肃北盆地新生代演化特征及其与阿尔金断裂的关系研究

本项目强调将肃北盆地形成演化与阿尔金断裂走滑作用以及盆地周缘党河南山、野马山隆升作用相结合。选择横穿肃北盆地及其边缘数条剖面，开展新生界地层的岩石学、沉积环境、碎屑成分以及古流向的研究，了解各主要沉积时期沉积物源区分布及盆地不同时期物源性质的变化特征；开展肃北盆地边界断裂、盆地内部变形的几何学结构特征以及变形期次研究，探讨盆地演化与阿尔金断裂带走滑作用及其肃北三联点构造转换之间的耦合关系；开展肃北盆地周缘山地露头和盆地内新生界沉积岩样品的裂变径迹研究，分析党河南山、野马山剥露速率的变化以及剥露作用的性质，确定盆山耦合发育过程。最终建立肃北盆地沉积、变形作用特征与阿尔金断裂走滑作用以及党河南山和野马山隆升作用之间的统一构造演化模式。这些研究对探讨阿尔金断裂走滑作用及其三联点构造转换历史、认识肃北地区新生代构造演化和地球动力学具有重要的意义。

本项目以野外地质调查为主，通过野外地质剖面测量、室内沉积岩的薄片分析、碎屑锆石LA-ICP-MS年代学分析、结合磷灰石裂变径迹分析，研究了肃北盆地演化及与阿尔金断裂关系。观察薄片100 余片，岩石地球化学全分析10件，完成了基岩和盆地内中新生界地层磷灰石裂变径迹年代学分析26 件、Ar－Ar 定年4 件。主要成果有：自阿尔金断裂西部的吐拉到东端的肃北，磷灰石裂变径迹年龄逐渐升高，从14.1±1.3Ma增加到107.2±9.0Ma。花岗岩和侏罗系砂岩的磷灰石裂变径迹模拟结果表明，阿尔金断裂南侧地质体经历了两阶段的快速冷却过程，早期为33Ma左右，晚期为8Ma左右；阿尔金断裂北侧经历了晚白垩世开始的相对缓慢的冷却过程以及8Ma以来快速冷却事件。肃北地区新生代地层、砾岩砾石成分、古流向等沉积特征，结合碎屑锆石年代学分析表明，肃北盆地主要物源为盆地南侧的党河南山；而小别盖盆地的沉积物部分来源于其北侧的地区以及党河南山。我们的研究结果，结合区域地质演化表明小别盖盆地和肃北盆地在渐新世到中新世为统一的盆地。8Ma左右，由于青藏高原背部地区快速隆升和阿尔金走滑断裂的强烈活动，这个盆地发生了反转、褶皱和破坏。因此，肃北盆地形成了党河南山的前缘逆冲褶皱带，而小别盖盆地演变为党河南山背部的山间盆地，肃北地区逐渐形成了现今的构造地貌样式。