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鄂尔多斯盆地西南部晚中生代-新生代盆山转换及构造-沉积响应

2023-12-09刘持恒贺锋李子颖吴玉李西得武正乾王晓鹏刘坤鹏张字龙邱林飞李元昊

铀矿地质 2023年6期
关键词:隆升六盘山白垩

刘持恒,贺锋,李子颖,吴玉,李西得,武正乾,王晓鹏,刘坤鹏,张字龙,邱林飞,李元昊

(1.核工业北京地质研究院 中核集团铀资源勘查与评价技术重点实验室,北京 100029;2.核工业二〇三研究所,陕西 西安 710086;3.西安石油大学 地球科学与工程学院,陕西 西安 710065)

鄂尔多斯盆地是位于华北克拉通西部的一大型多旋回叠合盆地,中生代以来属于典型的克拉通内坳陷盆地[1-2],其构造演化过程和相关的构造变形样式对盆地内油气、煤、铀等沉积矿床具有重要的控制作用[3-7]。在区域动力背景上,鄂尔多斯盆地自晚中生代以来长期处于多个板块汇聚的中心(图1a),其汇聚过程引起的变形不仅仅在板块边界处显著响应,还将变形传递到了远离板块边界的板内地区[8-9]。由于多个板块深部动力特征和浅表响应随时空演化也在不断地发生转变,这不可避免地在鄂尔多斯盆地的不同构造部位引起不同程度的构造叠加,并且在盆地内部或边缘均保留了大量晚中生代以来的构造形迹。因此准确厘定和恢复鄂尔多斯盆地晚中生代以来的构造活动期次、变形过程和深部动力学是理解东亚地区多板块汇聚的一把关键钥匙。

图1 中国晚中生代大地构造简图(a)、鄂尔多斯盆地构造纲要图(b)(据文献[20,26]修改)和西南部地质图(c)Fig.1 Late Mesozoic tectonic map of China(a),structure outline map of the Ordos Basin(b)(modified after references[20,26]),and geological map of the southwestern Ordos Basin(c)

鄂尔多斯盆地西南部西临六盘山构造带,南接渭北隆起,其晚中生代以来的构造演化受到燕山期和喜山期多期构造运动、多板块叠加作用的影响,形成了复杂的构造叠加。在盆地的发展过程中,盆地内部经历了连续沉积和沉积间断的交替,盆地边缘也伴随着陆内造山和再次成盆的过程。其最显著的特点是早白垩世末—中新世晚期存在超长时期的沉积间断(约113~8 Ma),并且浅部地层多被黄土覆盖,该时期的构造期次与变形方式均存在很大的争议[10-12]。同时,现今鄂尔多斯盆地西南缘和早白垩世的六盘山裂谷盆地是如何过渡和协同演化仍然存在一定的争议[13-15]。此外,近年来在鄂尔多斯盆地西南部发现了大量赋存于下白垩统中的砂岩型铀矿,其成矿过程与该地区早白垩世的盆-山格局和后期构造改造都密切相关。因此,本文通过解析鄂尔多斯盆地西南部晚三叠世以来的盆-山结构、构造-地层特征、变形和断层的演化序列,结合前人的盆山隆升史研究成果和区域动力背景,重塑了鄂尔多斯盆地西南部的构造演化过程。

1 区域构造背景

鄂尔多斯盆地位于华北克拉通的西部,现今的盆地边界大致以桌子山-贺兰山-六盘山为西部边界,吕梁山为东部边界,河套断陷和渭河断陷分别为其北部和南部边界。根据现今盆地的结构,盆地内部通常被划分为伊盟隆起、西缘冲断带、天环坳陷、伊陕斜坡、晋西挠褶带和渭北隆起。鄂尔多斯盆地的西南部处于西缘冲断带、天环坳陷和渭北隆起的交汇区域,同时还包含了部分六盘山构造带(图1b)。

鄂尔多斯盆地西南部整体的构造演化期次与全盆地相似,由下至上发育了10 个区域性不整合面,记录了华北地区多次关键的构造变革[1]。通常认为在三叠纪末期以前鄂尔多斯盆地和华北克拉通具有近一致的构造演化过程,而现今的构造格局是在侏罗纪—新生代才逐步定格[16]。鄂尔多斯盆地在侏罗纪和白垩纪均处于克拉通盆地的内部,具有陆内坳陷沉积的特征,同属一个大的构造-沉积旋回,而此后则基本进入了盆地的改造阶段[1,17]。

鄂尔多斯盆地晚三叠世以来主要存在多个区域性不整合面(图2),最下部为上三叠统和下侏罗统明显的角度不整合界面。晚三叠世时华南和华北板块呈剪刀式关闭,在鄂尔多斯盆地西南缘发生近南北向的挤压,导致盆地内部的上三叠统也发生了一定程度的变形,下侏罗统在局部地区对其填平补齐[18]。

图2 鄂尔多斯盆地晚三叠世以来的构造-沉积演化综合图Fig.2 Diagram showing the tectonic-sedimentary evolution of Ordos Basin since Late Triassic

在侏罗系内部第一个不整合面为下侏罗统延安组和直罗组之间微弱的剥蚀界面,黄汲清[19]将该界面划定为燕山I 幕,也有学者则认为该不整合面不具区域性[20]。第二个不整合面为上侏罗统芬芳河组与下伏中侏罗统安定组之间的角度不整合面,该时期在盆地西缘的贺兰山-六盘山地区形成一系列南北向的逆冲断层,上侏罗统芬芳河组在逆冲带山前呈南北向带状展布[21],作为这次强烈挤压构造的沉积响应。第三个不整合面位于下白垩统和上侏罗统芬芳河组之间,由于盆地内部大部分地区缺失芬芳组,导致下白垩统与中侏罗统直接角度不整合接触,第二和第三个不整合面在大部分地区也合并为一个。该不整合面与盆地南部大巴山-米仓山的陆内造山事件基本同期,并且在盆地西南部地区形成大范围的下白垩统宜君组砾岩作为这次陆内造山期的沉积响应[22]。这两个不整合面在华北地区具有区域性的构造意义,对应着燕山运动的“A 幕”和“B 幕”[9]。

到了早白垩世,鄂尔多斯盆地整体表现为弱伸张的坳陷盆地。在早白垩世晚期,盆地西南部的六盘山地区发生裂陷作用形成六盘山盆地,并可能与鄂尔多斯盆地相连通[23]。早白垩世末—中新世晚期,鄂尔多斯盆地出现超长时期的沉积间断(约113~8 Ma)。由于现今下白垩统仍处于近水平状态,与上覆中新统为平行不整合接触,代表着该沉积间断期未发生强烈的挤压变形。虽然该沉积间断期盆地内部无明显的构造变形记录,但是鄂尔多斯盆地周缘在新生代以来形成了大量的走滑-伸展盆地,代表着该时期内仍存在多期的构造运动[24-25]。

2 晚三叠世以来的盆-山隆升史与变形过程

2.1 盆地内部不同构造层变形特征

通过对鄂尔多斯盆地西南部和六盘山构造带开展详细的野外地质调查、钻孔资料分析和典型地震剖面解释,结合DEM 数字地形和浅部地层的出露情况,详细刻画了鄂尔多斯盆地西南部从陆内造山带(六盘山构造带)到盆地内部(天环坳陷),从深部到地表的剖面地质结构(图3a)和三维构造模型(图4)。从鄂尔多斯盆地西南部东-西向典型的地震剖面解释成果可以看出(图3b、c),晚三叠世以来盆地具有4个明显的构造层,分别是上三叠统延长组、中-下侏罗统、下白垩统和中新统—第四系,各构造层之间均以不整合面分隔。

图3 鄂尔多斯盆地西南部典型地质剖面与地震剖面图Fig.3 Typical geological and seismic profile in the southwestern Ordos Basin

1)上三叠统延长组:鄂尔多斯盆地在晚三叠世经历了一期强烈的构造变形,引起鄂尔多斯盆地上三叠统及下覆地层明显褶皱变形,并且出现大量的剥蚀,部分地区已经剥蚀到了长3 段[27],形成丘陵起伏的古地貌特征[18]。

2)中-下侏罗统:该构造层包括了富县组、延安组、直罗组和安定组。其中富县组在盆地中部大面积连片,而西南部大部分地区主要以填平补齐式的方式充填到印支期不整合面形成的下切河道中[28],表明西南部受印支运动抬升影响更加明显[27]。在印支期挤压褶皱的区域,中-下侏罗统则表现为在古隆起上地层向西逐渐减薄的特征(图3b、c)。前人资料显示延安组和直罗组之间存在平行不整合界面,但是在西南部的地震剖面上二者并无明显的界限。大量的资料显示六盘山构造带在晚侏罗世— 早白垩世存在一期强烈的构造隆升[11-12,15],并且呈南北向一直贯穿整个西缘冲断带[29-30]。在地震剖面上也可以看出彭阳一带为冲断带的前缘地区,并且可见到明显的断层相关褶皱。从上覆下白垩统向断褶皱带逐渐减薄的特征和区域隆升背景,可以判定该冲断带形成于晚侏罗世—早白垩世,最终导致中-下侏罗统在彭阳以西的地区发生强烈的冲断和褶皱。在西缘强烈逆冲期间,山前还堆积了大量的上侏罗统芬芳河组砾岩。

3)下白垩统:该构造层在鄂尔多斯盆地西南部包括了宜君组、洛河组、华池-环河组、罗汉洞组和泾川组。现今的六盘山早白垩世盆地与鄂尔多斯盆地大部分地区以惠安堡-沙井子断裂分隔,但在彭阳—平凉一带仍与鄂尔多斯盆地相连通[23]。磁性地层年代学研究成果表明,鄂尔多斯盆地各地层年龄为宜君组142.06~141.48 Ma,洛河组141.48~133.94 Ma,华池-环河组133.94~129.73 Ma,其中华池-环河组未揭露其顶部年龄。动物化石资料揭示罗汉洞组-泾川组沉积于Aptian 期次(125~113 Ma)[31]。六盘山地区下白垩统磁性地层年代学研究成果表明,三桥组—李洼峡组的地层年龄为127~113.46 Ma,马东山—乃家河组的地层年龄为113.46~100 Ma[32]。由于鄂尔多斯盆地下白垩统通常认为存在洛河组—华池-环河组和罗汉洞组—泾川组两个二级旋回[13,33],上部旋回整体沉积时间与六盘山盆地早期地层时代近乎一致,同时地震剖面揭示下部旋回不断向盆地西缘上超(图3b)。因此认为在129~113 Ma 时,鄂尔多斯盆地西南部与六盘山盆地早期断陷相通,存在统一的构造层。而现今的六盘山构造带则表现为强烈的挤压褶皱山系,大量的下白垩统在六盘山地区已卷入强烈的逆冲退覆构造。而六盘山东侧的鄂尔多斯盆地下白垩统则表现为未经构造变形的水平地层。虽然从野外地质记录和地震剖面中均显示下白垩统未出现强烈的变形,但在近期的三维地震研究工作中逐渐揭示盆地内部发育大量的高角度走滑断层切穿下白垩统[34-36],表明早白垩世末以后存在改造盆地的走滑剪切作用。

4)中新统—第四系:鄂尔多斯盆地晚白垩世以来出现了超长时期的沉积间断,新生代以来最老的地层为中-上新统“三趾马红黏土”,在鄂尔多斯盆地西南部广泛发育,磁性地层年龄揭示其底界为8.1 Ma[37],因此鄂尔多斯盆地内部和六盘山地区的不整合面时间跨度约在113/100~8 Ma。由于中新统—第四系均为近水平地层,在鄂尔多斯盆地内部与下白垩统呈平行不整合接触。

2.2 盆-山隆升期次与盆地的构造-沉积响应

通常认为盆地内部的区域性不整合面对应了盆地及其周缘的构造隆升事件,但当不整合面的时间跨度过长时,则有可能存在多期构造作用的叠加改造,并且难以准确约束各构造作用的准确时限。然而,低温热年代学则可以从热史的角度相对准确地恢复构造隆升时限制和强度[38]。鄂尔多斯盆地西南部西邻六盘山构造带,覆盖西缘冲断带和渭北隆起两个构造活动区域,以及盆内相对稳定的天环坳陷。前人在该地区开展了大量的低温热年代学研究,并且广泛认识到了晚三叠世—早侏罗世和晚侏罗世两期区域性的隆升事件。

其中,晚三叠世—早侏罗世的构造隆升在该地区具体表现在六盘山构造带[15]、靠近西缘冲断带的盆缘地区[12,27],以及渭北隆起带上[39]。该次隆升作用在时间上基本对应了上三叠统延长组与下侏罗统延安组之间的不整合面间断期(图2),盆地内部上三叠统发生挤压变形,以及在平凉一带出现大量的上三叠统崆峒山组砾岩[40],作为本次挤压造山事件在盆地内部的构造-沉积响应。

晚侏罗世是鄂尔多斯盆地乃至整合华北地区构造活动最强烈的时期,盆地西缘冲断带内的石沟驿、罗山、炭山等地区[29-30],六盘山构造带[12,15]和渭北隆起均发生了强烈的隆升作用[41]。该期构造隆升是在鄂尔多斯盆地受到多板块汇聚挤压作用下所致,表现为盆缘地区前侏罗系地层的强烈变形,以及沿西缘冲断带和西南缘分布的大量上侏罗统芬芳河组砾岩作为陆内造山背景下的沉积响应[21]。在盆地南缘该期构造作用可能还持续到了早白垩世,在渭北隆起大量分布的下白垩统宜君组砾岩则是该地区持续隆升的沉积响应[22]。

早白垩世末至中新世(约113~8 Ma),鄂尔多斯盆地出现了超长时期的沉积间断,期间西南部下白垩统剥蚀了约200~1 400 m[42-44],但下白垩统仍保持着近水平的原始沉积状态,代表着区域性的垂直隆升过程。然而,该时期的隆升时限存在着较大的争议,前人利用碎屑矿物的低温热年龄峰值识别出晚白垩世以来的多个年龄峰值[10,45-46],但实际上这些碎屑热年龄分布范围非常宽泛(124~3 Ma)。当隆升速率较低时,单个的低温热年龄只能代表其停留在部分退火带中年龄,不具有隆升时限的意义。此外,这些碎屑热年龄还有可能包含源区的信息,这最终都导致了非常宽泛的低温热年龄区间。为了全面反映鄂尔多斯盆地西南部早白垩世末至中新世的低温热史,本文系统收集了鄂尔多斯盆地目前所有的低温热史曲线,最终筛选出能在部分退火带中有效记录晚白垩世以来的热史轨迹(图5)。热史模拟轨迹表明,位于西缘冲断带北部的瓷窑堡-罗山地区均存在早白垩世晚期-晚白垩世早期(约115~75 Ma)的隆升阶段(图5a)。由于缺少更低温度的年代学数据,75 Ma 之后的抬升历史并不确定。西南缘六盘山构造带的热史明显不同于其北部地区,整个晚白垩世处于加热的阶段(图5b),可能对应于六盘山盆地在晚白垩世的持续沉积,亦或者是该地区在早白垩世末发生的岩浆热事件[50,52]。该地区早白垩世以来第一次抬升则出现在65~45 Ma,明显受控于印度-欧亚板块的初始碰撞;第二次抬升则出现在8 Ma,与青藏高原向其东北缘阶段性扩展的时限基本一致[53]。渭北隆起则在早白垩世以来表现为持续的隆升过程,并且在150~130 Ma,80~50 Ma 和10 Ma 以来抬升速率较快(图5d)。夹在六盘山构造带和渭北隆起之间的盆内区域具有明显不同于盆地边缘的隆升热史,大部分地区在晚白垩世—古近纪均处于夷平阶段(热史为长时期等温状态),快速的抬升则发生在30~8 Ma 之后(图5c)。综上,鄂尔多斯盆地西南部盆缘不同部位(贺兰山-西缘冲断带、六盘山、渭北隆起)是具有不同的隆升过程的,这主要是由于鄂尔多斯盆地不同部位是在不同板块作用下发生的板内变形,代表着周缘不同板块的作用时间。盆地边缘发生的大部分隆升和变形作用都未贯穿到盆地内部,盆内西南部在早白垩世末到30 Ma 长期保持稳定的夷平状态,此时的“盆-山构造”为脱耦的关系。在30 Ma 之后盆地内部才发生强烈的垂直隆升和地层剥露事件,而此时盆缘的构造带均也表现为强烈的隆升过程,代表该次构造事件已经从盆缘的构造变形贯穿到盆地内部,“盆-山构造”也再一次耦合在一起。

图5 鄂尔多斯盆地西南部不同构造部位200 Ma 以来的低温热史模拟Fig.5 Compilation of low-temperature thermal history modelling in different structural units of the southwestern Ordos Basin since 200 Ma

3 早白垩世末以来的断层活动与构造变形

通过对鄂尔多斯盆地西南部典型构造剖面的变形序列、盆-山隆升期次进行分析研究,晚三叠世-早白垩世的构造变形与沉积响应已经比较清晰,但早白垩世末以来的构造变形过程还是相对缺乏认识,这是由于下白垩统缺乏明显的变形记录。近年来,随着在鄂尔多斯盆地西南部镇原-泾川地区开展的大量三维地震勘探研究,在盆地内部发现大量切穿下白垩统的断层,这些断层具有断面近直立、垂直断距小、花状构造和多期走滑活动的特征[34-36,54-56]。这些走滑断层在侏罗系-白垩系构造层中最为发育,并且大量断层向上断穿下白垩统,向下延伸至上三叠统延长组以下[35]。野外观测中部分断层已经断穿中-上新统红黏土层。前人利用地震相干切片,准确地刻画了切穿下白垩统(T3界面)的断层平面分布特征(图6a),主要表现为北西和北东东向的走滑断层,并且北西向为贯穿深部的主干断层,北东东向为浅部的次一级断层[57-58]。

从地层的切割关系来看,这些断层显然形成于早白垩世末以后,因此前人将这一期断层活动时间大致确定在燕山晚期或喜山期,但这样的时间约束显得太过宽泛(该约束下断层活动为113~8 Ma)。通过进一步的野外露头调查发现,在镇原马渠镇和庆阳北石窟寺的下白垩统中存在大量的高角度断层(图6c、d),这些断层几乎不存在垂直断距,部分可见小型花状构造(图6f)和微弱的右旋走滑擦痕(图6e)。通过测量断层产状,大部分断层的走向在60°~75°(图6g),基本与地震解释的北东东向断裂方位一致。北西向断层可进一步分为305°~310°和338°~350°两组(图6h),并且这些断层多平行于地貌沟谷延伸方向,其直立的断面常作为沟谷峭壁(图6c)。根据Swanson[59]对走滑断裂区的里德尔剪裂模型发育演化特征,鄂尔多斯盆地西南部早白垩世末以来的走滑断层系统首先形成了北西向(305°~310°)雁列式的R 剪裂(左旋,规模较大),并且在主剪切带(PDZ)附近形成北东东向(60°~75°)的R’ 剪裂(右旋,规模较小),进一步的走滑作用形成北北西向(338°~350°)的P 剪裂,将雁列式的R 剪裂贯穿形成北西向的主剪切带。在后期构造抬升和侵蚀作用下,沿着北西向主剪切带侵蚀形成了现今的黄土沟壑(图6b)。最终,在黄土沟壑附近保留了大量北东东向右旋走滑的小规模R’剪裂,大量北西向主要的R 剪裂则被侵蚀和河流阶地覆盖,但仍有部分北西向断层面保留成为沟谷峭壁。

根据该剪切模型和实测的断层方位分析确定,最大主应力和最小主应力均在水平方向,其方位角分别为近东西向(约98°)和近南北向(约8°),主剪切带为北西向(约322°)(图6i)。因此,研究区晚白垩世以来的走滑断层属于同一时期、同一应力背景下的不同断裂组合。虽然在鄂尔多斯盆地内部缺乏晚白垩世—新生代的构造变形记录和准确的时间约束,但自新生代以来鄂尔多斯盆地周缘发生了强烈的走滑和断陷作用,并沉积了大量的新生界,其内部地层的变形序列可以很好地约束鄂尔多斯盆地周缘地区新生代的应力状态。前人通过对鄂尔多斯盆地周缘断陷进行应力恢复,认为该地区在新生代以来经历了多次的构造应力场转变[24-25]。通过对比研究区和区域上的应力状态(图7),认为研究区走滑断裂形成于中新世—更新世早期(约9.5~2.5 Ma)。该时期是青藏高原向东北扩展到鄂尔多斯盆地的第一个阶段,在盆地西南部的六盘山盆地也于该时期发生强烈的隆升,同时伴随着北西西向海源断裂、清水河断裂和北西向烟筒山断裂的左旋走滑运动。盆地边缘的大应变左旋活动进入相对刚性的鄂尔多斯盆地内部后,则表现为研究区较小应变的走滑活动与剪破裂。

图7 鄂尔多斯盆地及其周缘新生代断陷应力状态演化过程(据文献[25]修改)Fig.7 Stress filed evolution of Ordos Basin and its peripheral rift basins in Cenozoic(modified after reference[25])

4 鄂尔多斯盆地西南部盆-山构造演化模型

通过对鄂尔多斯盆地西南部晚三叠世以来的构造变形序列、构造隆升剥露史、新生代断裂演化及区域动力学背景分析,重塑了鄂尔多斯盆地西南部晚三叠世以来的盆-山构造演化历史。主要包括如下过程(图8):

图8 鄂尔多斯盆地西南部晚三叠世以来的构造演化模式图Fig.8 Tectonic evolutionary model of southwesernt Ordos Basin since Late Triassic

1)晚三叠世末大规模挤压褶皱阶段:华南和华北板块在印支晚期由东向西剪刀式关闭,鄂尔多斯盆地西南部在晚三叠世发生强烈的碰撞挤压,三叠系及下伏地层发生强烈褶皱(图8b)。在平凉一带形成山前快速堆积的崆峒山组砾岩。

2)早-中侏罗世坳陷阶段:该阶段鄂尔多斯盆地以陆内坳陷发育稳定的河湖相沉积,在印支晚期的变形地层之上具有填平补齐的特征,部分侏罗系在三叠系古隆起上具有减薄的特征(图8c)。

3)晚侏罗世西缘逆冲隆升阶段:该阶段为燕山运动最强烈的时期,在东西向挤压作用下,鄂尔多斯盆地西部形成强烈的逆冲推覆构造,并在山前快速堆积了芬芳河组砾岩(图8d)。该时期鄂尔多斯盆地西部强烈隆升,构成了西山东盆的构造格局。

4)早白垩世洛河-华池环河期坳陷阶段:该阶段盆地再次进入稳定的坳陷沉积阶段,沉积盆地的西部边界以晚侏罗世陆内造山作用的山体为边界,并具有向西上超的特征(图8e)。

5)早白垩世罗汉洞-泾川期六盘山热异常断陷阶段:该时期鄂尔多斯盆地西南缘发生了一期岩浆热事件,在盖层下存在大量的岩浆侵入体,并在崇信地区出露大量超钾质岩,其年龄在120~107 Ma[60-61]。从目前地震资料解释成果来看,该热异常主要发生在盆地的西南边缘,这可能是六盘山断陷形成的深部动力来源,并且与六盘山群129~100 Ma 的沉积年龄也基本一致,大量的同时期侵入岩应该赋存在六盘山盆地下方。六盘山盆地断陷早期沉积的三桥组砾岩、和尚铺组和李洼峡组,与鄂尔多斯盆地的罗汉洞组和泾川组在部分地区连通;断陷晚期伸展作用减弱,盆地整体以坳陷沉积为主,此时六盘山盆地与鄂尔多斯盆地泾川组仍有可能连通,沉积了一套湖相沉积,只是后期地层剥蚀导致鄂尔多斯盆地缺失了113~100 Ma 的地层记录(图8f)。

6)早白垩世末-古新世夷平阶段:晚白垩世末鄂尔多斯盆整体处于夷平状态,低温热年代学热史模拟显示该时期并未出现强烈的隆升和地层剥露事件(图8g)。

7)始新世-渐新世早期盆地周缘拉分走滑阶段:该时期鄂尔多斯盆地整体仍处于稳定的夷平阶段,而盆地西缘的六盘山-银川地区则再次发生走滑拉分作用,沉积了始新统—渐新统(图8h)。

8)渐新世早期-中新世晚期区域隆升剥露阶段:根据前人在盆地内部开展的低温热史模拟结果,鄂尔多斯盆地西南部晚白垩世以来的夷平阶段一直持续到了30 Ma,随后进入快速的隆升剥露阶段,表现为大规模未变形的垂直隆升。地层的主要剥蚀作用即发生在该时期,下白垩统总共剥蚀了约200~1 400 m 的地层。同时,在六盘山地区则依旧处于沉积阶段,沉积的中新统早期地层与下覆渐新统角度不整合接触(图8i)。

9)中新世晚期-更新世早期挤压走滑阶段:青藏高原北缘在该时期快速向东北缘扩展,六盘山也于8 Ma 开始快速隆升[62],表现为东西向的挤压应力。而在盆地西南内部则表现为北西向左行剪切作用,伴生北西和北东东向的小型剪破裂,共同呈菱块状分布。该时期整个鄂尔多斯盆地西南部沉积了大量的中新统-上新统的红黏土,走滑断层的持续活动也切穿了部分红黏土(图8j)。

5 结论

1)鄂尔多斯盆地西南部晚三叠世以来具有4 个明显的构造层,分别是上三叠统延长组、中-下侏罗统、下白垩统和中新统—第四系。各构造层之间为明显的构造运动,晚三叠世—早侏罗世和晚侏罗世两期构造运动表现为六盘山构造带和渭北隆起的强烈挤压隆升。早白垩世末—古近纪盆地西南部大部分地区处于夷平阶段,与盆缘具有不同的隆升过程。直至在30 Ma 之后盆地内部才发生强烈的垂直隆升和地层剥露事件。

2)鄂尔多斯盆地西南部存在大量高角度走滑断层,这些走滑断层具有多期活动的特征,在晚白垩世之后形成于中新世—更新世早期,为北西向左旋走滑剪切应力背景下的不同断层组合。断层形成的动力背景是青藏高原向东北扩展过程中,在鄂尔多斯盆地边缘形成强应变的走滑剪切区,贯入到相对刚性盆地内部的弱应变响应。

3)鄂尔多斯盆地西南部晚三叠世以来的盆山过程和构造演化可以细分为9 各阶段:①晚三叠世末大规模挤压褶皱阶段、②早-中侏罗世坳陷阶段、③晚侏罗世西缘逆冲隆升阶段、④早白垩世洛河-华池环河期坳陷阶段、⑤早白垩世罗汉洞-泾川期六盘山热异常断陷阶段、⑥早白垩世末-古新世夷平阶段、⑦始新世-渐新世早期盆地周缘拉分走滑阶段、⑧渐新世早期-中新世晚期区域隆升剥露阶段、⑨中新世晚期-更新世早期挤压走滑阶段。

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