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肖家窑火山活动的沉积响应及其对区域构造运动的指示

卢海龙  
【摘要】:肖家窑火山所在的大同盆地位于上地幔隆起带上,由于这里的地壳厚度相对周边地区薄弱、存在许多断裂带,导致地球内部上地幔物质向上运动并产生岩浆活动。本文通过肖家窑火山活动的沉积响应特征分析探讨其与区域构造运动之间的关系,最终为大同盆地构造运动研究奠定基础,同时为山西地堑系的湖盆构造演化机制提供新的线索。野外调查我们发现,肖家窑火山锥在火山喷发时是位于古湖之中的,除锥体上部以外,其四周都为湖水淹没。在此背景下,火山喷发后的火山渣、火山灰落入湖水之中后,都经过湖滨水流的搬运再沉积,形成了具有显著层理的火山物堆积层,并与湖相粉砂粘土层呈互层分布。我们分别在火山锥中上部和坡麓地带选取了两个具有代表性的剖面来做分析:①火山喷发物沉积层的测量。在火山锥的中上部,在湖滨附近沉积的、呈层状的火山弹、火山砾、火山碎渣和火山灰层,产状发生了倾斜,且位于底部、形成时代逾早的沉积层倾角越大。通过标志层追踪和测量得出:第一期沉积层的倾角约34°,第二期沉积层约20°,第三期10°,第四期为6°,分别代表着不同的火山活跃时期;②我们对上覆第四期火山喷发物的黄土层进行了磁化率测量,对上覆第三期火山喷发物的湖相沉积粉砂层进行了OSL测年。上覆黄土-古土壤序列的初步研究显示:第四期火山活跃期发生在L1黄土堆积期;OSL测年结果显示,第三期火山活跃期发生在L2黄土堆积期;根据文献数据,第二期和第一期火山活跃期时代可能分别对应于L5、L8黄土堆积期。第一、第二、第三活跃期火山堆积层为湖滨环境下的沉积,第四活跃期的堆积层为气下堆积;其中第二、第四活跃期堆积层之上覆盖了黄土-古土壤层,第一、第三活跃期堆积层之上覆盖了湖相沉积层。③通过火山锥中上部和坡麓的第一、第三活跃期之上的湖相层样品的粒度实验显示:粒度频率曲线和概率粒度累积曲线和相关参数分析表明湖泊的沉积环境不稳定,反映了最底层具有不稳定的水动力,这与火山活动引起古湖的水体动荡有关;第一、第三活跃期堆积层之上的湖相沉积物粒径呈现出韵律变化,由底部至上部由粗逐渐变细,对应的是湖进序列,再由细逐渐变粗,对应的则是湖退序列。这种韵律变化与区域的湖进、湖退有密切关联。


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