吕梁山新生代隆升的时空差异性研究

吕梁山是新生代隆起定型的南北向山系，地质构造上为一两翼地层大致对称而核部北、中、南存在较大差异（中间老南北新）的背斜，其核部地层差异显示了隆升剥蚀的不均一性。区域背景研究说明吕梁山中段背斜核部出露较老层位可能是晚期南北向隆升叠加早期东西向隆起的结果。本申请拟采用裂变径迹定年方法分别建立南北向和东西向隆升的时间序列，对比二者的时空动态恢复吕梁山新生代隆升剥蚀过程，探究吕梁背斜中段核部地层较老的原因。此外，已有研究表明，青藏高原在23Ma发生过横向扩展并波及到鄂尔多斯盆地，但其所能影响的东部边界在那目前尚无明确结论。吕梁山是越过鄂尔多斯盆地的第一大山系，其新生代隆升过程研究可从时间角度对这一问题加以限定。

从中生代大沉积盆地的一部分到现今南北向巨型山系且不同时代地质体平面上共存是吕梁山差异隆升、剥蚀的结果。为研究吕梁山隆升过程，在山体北、中、南地貌及地层突变部位进行了详细野外调查和基于磷灰石裂变径迹的热年代学研究。区域剥蚀厚度差异及“径迹年龄¬—高程”关系都表明地壳均衡隆升并非吕梁山隆升主导机制，受控于逆冲断裂的东-西向差异剥蚀及裂变径迹退火的空间变化规律共同证实了南北向断裂的双向逆冲才是吕梁山差异隆升的动因。依据山体不同部位的裂变径迹年龄，可将吕梁山新生代隆升过程细分为58±3Ma、40±3Ma、30±3Ma、23±3Ma和10±3Ma 五个阶段：吕梁山新生代隆升起始于58±3Ma；此后，宁武断裂于40±3Ma快速启动，开启了差异隆升的序幕并奠定了吕梁山北段东部之主体格局；西部晋西挠褶带与吕梁断隆的差异剥蚀形成时间各不相同，北部不晚于30±3Ma，中段主要为23±3Ma，南段于10±3Ma得到进一步加强。. 虽然经历了早期地壳差异抬升，但直到中新世早期（23±3Ma）现今吕梁山（地貌上的山系）并未出现。山前沉积盆地研究显示8.35-6.7Ma为吕梁山开始相对于鄂尔多斯盆地快速差异隆升并形成明显的地势差。. 上新世起汾河地堑开始形成。断陷一直持续到早更新世，自下而上依次沉积了下土河组、小白组、大沟组、木瓜组湖相地层，盆地边缘则持续抬升堆积了静乐组和午城组风成堆积。最终铸就了汾河盆地与吕梁山体的巨大地貌反差。