隴中盆地秦安-天水地區(qū)新近紀沉積物成因與環(huán)境變化.pdf

1、新近紀環(huán)境變化研究是全球古氣候與古環(huán)境研究的重要領域之一，關系到正確認識和解釋中新世以來全球氣候變化過程、南北半球冰蓋形成等許多關鍵科學問題。開展我國新近紀以來環(huán)境演變研究對于認識亞洲內陸干旱化、亞洲季風形成與演化以及青藏高原隆升的時間、形式、幅度及其環(huán)境影響具有重要價值。 隴中盆地東南隅的天水.秦安地區(qū)處于南部西秦嶺、北部華家?guī)X與東部六盤山所圍陷的青藏高原東北緣構造單元的敏感部位，是研究構造與氣候變化的理想之所。這一區(qū)域廣泛發(fā)

2、育的新近紀沉積地層，是研究這一地區(qū)的環(huán)境變化的天然載體。但與同屬隴中盆地的臨夏盆地、蘭州盆地、西寧盆地等相比，對天水.秦安盆地研究相對薄弱。2002年，郭正堂研究員等報道了本區(qū)發(fā)現(xiàn)22Ma以來類似第四紀黃土的風塵沉積，提出亞洲內陸干旱化可能始于22Ma，使這一區(qū)域成為研究的熱點地區(qū)。但是從整個隴中盆地來看，具有相似構造與沉積環(huán)境背景的臨夏盆地、蘭州盆地等新近紀都沉積了廣泛的河湖相沉積，古生物資料也反映出當時氣候較濕潤。而且在天水盆地之內

3、，也存在大面積的典型河湖相地層序列，與其報道的新近紀地層風成說存在矛盾。為查清這一矛盾問題，正確理解天水.秦安地區(qū)新近紀沉積物的成因及環(huán)境變化，本文基于大量野外考察所獲取的地質、地貌、古生物等資料，開展了天水盆地從南到北的一系列新近紀典型沉積剖面的地層序列、巖性特征、磁性地層學、沉積相演化及沉積物的物理、化學和生物指標等的對比與分析，獲得了以下主要結論： 1.通過橫跨整個盆地南北的下山、堯店和喇嘛山三個新近紀典型剖面的地層對比，

4、利用高分辨率磁性地層年代和古脊椎哺乳動物化石年代控制，建立了天水盆地從17.02～1.4Ma的新近紀地層年代序列。依據(jù)天水盆地代表性剖面的巖性組合、地層接觸關系和地層空間分布特征，結合哺乳動物化石和前人研究獲取的新近系下伏的火山巖年齡，宏觀上將天水盆地新近系地層劃分為四段，自下而上依次為：“下紅層”甘泉組、“班馬層”堯店組、“上紅層”楊集寨組和“上綠層”喇嘛山組，其年代分別為22～11.70Ma、11.70～7.1Ma、7.1～4.07

5、和3.6～1.4Ma。 2.通過對QA-I剖面、典型湖相和下山剖面沉積物以及黃土的各種粒度參數(shù)指標、地球化學的常量、微量和稀土元素分析，發(fā)現(xiàn)QA-I剖面沉積物與典型湖相和下山剖面沉積物特征更為接近，卻是與黃土相差較遠，明顯不具有類似風塵沉積特性。從沉積物中提取的有機生物標志化合物、鏡下微形態(tài)和硅藻指標的分析結果可以看出，QA-I剖面與堯店、喇嘛山剖面典型湖相沉積具有環(huán)境成因上的相似性，可能為洪泛平原或湖灘泥坪沉積的產物。

6、 3.通過天水盆地大量古脊椎哺乳動物化石的空間分布、組成特征和沉積環(huán)境的分析，認為當時環(huán)境是比較適合大型哺乳動物生活的湖灘泥坪或近水環(huán)境，氣候相對濕潤。根據(jù)豐富的大型哺乳動物化石埋藏情況和沉積速率也顯示>6Ma以前該區(qū)沒有風塵沉積埋藏完整大型哺乳動物化石的可能性。 4.根據(jù)野外考察，初步確定了天水盆地新近紀古湖沉積分布的大致范圍。并依據(jù)天水盆地沉積巖性組合和巖相時空分布特征，通過前陸盆地性質和構造特征分析，建立了天水盆地新近紀沉

7、積模式。天水盆地新生代以來劃分為六個演化階段：>22Ma，盆地雛形階段；22Ma～11.67Ma，構造活動與盆地形成階段；11.67Ma～7.1Ma，構造活動與盆地發(fā)展階段；7.1Ma～<4.07Ma，構造抬升與盆地萎縮階段；<4.07Ma～3.6Ma,構造隆升與盆地消亡階段；3.6Ma～1.4Ma，山間盆地階段。 5.從風塵的物源、搬運動力、堆積地貌、保存和氣候條件等方面討論了天水盆地中新世不具有風塵堆積形成與保存的條件。同時