鄂尔多斯东部晚新生代裂陷及其对地貌发育的控制研究

我们前期工作发现，鄂尔多斯东部（吕梁山以西）黄土、红粘土之下覆盖着鲜为人知的雁列式半地堑盆地，与山西地堑系形成时代相当、构造背景相似，不但控制了新近纪红粘土底部芦子沟砾岩的分布，也是沟通相距遥远的河套、渭河两盆地、使万里黄河贯通的重要因素。本项目将开展详细野外考察和室内岩石地化分析，研究芦子沟砾岩、黄河主支流高阶地的基本特征、时空变化规律和相互关系，以及控盆断裂的形态展布、力学性质、活动期次等，结合东北部晚新生代玄武岩岩石化学研究，查明晚新生代以来鄂尔多斯东部半地堑盆地的规模形貌、排列方式、发展演化，以及对深部过程的响应和对地表过程的控制，查明从芦子沟砾岩所代表的古代水系到以晋陕黄河为代表的现代水系的演变历程和晋陕峡谷主支流的演替及贯通顺序，并与邻区新生代盆地对比，与青藏高原各幕式事件对比，揭示红、黄土"面纱"覆盖下的构造运动，探讨鄂尔多斯东部盆岭演化过程和动力学背景。

晋陕黄河南北的河套和侯马两盆地相隔500km，成为万里黄河贯通的难点和关键。晋陕黄河的研究已近百年，其形成时代分别由上新世、早更新世和晚更新世等不同认识，是中国地貌学长期争论的问题。通过详细野外考察发现，吕梁山以西的芦子沟组砂砾层有两类，第一类分布于吕梁山西麓到晋陕黄河之间，砂砾石磨圆分选中等～较差，厚度和高度变化较大，以洪、坡积成因为主，时代一般8～5Ma，总体上从东到西高度降低，时代变新，粒度变小，磨圆变好。第二类仅沿晋陕峡谷分布，高度稳定，分选磨圆较好，为冲积成因，时代集中在4Ma前后。第一类芦子沟组砂砾层代表吕梁山的抬升和鄂尔多斯地块东部的向西掀斜；第二类芦子沟砂砾岩反映了晋陕宽谷的形成。晋陕宽谷被峡谷切割，出现U形谷和V形谷嵌套的地貌。前者该表晋陕黄河形成的第一阶段，后者代表的是第二阶段。晋陕峡谷北部约在10万年前后沟通北面的河套盆地，水流和侵蚀力增加使峡谷快速下切，代表了晋陕峡谷发展的第三阶段。北北东向断裂活动控制了晋陕峡谷的发育，北西西向断裂则促进了晋陕峡谷中裂点的形成和河流的下切和溯源侵蚀。晋陕峡谷下游的侯马、运城及三门等三个湖盆约在20万年下切，反映此时三门峡打通和侵蚀基准面的快速下降事件，所产生的巨大裂点至今溯源侵蚀到壶口瀑布。汾河现今是晋陕黄河的支流，与晋陕黄河一道，都是吕梁山强烈抬升而诞生的“双胞胎”，分别在吕梁山东、西两侧由北往南流入运城盆地。盆地水位是两河下切的侵蚀基准面。由于在10万年前后晋陕黄河溯源侵蚀并与河套盆地的沟通而迅速发展，在与汾河的竞争中“获胜”，使汾河退居到支流地位。在鄂尔多斯西部，银川与河套两盆地的沟通早于河套与侯马两盆地。由于桌子山强烈抬升，使古湖收窄成河谷的同时，古河湖沉积也成为抬升阶地。卫宁和银川两盆地曾经连为一体，随着牛首山—罗山的隆起，牛首山东侧古黄河被废弃，改由牛首山西侧打通青铜峡入银川盆地，代表黄河的早期沉积发生了明显的变形和变位，银川盆地也由此向北退缩，卫宁盆地也向南缩小。通过上述工作，较系统地解决中游黄河的形成发展贯通以及所反映的新构造运动问题，解读黄河“几”字形拐弯的成因，对中游黄河的研究有较大的贡献。