模式,自晚白垩世起,由中部高海拔的地区向南北两侧生长,在始新世中部达到现今的海拔高度,形成原青藏高原,在中新世南北两侧也达到现今的高度,形成现代青藏高原基本地貌格架。

论文目录

  • 中文摘要
  • abstract
  • 1 绪论
  •   1.1 研究背景
  •     1.1.1 研究内容及意义
  •     1.1.2 青藏高原定量古高程研究现状
  •     1.1.3 团簇同位素古温度计
  •   1.2 工作量小结
  • 2 区域地质背景
  •   2.1 柳区砾岩
  •     2.1.1 柳区砾岩沉积演化
  •     2.1.2 柳区砾岩沉积地层
  •     2.1.3 柳区砾岩古高程研究
  •   2.2 尼玛盆地和伦坡拉盆地
  •     2.2.1 尼玛盆地和伦坡拉盆地构造演化
  •     2.2.2 尼玛盆地和伦坡拉盆地晚沉积地层
  •     2.2.3 尼玛盆地和伦坡拉盆地古高程研究
  •   2.3 可可西里盆地
  •     2.3.1 可可西里盆地沉积演化
  •     2.3.2 可可西里盆地沉积地层
  •     2.3.3 可可西里盆地古高程研究
  • 3 团簇同位素方法学
  •   3.1 实验样品
  •     3.1.1 记录古环境演化的碳酸盐矿物
  •     3.1.2 样品采集
  •     3.1.3 样品挑选
  •     3.1.4 样品制备
  •   3.2 团簇同位素地球化学
  •     3.2.1 团簇同位素术语
  •     3.2.2 同位素体与温度的相关性
  •     3.2.3 实验原理
  •     3.2.4 实验流程
  •     3.2.5 数据处理及温度计算
  • 4 同位素分析结果
  •   4.1 传统碳氧同位素分析结果
  •   4.2 团簇同位素分析结果
  •     4.2.1 团簇同位素结果
  •     4.2.2 误差分析
  •     4.2.3 团簇同位素温度可靠性分析
  •     4.2.4 团簇同位素温度季节性分析
  • 5 柳区砾岩埋藏和古高程演化
  •   5.1 柳区砾岩沉积相分析
  •   5.2 柳区砾岩的埋藏及剥露
  •     5.2.1 团簇同位素温度评估
  •     5.2.2 温度改造机制
  •     5.2.3 柳区砾岩的埋藏深度
  •   5.3 柳区砾岩及喜马拉雅地区古高程
  •     5.3.1 柳区砾岩古高程
  •     5.3.2 柳区砾岩及周边区域的沉积演化史
  •   5.4 小结
  • 6 尼玛盆地和伦坡拉盆地古高程演化
  •   6.1 沉积相分析
  •     6.1.1 尼玛盆地竟柱山组沉积时代及相分析
  •     6.1.2 伦坡拉盆地阿布山组沉积时代及相分析
  •   6.2 青藏高原中部古高程
  •     6.2.1 团簇同位素温度评估
  •     6.2.2 团簇同位素古高程
  •     6.2.3 氧同位素古高程
  •   6.3 小结
  • 7 可可西里盆地埋藏和古高程演化
  •   7.1 可可西里风火山群的埋藏
  •     7.1.1 团簇同位素温度评估
  •     7.1.2 温度改造机制
  •     7.1.3 风火山群埋藏演化
  •   7.2 可可西里盆地古高程演化
  •     7.2.1 可可西里盆地风火山群古高程
  •     7.2.2 可可西里盆地雅西错群古高程
  •   7.3 小结
  • 8 青藏高原古高程演化
  •   8.1 青藏高原南部古高程演化
  •   8.2 青藏高原中部古高程演化
  •   8.3 青藏高原北部古高程演化
  •   8.4 小结
  • 9 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录
  •   个人简历
  •   博士期间发表的论文目录

    • 文章来源

    类型: 博士论文

    作者: 宁子杰

    导师: 王成善,张来明

    关键词: 青藏高原,团簇同位素,陆相盆地,古高程

    来源: 中国地质大学(北京)

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 地质学,地质学

    单位: 中国地质大学(北京)

    分类号: P597;P548

    DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.000126

    总页数: 153

    文件大小: 15737K

    下载量: 233

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