青藏高原西部狮泉河-革吉地区晚白垩世以来构造与地貌演化的沉积盆地与中低温热年代学分析

The surface uplift history of Tibetan Plateau and Himalaya is the key boundary condition in various late Mesozoic-Cenozoic geological events, and it profoundly affects the interpretation of the geological processes ranging from global cooling to the changes of Asian environments during the Cenozoic. However, the timing and magnitude of surface uplift of the Tibetan Plateau and Himalaya remain debate. This proposal focuses on the Shiquanhe-Gegyai areas of the western Tibetan Plateau with multi-disciplinary methods including sedimentary basin analysis, zircon U-Pb chronology, middle-low temperature thermochronology (40Ar-39Ar, Fission track, (U-Th)/He, 4He/3He), and leaf-wax hydrogen isotope. The goals of this proposal are (1) to gain new insight into the timing of Jingzhushan Formation, the filling and exhumation history of sedimentary basin, and the exhumation stages and rates of the Mesozoic granitoids; (2) to provide new constraints on surface uplift and exhumation history of the western Tibetan Plateau.

青藏高原隆升与剥露历史被认为是晚中生代以来众多地质事件的边界条件。目前对其认识仍存在较大分歧，选择以研究程度较低的青藏高原西部狮泉河-革吉地区为研究区域，以高原隆升剥露与盆地沉积响应和不同矿物不同同位素体系热年龄的计时为研究主线，通过沉积盆地分析、火山岩夹层锆石U-Pb年龄、碎屑锆石U-Pb年龄以及侵入岩和碎屑岩的中-低温热年代学、叶蜡正构烷烃氢同位素定量古高程计等多种手段交叉结合，(1)对研究区白垩纪晚期竟柱山组的沉积环境、地层年代、空间格架、以及它们的时空变化进行深入的研究，结合前期和前人研究成果，重建研究区盆地充填历史，论证盆地的性质及其形成机制和与高原早期隆升的关系；(2)对研究区中生代花岗类岩石和碎屑岩的隆升与剥露期次、持续时限、剥露速率随时空的变化等进行精细的研究，对古近纪牛堡组的沉积环境、时代与定量古高程开展详细的研究，为重建青藏高原西部地区隆升与剥露的时空坐标提供重要约束。

青藏高原隆升与剥露历史被认为是晚中生代以来众多地质事件的边界条件。然而，青藏高原西部在印度-亚洲碰撞前的地貌格架以及碰撞后地貌演化过程等问题并不清楚。该项目选择了高原西部狮泉河-革吉地区为研究区域，以高原隆升剥露与盆地沉积响应和不同矿物不同同位素体系热年龄的计时为研究主线，取得了以下三方面成果：（1）揭示了高原西部北拉萨地体白垩纪中期的剥露过程，证明了印度-亚洲碰撞前高原西部已发生了隆升剥露。对高原西部唐杂盆地开展了详细的野外地质调查，对唐杂组中、上段火山岩夹层和碎屑锆石开展了U-Pb定年，约束了其沉积时代为~106Ma。物源分析结果表明该组碎屑岩主要来自北拉萨地体，说明在其沉积时北拉萨地体已发生隆升剥蚀。（2）重建了高原西部晚白垩世以来的剥露历史，阐明了各个剥露期次的控制因素。在革吉-狮泉河地区不同地质和地貌背景下采集了深成侵入岩样品，开展了低温热年代学和热历史模拟分析，揭示了三期快速冷却事件：第一期发生在70-40Ma，所有样品都记录了该期冷却事件，可能与新特提斯洋俯冲过程中形成的区域逆冲断层有关。该期快速剥露后，远离构造与水系的样品经历了缓慢的剥露，与高原中部始新世之后的缓慢剥露类似，暗示了原西藏高原包括了高原西部。第二期发生在30-23Ma，记录在逆冲断层上盘的样品中，受控于局部断层活动；第三期发生在15-12Ma，记录在河谷样品中，受控于河流加速下切。（3）限定了高原西部北段渐新世-中新世的古高度。阿翁错盆地牛堡组孢粉组合表明其沉积时的古海拔为3090-3290m，低于其两侧源区的高度，与尼玛盆地和伦坡拉盆地共同构成了高原中部的山间低地。该条带状低地隆升成现今的高度受控于逆冲断层的重新激活。上述研究结果重建了青藏高原西部白垩纪中期以来的地质和地貌演化历史，对于认识青藏高原生长过程这一重大科学问题提供了重要的新的约束。