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青藏高原东北缘岷山逆冲推覆构造作用过程及其低温热年代学约束

巩凌霄  
【摘要】:“世界屋脊”青藏高原近几十年来一直是国内外地质学家研究地表抬升、地壳加厚、岩石变形与亚洲季风气候间关系的争论焦点之一。鉴于新生代以来青藏高原北缘的同时抬升和东缘的阶段性抬升的差异,本次研究选择关键地区高原东北缘的一个南北向延伸的狭长隆起带——岷山为研究主体。岷山连接青藏高原北缘的东昆仑左行走滑断层和东缘的龙门山逆冲构造带,构造上形成南北走向的岷山逆冲推覆构造带。岷山逆冲推覆构造带由断层相关褶皱系统以及一系列轴迹走向从北西向到北东向延伸的次生褶皱组成,因此是研究青藏高原东北边缘生长构造机制的理想区域。但由于岷山地区新生代快速隆升的时间、方式与逆冲推覆构造的关系并不明确,导致对青藏高原东北缘生长认识不清。因此,本次研究聚焦于岷山逆冲推覆构造中的三条主要断裂带:南北走向的岷江断层、虎牙断层,东西走向的雪山断层,以及与断层相关的褶皱,通过精细的区域构造解析,配合低温热年代学(锆石和磷灰石的裂变径迹以及(U-Th)/He)限定,对岷山逆冲推覆构造系统与构造抬升的关系进行研究。结果显示,该地区至少经历两期不同方向的变形,分别为(1)向南递进的D_1期变形,以形成东西走向的雪山断层及上盘断层相关褶皱为主要特征;(2)向东递进的D_2期变形,以岷江和虎牙断层及断层相关褶皱的向东的逆冲叠瓦扇式构造为主要特征。此外,低温热年代学结果表明两期变形伴随两次冷却事件:(1)150-100Ma普遍存在于青藏高原东北缘的冷却事件;(2)~20-15 Ma主要沿岷江断层褶皱带和~7.5 Ma主要沿虎牙断层褶皱带的加速冷却,冷却时间向东逐渐年轻的变化趋势与岷江和虎牙断层-褶皱组成的前展式逆冲推覆构造特征相一致。因此,我们推测新生代青藏高原东北缘岷山地区的构造抬升以岷江和虎牙断层和断层相关褶皱组成的逆冲推覆构造系统为主要机制,主导高原东北缘的地表抬升。


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