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南海北部扩张的地表过程响应:来自海南岛五指山的磷灰石裂变径迹年龄证据

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地质学报 2024年第2期98卷 421-432页

作者：史军华韩帅杜建军韩建恩孙东霞胡道功中国地质科学院地质力学研究所北京100081 中国地质大学北京100083

海南岛是南海地块的重要组成部分,其构造演化很大程度上能够反映整个南海的构造活动特征。新生代,海南岛在新构造运动作用下,断块差异升降比较明显,形成了大致以王五-文教断裂为界,北为沉降区,南为断隆区的构造格局。对断隆区隆升过程... 详细信息

海南岛是南海地块的重要组成部分,其构造演化很大程度上能够反映整个南海的构造活动特征。新生代,海南岛在新构造运动作用下,断块差异升降比较明显,形成了大致以王五-文教断裂为界,北为沉降区,南为断隆区的构造格局。对断隆区隆升过程的研究能够帮助揭示海南岛新构造活动历史,但至今为止,琼中南山地隆升的原因和时限仍存在争议。为了厘清海南岛中部的剥露隆升事件,本文选择琼中南地区海拔最高、高差最大的五指山为研究区,采集8组高程岩石样品,高程范围为203.55~1153.52 m。对采集的样品进行了磷灰石裂变径迹测试和热历史模拟分析,结果表明海南岛五指山地区新生代主要经历了两期快速隆升剥露。第一期为渐新世—中新世(32~17 Ma):隆升速率较快,此时期太平洋板块向欧亚板块俯冲后撤,南海正经历第二次扩张,使得海南岛拉张,活动强烈,造成琼中山地区快速隆升,直到中中新世转为缓慢隆升。第二期为中新世末期(5 Ma)的快速剥蚀隆升阶段:南海扩张已经结束,随着菲律宾板块俯冲亚洲板块,南海北部陆缘整体处于加速热沉降阶段,且全球气候变化加快,造成了海南岛广泛的隆起和加速剥蚀。

关键词：裂变径迹新生代构造运动隆升与剥露历史海南岛五指山

东昆仑二叠系格曲组火山岩年代学、地球化学特征及其构造意义

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地球学报 2024年第2期45卷 152-164页

作者：张耀玲倪晋宇胡道功韩建恩高万里王超群中国地质科学院地质力学研究所北京100081 五矿勘查开发有限公司北京100089 自然资源部活动构造与地质安全重点实验室北京100081

东昆仑古特提斯造山带经历了从洋壳俯冲到陆-陆碰撞及后碰撞伸展的造山过程,但对古特提斯洋闭合时间一直存在争议,争论的焦点集中在晚二叠世格曲组沉积盆地原型及中上二叠统之间不整合关系代表的构造事件。本文对东昆仑红石山地区格曲... 详细信息

东昆仑古特提斯造山带经历了从洋壳俯冲到陆-陆碰撞及后碰撞伸展的造山过程,但对古特提斯洋闭合时间一直存在争议,争论的焦点集中在晚二叠世格曲组沉积盆地原型及中上二叠统之间不整合关系代表的构造事件。本文对东昆仑红石山地区格曲组火山岩开展了锆石U-Pb年代学与岩石地球化学研究,结果表明,岩石富集Rb、Th、Ba等大离子亲石元素(LILE)而亏损Nb、Ta、Ti、P等高场强元素(HFSE),具有大陆岩浆弧的地球化学特征。火山岩具有高Ba/Th比值(53.6)、Th/Ce比值(0.23)、Nb/Ta比值(18.35)及低Dy/Yb比值(1.42),表明晚二叠世火山岩由枕状玄武岩和洋底沉积物等洋壳物质俯冲至60 km左右深度时熔融所形成。锆石U-Pb定年表明,格曲组下部碎屑岩段流纹质凝灰岩和英安质沉凝灰岩206Pb/238U加权平均年龄分别为(257.5±2.5)Ma和(256.2±4.8)Ma,上部灰岩段粗安质晶屑凝灰岩206Pb/238U加权平均年龄为(251.8±2.3) Ma。结合区域上已报道的格曲组及花岗岩研究成果,认为古特提斯洋在晚二叠世开始向北俯冲消减,沉积于弧前盆地的格曲组为古特提斯洋向北初始俯冲的沉积响应,而格曲组与下伏地层之间的角度不整合关系记录了古特提斯洋晚二叠世开始向北俯冲这一构造事件。

关键词：锆石U-Pb年龄地球化学弧前盆地格曲组东昆仑

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青藏高原南部玛不错湖面变化及其对气候环境的指示

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现代地质 2024年第2期38卷 477-486页

作者：韩建恩邵兆刚张雪锋余苇孟庆伟余佳王津朱大岗中国地质科学院地质力学研究所北京100081 自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室北京100081 中国地质科学院北京100037 黄河水利职业技术学院河南开封475004

青藏高原藏南谷地中部的玛不错湖位于印度夏季风和西风影响区内,对气候变化响应敏感。不同年份相同时相的遥感影像反映了湖面的变化特征,是探究区域气候变化的重要对象。湖岸堤和湖成阶地沉积物记录了湖面水位变化的历史,可帮助认识区... 详细信息

青藏高原藏南谷地中部的玛不错湖位于印度夏季风和西风影响区内,对气候变化响应敏感。不同年份相同时相的遥感影像反映了湖面的变化特征,是探究区域气候变化的重要对象。湖岸堤和湖成阶地沉积物记录了湖面水位变化的历史,可帮助认识区域古气候的变化和定量重建湖面波动。本文运用ArcGIS遥感解译、AMS ^( 14)C测年和DEM等方法确定玛不错北岸湖岸堤的高程和湖岸阶地的年代,结合湖成阶地剖面的沉积序列指示的湖面变化过程,重建晚更新世以来玛不错湖面的变化过程。S_(7)-S_(4)湖岸堤阶段,14256~13984 a BP之前,玛不错与其南侧的嘎拉错、多庆错为一体,是一个统一的大湖。S_(7)→S_(4),湖平面总体上呈逐渐下降的趋势,玛不错与多庆错、嘎拉错先后分离形成独立湖泊。S_(4)→S_(3)阶段,湖面逐渐上涨,分离的玛不错与嘎拉错重新连为一体,但这个过程持续时间比较短暂。S_(3)-S_(1)阶段,14256~13984 a BP之后,玛不错成为一个独立的湖泊。S_(3)→S_(1)阶段,湖面整体上呈逐渐下降的趋势。综合来看,晚更新世以来玛不错湖面经历了高→低→高→低的变化过程,湖面升降变化主要受区域大气降水和冰川融水的控制,反映了印度季风的强弱变化和全球气候的变化。近十年来遥感解译的湖面变化显示,玛不错2013-2015年期间呈萎缩状态,2016-2018年期间呈扩张状态,反映近年来青藏高原藏南谷地中部的气候有向暖湿化发展的趋势。该认识对于全球气候变暖背景下青藏高原气候环境变化趋势研究领域提供了新的参考。

关键词：青藏高原玛不错遥感影像湖岸堤湖平面古环境变化

青藏高原及其周边第四纪综合地层、生物群与古地理演化

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中国科学：地球科学 2024年第4期54卷 1379-1410页

作者：王永郑绵平凌媛向树元邵兆刚张克信柯学林晓韩芳韩建恩中国地质科学院地质研究所北京100037 中国地质科学院矿产资源研究所北京100037 中国地质大学(武汉)地球科学学院武汉430074 中国地质科学院北京100037 中国地质大学(武汉)地质调查研究院武汉430074 东华理工大学地球科学学院南昌330013 中国地质科学院地质力学研究所北京100081

青藏高原第四纪地层蕴含丰富的古气候与环境演变信息,记录了高原第四纪区域构造、古地理和地貌演化过程,是研究第四纪地质事件和区域环境演变极其重要的地区.根据区域地层资料的综合分析和生物群等的发育演化特征,基于岩石地层单元、沉... 详细信息

青藏高原第四纪地层蕴含丰富的古气候与环境演变信息,记录了高原第四纪区域构造、古地理和地貌演化过程,是研究第四纪地质事件和区域环境演变极其重要的地区.根据区域地层资料的综合分析和生物群等的发育演化特征,基于岩石地层单元、沉积特征及地貌、流域水系的差异,将青藏高原及其周边第四纪地层划分为5个地层区:塔里木区、黄土高原区、青藏高原区、云贵高原区及印度-恒河区.并将青藏高原地层区划分为西昆仑-喀喇昆仑分区、阿尔金-祁连山分区、柴达木-河湟分区、东昆仑-巴颜喀拉分区、羌塘分区、藏东-滇西-川西分区及冈底斯-喜马拉雅分区等7个地层分区.简要描述了青藏高原7个地层分区的岩石地层单元,根据各个地层分区的岩石地层序列及其沉积特征、地层接触关系、形成时代与生物群演化,将青藏高原第四纪的构造古地理演化划分为4个阶段:(1) 2.6~1.8/1.5Ma,上新世以来继承性差异隆升阶段,区域沉积差异显著,地层分布较局限,沿山前地带普遍发育冲洪积砂砾岩,山间低洼地河湖相沉积发育;(2) 1.8/1.5~1.2/0.8Ma,高原整体夷平阶段,高原及周边不整合面广泛分布,大型河流形成,山间盆地及高原腹地发育湖泊沉积物;(3) 1.2/0.8~0.128Ma,高原大范围持续隆升,地形差异显著,山体切割加剧,约0.8Ma高原进入冰冻圈,山地冰川发育,高寒干旱环境逐步形成;(4)0.128Ma~,山体上升与侵蚀切割加剧,山间盆地湖泊广泛分布,区域沉积特征差异较大,沉积类型向多样化发展,现代高原地貌格局基本形成.

关键词：青藏高原第四纪地层对比生物群古地理

西藏佩枯错盆地晚更新世以来的孢粉组合特征及其古气候意义

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地球学报 2013年第1期34卷 87-94页

作者：边彦明余佳邵兆刚韩建恩贺承广河南省地质调查院河南郑州450001 中国地质科学院地质力学研究所北京100081

西藏佩枯错盆地晚更新世以来河湖相沉积剖面的孢粉分析显示,该地区在晚更新世早期的127—72kaB.P.时期,气候温和湿润,植被以针阔叶混交林为主;至66—56kaB.P.时期,气候转变为温凉略干,植被转为疏林草原;在56—49kaB.P.时期,气候温凉潮湿... 详细信息

西藏佩枯错盆地晚更新世以来河湖相沉积剖面的孢粉分析显示,该地区在晚更新世早期的127—72kaB.P.时期,气候温和湿润,植被以针阔叶混交林为主;至66—56kaB.P.时期,气候转变为温凉略干,植被转为疏林草原;在56—49kaB.P.时期,气候温凉潮湿,植被又转为针阔叶混交林为主的森林草原;而在49—46kaB.P.时期,气候温和偏干,植被转为疏林草原;在46—31kaB.P.时期,气候寒凉湿润,植被表现为温度进一步下降的疏林草原;在31—15kaB.P.时期,环境向寒冷方向发展,植被转为高寒草原;自11kaB.P.(全新世初期)开始,气候由温暖偏干转变为温凉偏湿,植被由灌丛草原转变为森林灌丛草原。这表明自晚更新世以来,该区气候环境是在逐渐变干的总趋势上,经历了多次明显的冷暖与干湿波动。

关键词：佩枯错晚更新世以来湖相沉积环境变化

西藏札达盆地上新世—早更新世层序地层学及其古环境意义

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西藏札达盆地上新世—早更新世层序地层学及其古环境意义

作者：韩建恩中国地质科学院

学位级别：硕士

札达盆地位于西藏阿里地区西南隅,处于喜马拉雅山与阿伊拉日居山之间,为一新生代断陷盆地。盆地基底由中生界褶皱地层组成,盆地内为一套上新世—早更新世河湖相沉积地层,厚度近千米,是西藏已知新近纪地层出露最完整、最厚的地区之一,其... 详细信息

札达盆地位于西藏阿里地区西南隅,处于喜马拉雅山与阿伊拉日居山之间,为一新生代断陷盆地。盆地基底由中生界褶皱地层组成,盆地内为一套上新世—早更新世河湖相沉积地层,厚度近千米,是西藏已知新近纪地层出露最完整、最厚的地区之一,其上又被第四系下更新统冰缘堆积的碎屑岩不整合覆盖。札达盆地作为一个晚新生代喜马拉雅山碰撞造山带内部的山间盆地,其地层沉积体系,层序地层演化序列必然与喜马拉雅山的形成发展密切相关。本研究以野外调查为重点,在盆地内开展沉积相、沉积体系、层序地层、孢粉等古生物化石、粒度、碳酸盐、磁化率以及易溶岩等环境指标、古地磁、ESR等沉积年代学等研究,重点研究了盆地内陆相沉积地层的层序地层序列,进而了解盆地的演化过程,探讨盆地演化对喜马拉雅隆升的响应及其环境意义。得出的主要结论如下:1.在札达盆地开展了详细的上新统-下更新统露头剖面观测和系统采样工作,进行了沉积体系特征和沉积相分析,共划分出4个沉积相,7个沉积亚相,主要由冲积相、湖泊相、冲洪积相、冰湖相组成。2.对区内沉积层序发育的控制因素进行了探讨。本区三级层序的形成受构造活动、气候条件和物源供给共同作用,其中构造因素占主导地位。3.札达盆地上新世-早更新世构造—沉积演化可以划分为6个阶段:初始断陷阶段(托林组)、加速断陷阶段(古格组一至三岩段)、强烈断陷阶段(古格组第四岩段)、断陷止息阶段(古格组第四、五岩段)、二次初始断陷阶段(香孜组一、二岩段)、二次加速断陷阶段(香孜组三岩段)。4.在沉积特征、盆地构造演化、气候、物源以及沉积年代学的分析基础上,综合露头资料,进行了上新世-早更新世层序地层划分。在札达盆地共划分3个三级层序,建立了札达盆地上新世-早更新世层序地层格架。5.层序Sq1和层序Sq2界面为平行不整合,层序Sq2和层序Sq3界面为角度不整合,分别对应于象泉运动和古格运动。认为控制层序界面的构造运动对应于青藏运动,象泉运动(4.40MaB.P.)对应于青藏运动A幕,古格运动(2.68MaB.P.)对应于青藏运动B幕,札达盆地地势由原来的西高东低转为现今的东高西低,这次构造运动可能对应青藏运动C幕。

关键词：西藏札达盆地层序地层上新世—早更新世河湖相地层

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桂北四堡韧性剪切带的发现及其构造意义

地球学报 2015年第2期36卷 161-167页

作者：张雪锋孟宪刚韩建恩邵兆刚张达中国地质科学院地质力学研究所北京100081 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083

通过野外观察、室内显微构造分析和磁组构测量方法,在桂北四堡地区浅变质地层中厘定出一条NE30°走向,南东倾,倾角约40°的大型左旋斜冲韧性剪切带——四堡韧性剪切带;该韧性剪切带内发育糜棱岩系列、糜棱面理、拉伸线理、A型褶皱、S-C... 详细信息

通过野外观察、室内显微构造分析和磁组构测量方法,在桂北四堡地区浅变质地层中厘定出一条NE30°走向,南东倾,倾角约40°的大型左旋斜冲韧性剪切带——四堡韧性剪切带;该韧性剪切带内发育糜棱岩系列、糜棱面理、拉伸线理、A型褶皱、S-C组构、亚颗粒、显微分层及石英条带等宏观和微观构造特征;磁各向异性度测量结果显示四堡韧性剪切带由一宽约4 km的强应变带及边缘弱带组成,全带宽达10 km,长度超30 km;在对韧性剪切带运动学、构造年代学研究的基础上,结合区域地质资料,认为四堡韧性剪切带是华南加里东晚期华夏地块由南东向北西作低角度斜冲到扬子地块的产物。这一发现揭示了扬子地块与华夏地块碰撞拼合的方式,为深化华南构造演化提供了新资料。

关键词：桂北地区韧性剪切带磁组构加里东运动华南

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青海共和盆地猛犸象化石的发现及意义

地质通报 2013年第5期32卷 730-733页

作者：韩建恩邵兆刚孟宪刚朱大岗余佳王津陈麒光权凯中国地质科学院地质力学研究所北京100081 中国地质大学(北京) 北京100083

在青海共和盆地晚更新世河湖相沉积地层中发现了象类化石,对化石的基本特征进行了描述,依据牙片的釉质层、齿脊频率等特征初步鉴定为猛犸象类化石,并在同一层位发现了钙化树木化石。结合区域地质以及产出猛犸象属化石地层的沉积学特征... 详细信息

在青海共和盆地晚更新世河湖相沉积地层中发现了象类化石,对化石的基本特征进行了描述,依据牙片的釉质层、齿脊频率等特征初步鉴定为猛犸象类化石,并在同一层位发现了钙化树木化石。结合区域地质以及产出猛犸象属化石地层的沉积学特征、孢粉组合等的简要分析认为,共和盆地晚更新世晚期为干燥寒冷的气候环境。这一发现有助于认识中国猛犸象属动物的迁徙过程,以及青藏高原晚更新世的生物演化、气候变化和构造活动。同时,也为研究青藏高原第四纪以来生物进化、湖泊与河流演化、气候变化、古地理与古环境变迁等提供了新资料。

关键词：青海共和盆地青藏高原猛犸象属化石晚更新世

海南岛东北部木栏头变质杂岩的组成、时代及其区域大地构造意义

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地质学报 2022年第9期96卷 3051-3083页

作者：刘晓春胡娟陈龙耀夏蒙蒙韩建恩胡道功中国地质科学院地质力学研究所北京100081 自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室北京100081

新的区域地质调查在海南岛东北部木栏头地区识别出一套从前未知的中级变质杂岩。木栏头变质杂岩主要沿林新—木栏头—虎威岭—赤坡—七星岭—新埠海—铺前海边沿岸呈基岩或不同尺度的无根岩块断续出露,其主体是钙硅酸盐岩和正、副片麻岩... 详细信息

新的区域地质调查在海南岛东北部木栏头地区识别出一套从前未知的中级变质杂岩。木栏头变质杂岩主要沿林新—木栏头—虎威岭—赤坡—七星岭—新埠海—铺前海边沿岸呈基岩或不同尺度的无根岩块断续出露,其主体是钙硅酸盐岩和正、副片麻岩,含有少量斜长角闪岩、石英岩和大理岩,并按分布区域可进一步区分出林新片麻岩-斜长角闪岩组合、木栏头变质火山岩-钙硅酸盐岩组合、虎威岭-七星岭片麻岩-钙硅酸盐岩-大理岩组合和新埠海-铺前片麻岩组合等四套岩石组合。对30件变质基性岩、变质中酸性岩、变质碎屑沉积岩、钙硅酸盐岩以及花岗和伟晶岩脉等不同类型岩石的锆石U-Pb定年结果表明,木栏头变质杂岩的原岩主体是一套二叠纪火山-沉积岩系,其内含有少量二叠纪花岗质侵入岩以及前寒武纪结晶基底的残留。前寒武纪结晶基底主要包括古元古代晚期(1670 Ma)碎屑沉积岩和中元古代早期(1460~1410 Ma)花岗质片麻岩,晚二叠世碱性花岗岩中还存在大量单一的中元古代晚期(1180 Ma)继承锆石。变质沉积岩中的早期碎屑锆石年龄峰值为2550~2490 Ma、1850~1780 Ma、1600~1560 Ma、1450 Ma和1100 Ma,表明其物源主要来自于海南岛中部的抱板群、石碌群和石灰顶组。二叠纪花岗岩的侵入时代主要为280 Ma和260 Ma,与陆缘弧前盆地环境下形成的火山-沉积岩系的时代基本一致。这些沉积岩中的碎屑锆石除具有395~345 Ma和280~256 Ma两个年龄峰值外,部分样品还含有960~930 Ma和450~410 Ma两个重要年龄峰值,与前人在海南岛晚古生代地层中获得的年代学结果相似。木栏头变质杂岩经历了晚二叠世—中三叠世(254~235 Ma)高角闪岩相区域变质和深熔作用以及花岗和伟晶岩脉的大规模侵入,独居石U-Pb定年表明中侏罗世(159 Ma)花岗岩脉也侵入其中。结合近年发表的研究资料,我们认为海南岛应属于印支陆块的一部分,由中元古代结晶基底和早古生代盖层构成的琼南地体以及该地体演化而来的琼北构造混杂岩带两个次级构造单元组成,邦溪-晨星构造带或昌江-琼海断裂不能被视为华南和印支陆块间的构造边界,真正的古特提斯缝合带(即金沙江-哀牢山-马江缝合带的东延)应位于木栏头北部,大致相当于现今琼州海峡断裂的位置。华南和印支陆块间古特提斯洋盆的关闭始于石炭纪(340~300 Ma)洋壳的南向俯冲,形成北部的潮滩鼻榴辉岩和南部的邦溪-晨星弧后盆地,二叠纪时期(280~255 Ma)洋盆持续俯冲形成海南岛主体大陆岛弧以及木栏头弧前盆地,而后洋盆最终关闭并进入到陆-陆碰撞和碰撞后伸展阶段,从而形成木栏头变质杂岩以及海南岛内部其他三叠纪变质岩和同期花岗质岩石。

关键词：中元古代基底二叠纪火山-沉积岩系晚二叠世—中三叠世变质海南岛东古特提斯