鄂尔多斯周缘上更新统角度不整合面的时代厘定及其构造意义 ——以河套断陷盆地和山西地堑系为例

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华北克拉通的基底形成于太古宙,直到早中生代开始破坏,并在早白垩纪达到破坏的巅峰。在华北克拉通破坏的基础上,历经白垩纪末期的燕山运动、古近纪始新世-新近纪中新世裂谷作用和新近纪-第四纪差异升降运动,形成了现今华北地区类型众多、分布广泛的活动断裂及其组合而成的活动构造带,并将华北克拉通进一步分割为鄂尔多斯块体、太行山、华北平原等次级活动块体。目前研究表明,华北克拉通的破坏主要是受到中生代晚期以来的西太平洋板块向西俯冲、回撤,以及在地幔过渡带的滞留脱水和弧后扩张等作用的影响。在这些作用的影响下,华北克拉通东部形成了一系列以伸展断层、伸展盆地和变质核杂岩为特征的伸展变形构造;而西部鄂尔多斯块体及其周缘在弱伸展背景下呈现整体的拗陷或断-拗结合的大型盆地格局。鄂尔多斯块体及其周缘新生代断陷盆地系作为华北克拉通的重要组成部分,其演化历史一直受到广大地学学者的关注。根据地层的接触关系,以及盆地的演化历史发现,鄂尔多斯周缘新生代断陷盆地系统经历了三个显著不同的伸展演化时期:古新世末至新近纪晚期伸展断陷作用阶段,早、中更新世稳定湖盆发育阶段,以及晚更新世中晚期以来的最新构造变动阶段。但是,最新一期构造运动的具体发生时间以及它的运动样式都存在疑问。因此,对鄂尔多斯周缘晚更新世以来最新一期构造运动的起始时间及变形样式的研究,对于完善鄂尔多斯块体及其周缘的演化历史具有重要科学意义。目前对于鄂尔多斯块体及其周缘地区构造格局形成的动力来源的讨论也很多,主要有以下三个观点:一种观点认为这次运动与印欧大陆碰撞而产生的远场挤出效应有关,另一种观点认为这次运动与太平洋俯冲板片导致深部岩石圈地幔上涌作用有关,亦或是这两者共同作用的结果。三种模式均有大量证据,对其动力来源并没有定论。因此,对于鄂尔多斯块体及其周缘最新一期构造运动动力来源的研究,有助于我们更深刻的理解鄂尔多斯现今运动动力来源,深化地震构造背景的认识。区域性的不整合,是确定构造运动的重要标志之一,通过不整合所处的层位、形态以及沉积时代等特征的研究,可以确定该地区构造事件的起始时间及演化历史。我们的研究主要集中于河套断陷盆地和山西地堑系,因为这些地区中晚更新世以来广泛发育有古大湖,如河套古湖,泥河湾古湖、临汾古湖等。广泛分布的湖相沉积物可以记录到一系列的沉积构造事件,有助于我们更好地寻找沉积间断的证据,在通过不整合确定构造运动的起始时间,分析其动力来源。通过对河套断陷盆地和山西地堑系的野外地质考察,我们共发现八个含有角度不整合面的第四纪地质剖面。通过对这些角度不整合面系统研究,并结合前人的研究结果,我们得到以下结论:(1)上更新统地层中的角度不整合现象在河套断陷盆地和山西地堑系内是广泛分布的,并且这些不整合都分布在山前活动断裂附近,推测这次不整合所代表的最新一期构造运动在鄂尔多斯周缘具有普遍性;(2)对不整合面上下地层的测年可知河套断陷盆地内存在两期不整合,第一期的形成时间为59-70 ka,第二期的时间为30 ka,并持续至今;山西地堑系的沉积间断开始于晚更新世早期(约150 ka),一直持续到晚更新世末期马兰黄土重新覆盖其上;(3)这些第四纪地层不整合主要是受构造作用形成的,气候作用的影响较小,即构造作用导致山前断裂带活动,最终导致断裂带附近的地层发生牵引作用而变形;(4)这些不整合面所代表的鄂尔多斯周缘最新一期构造运动可能是受到青藏高原向东挤出推动鄂尔多斯块体逆时针转动所造成的。
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