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陇中盆地及周边地区主夷平面演化与高原隆升.docx
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陇中盆地及周边地区主夷平面演化与高原隆升.docx
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新生代以来青藏高原的隆升与扩展是全球最引人瞩目的地质事件之一。印
度板块与欧亚板块的碰撞,以及其后印度板块向北的持续楔入对青藏高原的隆
升,甚至整个亚洲大陆的地貌、构造格局乃至自然环境均产生了重大影响
[ 1-
5]
。青藏高原的隆升过程一直是地学界的前沿课题和研究热点。关于青藏高原
隆升过程,学者们利用不同方法从不同角度进行了深入研究,并取得了大量研
究成果,但仍存在较大分歧
[ 1, 6-9]
。在众多的高原隆升证据中,夷平面作为地
貌长期发育的终极地形,具有分布范围广、高度相对稳定的特征,被认为是探
讨高原隆升时间和幅度的可靠证据
[ 10-15]
。因此,围绕夷平面的发育与解体进
行区域地貌演化研究,对于揭示青藏高原隆升的时空演化规律具有重要意义。
陇中盆地位于青藏高原东北缘,是高原向北东方向扩展的最前缘部位(图
1)。其由西秦岭、祁连山和六盘山所围限,宏观上表现为由一系列次级新生
代盆地与伸入盆地内的基岩山脉构成的盆山地貌格局。马衔山、达坂山等祁连
山基岩山地将巨型陇中盆地分为西宁、兰州、临夏、天水等次级盆地。基岩山
地发育有数级以夷平面为代表的层状地貌面,而盆地内堆积了厚层连续的新生
代沉积,它们共同记录了青藏高原在东北缘地区的隆升扩展过程,是区域地貌
演化和高原隆升研究的良好载体。
图 1
图 1 陇中盆地及周边地区地质地貌概况(白色方框所示为后文各小区域图位置)
Fig.1 The geological and geomorphological characteristics of the
Longzhong Basin and its surrounding area (representative study areas are
marked by white boxes)
陇中 盆地 及 周 边 地 区 夷 平 面 的 专 门 论 述 , 最 早 可 以 追 溯 到 林 文 英先 生
1936 年发表的《甘肃拉卜楞附近之地文》一文。1934 年,林文英对夏河县周
边地区层状地貌面进行了详细考察,依据夷平面和河流阶地提出了“高原剥蚀
期”、“草地期”等 9 个地文期
[ 16]
。此后,杨钟健、黄汲清和王德基先生先后对
达坂山东段的夷平面进行了研究
[ 17-19]
,但受当时研究手段的制约,研究内容
限于地质地貌特征的定性描述,缺乏针对性的年代学研究。20 世纪 90 年代以
来,李吉均先生等依托青藏高原东北缘地区新生代盆地沉积序列对夷平面演化
过程进行了探讨,指出主夷平面的解体时间在 3.6 Ma 左右
[ 20-21]
。近来,通过
对祁连山东段的马衔山和达坂山主夷平面上覆沉积物进行定年,研究发现祁连
山东段地区主夷平面的解体时间在 8~6 Ma 左右
[ 14, 22-23]
。
然而,目前对陇中盆地及周边地区主夷平面的直接年代学研究还仅限于祁
连山东段个别夷平面,并且主夷平面开始发育的时间也不明确。整个区域内主
夷平面的时空演化规律尚不清晰,夷平面的发育与解体在区域内是否同步需要
更多的年代学证据。并且,针对区域内夷平面的定量研究,目前仅限于地貌形
态的三维显示、夷平面的提取等内容
[ 24-25]
,尤其缺乏关于主夷平面解体后隆
升变形的定量分析。本文通过全面总结陇中盆地及周边地区夷平面相关研究的
大量前期成果,并结合最新年代学结果,探讨了区域内主夷平面的时空演化规
律;再利用古河道拟合等方法定量评估了区域内主夷平面的隆升变形量。这对
于重建高原东北缘地貌演化与隆升过程,揭示青藏高原隆升的时空演化规律具
有重要意义。
1 陇中盆地及周边地区夷平面
学者普遍认为陇中盆地及周边地区主要发育了两级夷平面,其中高夷平面
命名为山顶面,另一级较低的更广阔的夷平面称之为主夷平面
[ 21,26]
。区域内
典型夷平面主要保存在祁连山东段及延伸余脉的达坂山、马衔山地区以及西秦
岭地区。
马衔山地区较好的保存有两级夷平面[图 2(a)、2(b)]。山顶面主
要分布在马衔山山顶地区,夷平了前震旦系马衔山群的混合岩、片岩、片麻岩
等,其上现今发育有冻胀草丘、融冻泥流等典型冰缘地貌。夷平面提取、统计
分析表明山顶面现存面积约为 6.4 km
2
,平均高程为 3 559 m
[ 25]
。主夷平面以
马衔山西北部小水子一带保存最为完好,马衔山群和震旦系兴隆山群组成的基
岩面有明显的波状起伏,夷平面上普遍分布有厚度不等的风化壳,局部厚达 3
m 以上,夷平面提取、统计分析表明主夷平面面积约为 15.5 km
2
,平均高程为
2 771 m
[ 25]
。
图 2
图 2 马衔山地区地质地貌概况及夷平面分布(a);马衔山夷平面立体图(b);
达坂山东段地质地貌概况及夷平面分布(c);达坂山东段夷平面高程剖面(d)(据
文献[27-28]修改)
Fig.2 The geological and geomorphological characteristics and the
distribution range of two planation surfaces of the Maxianshan Mountains
(a); The 3D map of the Maxianshan Mountains (b); The geological and
geomorphological characteristics and the distribution range of planation
surfaces of the Dabanshan Mountains (c); Topographic cross-section of
the Dabanshan Mountains (d) (Modified from References [27-28])
达坂山主夷平面主要分布在达坂山东南缘,已被湟水、大通河及其支流切
割为若干小的夷平面,在达坂山山体北侧主要有大岭夷平面、桌子山夷平面、
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