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临夏盆地南部杨家山动物群磁性地层学研究

魏小浩  
【摘要】:临夏盆地位于青藏高原东北缘,属于东部季风区、西北干旱区和青藏高原寒旱区的交界区,在区域地理上属于季风边缘区半湿润气候向半干旱气候过渡区。盆地内发育了厚度可达1600米的晚新生代沉积序列。沉积序列中埋藏着丰富的哺乳动物化石,迄今已出土化石数以万计,是全球新生代化石最全和最多的盆地之一。独特的区域位置、完整的沉积序列和丰富的哺乳动物化石产出为探索一系列科学问题(青藏高原隆升及其环境效应、东亚季风环流系统形成、亚洲内陆干旱化和生命系统演化等)提供良好的研究载体。自上世纪八十年代,学者们已经分别从生物地层学、古地磁年代学、岩石地层学等学科研究领域对临夏盆地的地层进行了详细的划分和精准的年代标定。然而,临夏盆地的地层划分一方面是以古生物学者的生物地层学研究成果为依据,另一方面是以古地磁学者的磁性地层学研究成果为依据,遂造成地层划分至今未有统一的意见。盆地的研究现状和存在的问题对于我们科学的认识临夏盆地的地质演化历史和古生物年代产生桎梏。因此,本文选择富含哺乳动物化石、化石研究程度高且产出层位明确、剖面出露良好的董家湾-兰家山剖面进行细致的磁性地层学研究,以期为埋藏于晚中新统柳树组上部地层的杨家山动物群及相关沉积序列建立精准的年龄框架。磁组构研究表明,研究剖面的沉积组构为正常磁组构,沉积序列未受到后期区域构造的影响。杨家山动物群化石层形成时期的主体古流向为NW-SE,指示河流的上游为积石山地区。发源于积石山区的河流沿着西秦岭山前自西北往东南流淌,西秦岭地区在暴雨洪水期短时间内汇聚了坡面和支谷的泥石流夹杂有砾石和大量哺乳动物遗体和骨骼,由南向北于山谷中快速流出并汇入山前的河流干道时沉积动力锐减,最终堆积于当时处于低洼处的董家湾地区,造成哺乳动物化石富集埋藏。董家湾-兰家山剖面代表性样品三轴等温退磁曲线显示,研究剖面所含磁性矿物主要为高矫顽力的赤铁矿和针铁矿以及低矫顽力的磁铁矿和磁赤铁矿,载磁矿物主要为赤铁矿和磁铁矿。磁性地层学研究结果显示,董家湾-兰家山剖面记录了27个极性带,其中14个正极性带,13个负极性带。经过哺乳动物群的约束和反复的对比发现,研究剖面的极性柱可以与GPTS(2012)进行很好的对比。通过沉积速率和外插法得出,董家湾-兰家山剖面顶部的磁性年龄~6.166Ma,底部的磁性年龄~10.523Ma,整个剖面的年龄跨度4.357Ma,杨家山动物群年龄为6.247-6.3Ma,为保德期。


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