贵州高原新生代地质年代学及方法学研究

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	贵州高原新生代地质年代学及方法学研究
	刘彧
导师	王世杰
	2013
学位授予单位	中国科学院研究生院
学位授予地点	北京
学位名称	博士
学位专业	地球化学
关键词	宇宙成因核素裂变径迹层状洞穴地质年代学贵州
摘要	贵州高原地处青藏高原东南缘，是中国地理格局中关键的过渡区段，对其新生代地质、地貌演化研究具有重要的意义。但是，贵州自晚三叠抬升成陆后，新生代地层发育和分布的十分零星和不连续，难以从整体上进行对比，因此贵州新生代地质演化历史的恢复一直是地学界的难点问题。此外，贵州喀斯特地区面临严重的石漠化和生态问题。目前，许多工作对岩溶地质-环境开展现代短时间尺度的监测和观察，这些研究急切需要与长时间尺度地质历史时期的变化规律相结合，弥补现代监测记录的不足，为喀斯特石漠化的治理和恢复提供长时间尺度的地质演化背景。所以，需要在现有的客观地质体中寻求合适有利的研究替代对象。贵州地貌发育的特点是层状地貌（夷平面、河流阶地和层状洞穴）发育，其性质、年代和高度等是国内外研究区域构造活动和气候演变的重要替代对象。本文首先对贵州高原的乌江流域以及黔东南荔波境内的层状洞穴，含石英的碎屑沉积物，进行了宇宙成因核素年代学研究，是国内首个用宇宙成因核素26Al-10Be做洞穴沉积物埋藏年龄，来反映区域地貌演化历史的研究。在新测年法的应用过程中，不仅为今后相关工作的开展积累了宝贵的经验，同时对贵州的洞穴以及河流发育历史有了一些新的认识： 1、经野外踏勘发现，黔西北毕节地区的六冲河河谷附近发育有6层溶洞，在高程上可与4级阶地对应。最高层溶洞（大石洞）内碎屑沉积物26Al/10Be埋藏年龄为0.75±0.10 Ma，而较低层位的大岩洞26Al/10Be年龄为2.85±0.21 Ma，推测可能是较老物质被带入新形成的洞穴，不能反映真实的洞穴形成年龄。 2、根据洞穴年龄和拔河高度计算得到0.75 Ma以来六冲河的下切速率达到0.48 cm/ka，高于青藏高原东缘以及西北缘多条河流同期的下切速率。除了青藏高原第四纪以来的强烈隆升外，长江三峡0.75 Ma左右贯通造成侵蚀基准的强烈下切，以及可溶的碳酸盐岩基岩可能是造成河流较大下切速率的主要原因。 3、结合杨明德（1998）对六冲河河谷下面四层溶洞内，次生化学沉积物（石笋等）的铀系年龄资料，初步构建了六冲河0.75 Ma以来的下切历史。六冲河流域分别在0.49-0.75 Ma、＞0.35 Ma、0.16-0.18 Ma和48 ka 左右为构造稳定期，流水以水平循环为主塑造溶洞。另外，六冲河层状洞穴的发育历史，与四川盆地、三峡地区以及江汉盆地的长江5级阶地有良好的对应关系。这表明0.75 Ma以后六冲河的河流发育序列基本与长江一致，鉴于六冲河又是乌江的北源，综合其他地质资料，推断0.75 Ma以前现代乌江的雏形可能已经形成。 4、黔中高原绥阳地区的洛安江发育有3层溶洞，高程可基本与3期夷平面对应。最高层麻湾洞26Al/10Be年龄为0.35±0.09 Ma，第二层马达洞26Al/10Be年龄为0.23±0.09 Ma。根据野外踏勘结合其他地质资料，这两层洞穴的形成时间可能更接近其对应的夷平面的形成时间，远远大于26Al/10Be测年结果，而这两个年龄可能代表了洞穴形成后由于区域水系调整，后期水流将年轻的样品带入洞中埋藏的时间。 5、黔东南荔波地区发育有4层溶洞，洞塘附近的黑洞（第2层）26Al/10Be年龄为1.06±0.23 Ma。该年龄远大于与之相对应的独山神仙洞的铀系年龄0.11-0.26 Ma，表明用铀系测年法会极大地低估洞穴年龄，相较而言26Al/10Be埋藏测年则可更加真实的反映洞穴形成年代。另外，在贵州北部和中部的各级夷平面上广泛发育碳酸盐岩风化壳，但其形成时代的确定存在很大的争论。王世杰等（2005）和刘春茹（2007）用风化壳中次生石英进行裂变径迹测年尝试，年龄值1-25 Ma可与新生代的青藏高原夷平期、华南红土期、贵州构造稳定期乃至世界范围内的风化气候期有良好的对应关系，说明风化壳次生石英裂变径迹测年具有很好的可行性，但是其可靠性仍需得到验证。本文对西藏拉萨附近甲玛、驱龙和冲江矿区已知年龄（锆石SHRIMP U-Pb年龄）的花岗岩中挑选磷灰石、锆石和石英，分别进行了裂变径迹年龄测定。由于锆石U-Pb体系封闭温度与石英的退火温度相近，所以尝试运用锆石U-Pb年龄来验证石英裂变径迹年龄的可靠性。但是镜下观察到石英裂变径迹数目很少，只统计到几个颗粒的数据。因此，建议今后工作可利用风化壳中含铁氧化物的U-Th/He测年法来研究风化壳年龄，以及验证石英裂变径迹年龄的可靠性。
其他摘要	Guizhou Plateau is located on the southeastern edge of Tibetan Plateau, which is an important geomorphic transition zone of China, and it has an important significance for the reasearch of Guizhou geological and geomorphic evolution in Cenozoic. But, after the uplift to be a land since late Triassic, strata development and distribution of Guizhou is very scattered and uncontinuous. Thus, the landscape evolution of Guizhou during the late Cenozoic has been a much debated topic in the Earth sciences due to poorly preserved surface materials and unsuitable dating methods. It is unclear how the timing and amount of uplift of Guizhou Plateau during the late Cenozoic era. Additionally, karst area of Guizhou is facing the serious stony desertification and ecology problems. Nowadays, many works are focus on the modern monitoring and observation in karst area, but these works are eagerly needed to combine with the long time change law of geological period, which to conpensate for the lack of modern monitoring, and offer the long term landscape evolution background for the control and recover of karst stony desertification. Thus, we need to find the suitable substitute in the existing objective geological body.
学科领域	环境地球化学
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.gyig.ac.cn/handle/352002/5833
专题	研究生_研究生_学位论文
推荐引用方式 GB/T 7714	刘彧. 贵州高原新生代地质年代学及方法学研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2013.

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贵州高原新生代地质年代学及方法学研究.p（49664KB）			暂不开放	使用许可	请求全文