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青藏高原东缘剑川盆地古近纪沙漠沉积的确定及其意义

崔晓庄  
【摘要】:现代东亚季风建立前,青藏高原东缘仍然位于行星风系所控制的干旱带内,发育了大量与沙漠事件紧密相关的蒸发岩,但至今尚未找到沙漠存在的确切记录和大气环流的直接证据。青藏高原东缘广泛分布的古近纪盆地内普遍发育一套具大型高角度交错层理的巨厚红色砂岩,如剑川盆地、贡觉盆地、盐源盆地,目前对其确切成因仍有较大争议。在一定程度上,这制约了厘定青藏高原东缘古近纪古地理格局和恢复中国新生代干旱带、古气候演化过程。 针对于此,本论文以滇西剑川盆地始新世宝相寺组为研究对象,开展了系统的沉积学研究,包括野外地质调查、薄片鉴定、粒度分析、电镜扫描和古流向恢复等。在此基础上,结合最新相关研究成果,讨论了剑川盆地宝相寺组沉积环境演化序列和古流向变化趋势的古地理、古气候意义。取得以下主要认识: (1)剑川盆地始新世宝相寺组二段巨厚红色砂岩的重要沉积特征包括:极高的结构成熟度和矿物成熟度、与典型风成沙完全一致的粒度分布特征、普遍发育的标准风成颗粒表面特征和大型高角度板状交错层理。这些沉积特征明显不同于水成沉积,而与典型风成砂岩相应沉积特征完全一致,表明该套红色砂岩属风成成因。 (2)始新世剑川盆地具备了形成沙漠沉积的主要控制因素,发育了盆山型沙漠沉积体系的基本配套相带。结合宝相寺组一段、三段的沉积特征,确认剑川盆地始新世宝相寺组一段和二段为盆山型沙漠沉积体系,其沉积环境自盆地边缘向盆地中心依次为洪积扇、旱谷、风成沙丘和风蚀型丘间以及萨勃哈;而宝相寺组三段为水进型扇三角洲沉积体系。宝相寺组沉积环境的这种剧烈变化可能发生于中始新世晚期。 (3)通过剑川盆地始新世沙漠风向标志的测量,揭示了古盛行风风向及其变化规律。早期盛行西风,表明当时研究区确为行星风系所控制;晚期,古盛行风风向转变为西北风,并伴随有不强烈的降雨,暗示当时东亚季风环流可能已经开始建立。上述古盛行风风向的转变可能是研究区由行星环流向季风环流演变的早期记录。 (4)汇总目前已发现的古近纪风成沉积,确认青藏高原东缘存在一个厚度稳定的古近纪早、中期风成沙丘富集带,并有可能是一系列小型盆山型沙漠体系构成的古近纪沙漠富集带。其存在不仅是古近纪中国中低纬度地区为行星风系副热高压带所控制的直接证据,也是当时干旱带南界尚未北移的可靠沉积记录;而其消失则应是干旱带南界向北移出的沉积响应。 (5)古近纪研究区古气候演化序列为干燥(炎热)-半干燥(炎热)-干燥(炎热)-半湿润(偏热)-湿润(温暖)-潮湿(温暖),其转折点为中-晚始新世宝相寺组沙漠风成环境的终止和随后河湖水成环境的开始。进一步分析确认,中-晚始新世青藏高原东缘存在一系列自南向北依次发生的干湿转变事件。本论文推测这可能与中始新世晚期之后东亚季风无间断的、不可逆的演化过程有关。


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