六盘山晚更新世以来抬升过程沉积响应及环境效应_马兆颖.pdf

第 48 卷 第 5 期 煤田地质与勘探 Vol. 48 No.5 2020 年 10 月 COAL GEOLOGY 2. Key Laboratory of Paleomagnetism and Tectonic Reconstruction of Ministry of Natural Resources, Institute of Geomechanics, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100081, China; 3. Exploration and Development Research Institute of PetroChina Changqing Oilfield Company, Xi’an 710018, China Abstract Liupan Shan lies between the Tibetan plateau and Ordos block and has been under the remote effect of the northeastward extension of the Tibetan plateau. The er research about the uplift of Liupan Shan mainly focused on the petrology, structural deation or tectonic evolution study from the Cretaceous to early period of Cenozoic. However, the Late Pleistocene geological study closely connected with the human activities was rarely mentioned. In this study, we carried out systematic sedimentary research in the Qingshuihe basin adjacent to the Liupan Shan tectonic belt, re-determine the sedimentary sequence at first, then reverse the uplift history of Liupan Shan tectonic belt since the Late Pleistocene, and predict the possible environmental effect in the future at last. According to the research, there developed two ancient lakes in the Qingshuihe basin during the early to middle stage of the Late Pleistocene while the environment was dominated by warm and moist climate. At the end of the Late Pleistocene, ancient lakes gradually disappeared from the Qingshuihe valley and the environment deteriorated as a result of the rapid uplift of Liupan Shan. What’s more, alluvial fan in the front area of mountains lie in the 第 5 期 马兆颖等 六盘山晚更新世以来抬升过程沉积响应及环境效应 153 middle part of Liupan Shan tectonic belt, continuously developed since the Late Pleistocene. The alluvial fan is expanding eastward along the Qingshuihe valley until now. Hence, there is a high risk that the Qingshuihe would be intercepted and dammed lake could be created. This research not only make up the deficiency of the uplift study of the Liupan Shan since the Late Pleistocene, but also provide solid geological basis for the comprehensive treatment of the Qingshuihe valley. Keywords tectonic belt of Liupan Shan; Qingshuihe basin; Late Pleistocene; sedimentary sequence; environmental ef- fect; Salawusu ation; Shuidonggou ation 六盘山构造带夹持于青藏高原活动地块与鄂尔 多斯稳定地块之间，被视为青藏高原的东北缘边界 带，记录了青藏高原抬升的远程效应，六盘山地区 的构造抬升与青藏高原的扩张紧密相关[1-5]。中生代 以来，六盘山地区乃至整个青藏高原东北缘弧形构 造带在晚白垩世和始新世经历了两期显著的构造抬 升，仅有少量的数据可以追溯到晚侏罗世，最新时 限可以延续到中新世[1-3]。最新的 GPS 测量和数值 模拟结果表明，现今的青藏高原抬升向东推挤仍持 续作用于六盘山构造带，且促使六盘山地带的地壳 上部与青藏高原东北部低速层相衔部位成为应力、 应变最为集中的地域[6]。六盘山及其邻区发育了一 系列的左旋斜冲断裂，如海原六盘山左旋斜向逆 冲断裂带、香山天景山左旋走滑断裂带晚更新世 以来都经历了多期强烈活动，其动力学背景都与青 藏高原息息相关[7-11]。但受限于新生代构造年代学 测试方法的测年范围，仍没有建立起晚更新世以来 的构造演化序列。盆山响应关系研究，主要是通过 盆地沉积充填序列、碎屑物质的变化来演绎相邻造 山带的抬升过程，是研究造山带抬升过程的一种较 成熟方法[12-17]。为了揭示六盘山构造带晚更新世以 来构造抬升过程，笔者以盆山关系理论为指导，以 六盘山东麓清水河盆地晚更新世沉积地层为研究对 象，以期从清水河盆地晚更新世完整的沉积记录揭 开六盘山盆地最新抬升的面纱以及抬升过程对区域 生态环境的影响，为研究区域古气候古环境演变提 供重要的沉积学证据。 1 区域地质概况 六盘山构造带北起甘肃景泰县，南至陕西宝鸡 市，大致呈弧形沿 NNW 向展布图 1。其主体由六 盘山隆起区及其东麓沉积盆地组成，隆起区主要出 露下白垩统、始新统、渐新统、中新统和上新统， 缺失上白垩统和古新统，其东侧盆地内广泛沉积上 图 1 六盘山及清水河流域区域地质简图 Fig.1 Geological sketch of Liupan Shan and Qingshuihe valley 154 煤田地质与勘探 第 48 卷 更新统和全新统。清水河发源于六盘山东麓，自 南而北流经固原、同心注入黄河，东南西 3 面为 黄土地貌的山地，中部为南高北低的河谷平原 区，俗称清水河盆地。清水河盆地主要发育晚更 新世地层序列，盆地主体区为一套河湖相粉沙、 黏土沉积，位于其西南部的六盘山隆起区为盆地 提供主要物源，向东向西逐步过渡为风成黄土沉 积序列。 构造隆起区以下白垩统、古近系、新近系沉积 为主。下白垩统六盘山群自下而上划分为三桥组、 和尚铺组、李洼峡组、马东山组和乃家河组，粒度 自下而上由粗变细，由纯碎屑岩过渡为泥质岩夹碳 酸盐岩，顶部出现膏盐沉积，组成了一个完整的沉 积旋回。地层颜色由砖红、紫红变为蓝灰、灰绿色， 顶部出现紫红色夹层，标志着沉积环境历经氧化 还原氧化的演变过程。古近系渐新统寺口子组与 下伏早白垩世沉积地层为角度不整合接触，岩性主 要为一套紫红色砾岩、含砾砂岩；渐新统清水营组 岩性组成以深灰色泥岩夹膏盐层为主[18]；新近系中 新统彰恩堡组地层以橙红色泥岩为主，偶夹石膏脉 体，往往与地层产状斜交；中新统干河沟组岩性为 一套以砾岩和砂岩为主，发育大量槽状交错层理、 平行层理、正粒序层理以及河流二元结构，为典型 的河流相沉积。 盆地沉积区以晚更新世沉积为主，主要包括萨 拉乌苏组和水洞沟组。萨拉乌苏组和水洞沟组是中 国北方晚更新世发育的 2 套重要赋含古人类文化遗 址的沉积地层，其沉积记录蕴含了晚更新世气候环 境变迁的历史，也响应了周缘造山带最新活动的特 征。萨拉乌苏组命名于萨拉乌苏河流域，依据沉积 序列变化特征将其划分为上下两段， 下段为河湖相， 上段为河流相[19-24]。水洞沟组因宁夏水洞沟古人类 遗址而得名， 代表晚更新世晚期的一套河湖相沉积， 含有野驴、犀牛、鬣狗、羚羊、非洲羚羊、牛属及 驼鸟等丰富脊椎动物化石[25]。 2 晚更新世地层格架精细划分 本次研究以沉积旋回理论为指导，针对清水河 流域的晚更新世萨拉乌苏组和水洞沟组，开展精细 的地层划分与对比。区域上通过与红寺堡盆地晚更 新世地层的系统对比，建立年代地层格架，确定各 套地层的沉积时代。 2.1 地层划分 根据岩性组合特征，研究区内萨拉乌苏组Qp3s 在纵向序列上可以划分为 3 段，水洞沟组Qp3sd可 以划分为上下 2 段。 萨拉乌苏组一段Qp3s1岩性主要为一套紫红色 厚层状砾石、含砾粗沙沉积图 2a，图 2c。该套地 层与下伏中新世彰恩堡组和干河沟组呈角度不整合 接触图 2c，图 2d。下伏干河沟组中含有大量的滑 塌褶皱等软沉积物变形构造，说明在干河沟组沉积 之后，区域上发生了强烈的构造运动图 2d。 萨拉乌苏组二段Qp3s2岩性主要为一套棕红色 或棕褐色薄层粉沙、黏土质粉沙与粉沙质黏土近等 厚互层，偶夹透镜状含砾粗砂图 2a。在研究区内 该套地层由北向南砂质含量逐渐升高，粉沙单层厚 度增大，透镜状含砾粗砂或粉沙层数量增多，黏土 含量逐渐降低。该套地层与下伏萨拉乌苏组一段之 间为整合接触，呈现过渡关系图 2a。 萨拉乌苏组三段Qp3s3岩性主要以一套棕黄 色厚层状粉沙、黏土质粉沙沉积为特征图 2f。其 中黏土质粉沙中偶含透镜状粉沙或粉沙，发育微 弱的水平层理，且结晶有细小的白色石膏晶体。其 顶部凹凸不平，为一区域侵蚀面图 2a。该套地层 与下伏萨拉乌苏组二段之间为整合接触， 呈现过渡 关系图 2a。在萨拉乌苏组三段的底部，局部可以 明显看到层间构造变形， 代表区域上同期的构造活 动图 2f。 水洞沟组一段Qp3sd1岩性主要以一套深灰色、 灰黑色黏土质粉沙、粉沙质黏土、黏土为主。该套 地层与下伏萨拉乌苏组三段之间为区域侵蚀不整合 接触图 2a，图 2b。在湖盆沉积中心，二者之间表 现为平行不整合接触，萨拉乌苏三段和水洞沟组一 段之间的岩性界限清晰可见图 2b。 水洞沟组二段Qp3sd2在区域上岩性较为复 杂，变化较快。在清水河盆地主体部位，底部主要 为一套浅棕黄色粉沙、灰黑色黏土质粉沙，向上逐 渐过渡为灰黑色黏土，层理不发育，含大量虫孔和 石膏晶体图 4d，图 4e。向西南冲积扇方向由黏土 质粉沙和黏土沉积逐渐过渡为砾石层与马兰黄土互 层图 2e。 2.2 地层年代格架 清水河盆地萨拉乌苏组与水洞沟组之间的区域 性侵蚀不整合接触面可作为对比标志层，据此可建 立清水河盆地乃至整个青藏高原东北缘弧形构造完 整的晚更新世年代地层格架。通过与红寺堡盆地、 萨拉乌苏河流域早期建立起来的晚更新世标准的年 代地层格架对比，建立清水河盆地晚更新世年代地 第 5 期 马兆颖等 六盘山晚更新世以来抬升过程沉积响应及环境效应 155 N1z中新统彰恩堡组；N1g中新统干河沟组；Qp3s1上更新统萨拉乌苏组一段；Qp3s2上更新统萨拉乌苏组二段；Qp3s3上 更新统萨拉乌苏组三段；Qp3sd1上更新统水洞沟组一段；Qp3sd2上更新统水洞沟组二段 a. 萨拉乌苏组与水洞沟组；b. 水洞沟组；c. 萨拉乌苏组与下伏中新统彰恩堡组地层呈角度不整合接触；d. 萨拉乌苏组与下伏中 新统干河沟组不整合接触；e. 马东山山前冲积扇上上更新统马兰黄土与砾石沉积互层；f. 萨拉乌苏组三段地层中的融冻褶皱；g. 萨拉 乌苏组一段砾石层中的槽状交错层理 图 2 清水河盆地晚更新世典型沉积特征 Fig.2 Sedimentary characteristics of Late Pleistocene layers in the Qingshuihe basin 层格架，可为后续盆地演化过程的研究提供精确 的年代依据[24,26]。其中，萨拉乌苏组三段的沉积 时限限定于 7954 ka BP；水洞沟组一段的沉积时 限为 3219 ka BP；水洞沟组二段的沉积时限为 1911 ka BP，萨拉乌苏组与水洞沟组之间沉积间断的 时限为 5432 ka BP。由于受到光释光测年范围的限 制，萨拉乌苏组一段与二段的沉积时限没有测定其 年龄下限，但根据国际上通用的晚更新世的时代将 其定义为 79140 ka BP图 3。 3 晚更新世以来沉积体系演化 3.1 清水河盆地晚更新世地层特征 3.1.1 萨拉乌苏组Qp3s a. 萨拉乌苏组一段Qp3s1 发育大量槽状交 错层理、平行层理、透镜状层理和楔状交错层理等 沉积构造图 2g，代表湖盆初始充填期的扇三角洲 相沉积。 b. 萨拉乌苏组二段Qp3s2 发育大量平行层 156 煤田地质与勘探 第 48 卷 图 3 清水河盆地晚更新世地层划分及与深海氧同位素曲线对比关系红寺堡盆地地层柱状图及年龄来自文献[26]； 深海 SPECMAP 氧同位素曲线数据来自文献[27]；古里雅冰芯氧同位素曲线数据来自文献[28] Fig.3 Late Pleistocene sedimentary frame work in the Qingshuihe basin and its correlationship with sedimentary sequence in the Hongsibu basin 理、水平层理和小型斜层理，偶见蜗牛化石和虫 孔图 4a。萨拉乌苏组二段在研究区内由 N 向 S 砂 质含量逐渐升高，粉沙单层厚度增大，透镜状含砾 粗沙或粉沙层数量增多，黏土含量逐渐降低。该段 沉积时期是湖盆充填的高峰期，是一套典型的滨浅 湖相沉积地层，沉积范围广，代表了晚更新世末湖 侵序列的发育。 c. 萨拉乌苏组三段Qp3s3 黏土质粉沙中偶含 透镜状粉沙或粉沙，发育微弱的水平层理，且结晶 有细小的白色石膏晶体图 6b。在西南侧马东山山 前冲积扇上相变为马兰黄土与砾石交互沉积图 2e。 萨拉乌苏组三段沉积期湖盆发育了显著的湖退过 程，湖盆萎缩。测区内萨拉乌苏组三段Qp3s3与上 覆水洞沟组Qp3sd之间为侵蚀不整合接触图 2a， 图 2b，图 4b。同时，局部地区可见萨拉乌苏组地 层发生微弱的构造变形，但未影响到上覆的水洞沟 组。 萨拉乌苏组三段顶部常发育有地表破裂和节理， 但是并未穿过上覆水洞沟组，裂缝中充填有浅棕红 色黏土质粉沙图 4f。 3.1.2 水洞沟组Qp3sd a. 水洞沟组一段Qp3sd1 岩性变化较快，研 究区南部主要为灰黑色黏土与浅棕褐色黏土质粉沙 或粉沙互层沉积，发育大量平行层理和水平层理， 粉沙层中发育下粗上细的粒序层理，并含有大量的 虫孔、根孔和斑点状石膏晶体，炭质含量较高，代 表了潟湖沼泽相沉积图 4d。研究区中北部砂质含 量减少，黏土含量增加，岩性以粉沙、黏土质粉沙 和粉沙质黏土互层沉积为主， 发育大量的平行层理、 水平层理和透镜状层理等，含有大量虫孔、根孔和 石膏晶体。另外，马东山山前冲积扇上黄土与砾石 层交互沉积图 4c，苋麻河与中河流域则以泛滥平 原相沉积为主，在入湖处发育有入湖三角洲，发育 透镜状水下砂体图 5。 这些沉积特征表明水洞沟组 沉积初期水草丰茂，动植物丰富，并且发育湖侵沉 积序列。研究区南部水洞沟组古水流主要来自南侧 至东侧，中部古水流则主要来自南侧至南东侧，这 表明沉积中心大致位于研究区中北部图 5。 b. 水洞沟组二段Qp3sd2 岩性变化也比较 快，在研究区南部主要以灰白色黏土质粉沙为主， 而在测区中北部则以灰黑色黏土或粉沙质黏土为 主，含有大量虫孔、根孔和石膏晶体，其中石膏晶 体粗大或者充填于虫孔和根孔中，有机质含量丰 第 5 期 马兆颖等 六盘山晚更新世以来抬升过程沉积响应及环境效应 157 a. 萨拉乌苏组二段滨浅湖相粉沙层，发育平行层理、粒序层理和槽状交错层理；b. 萨拉乌苏组三段黏土质粉沙层，与上覆水洞沟组不 整合接触；c. 马东山山前冲积扇上的马兰黄土与砾石层交互沉积，与盆地内萨拉乌苏组三段呈相变关系；d. 水洞沟组一段粉沙层，发 育有粒序层理和槽状交错层理；e. 水洞沟组二段沼泽相灰黑色黏土层，含大量有机质、生物潜穴和石膏晶体；f. 萨拉乌苏组三段顶部 发育的节理，被上覆水洞沟组不整合覆盖；g. 马东山山前冲积扇上晚更新世砾石层与水洞沟组等时沉积，砾石以灰岩和砂岩为主，砾 石呈叠瓦状排列 图 4 清水河盆地晚更新世地层典型沉积特征 Fig.4 Sedimentary characteristics of the Late Pleistocene sequence in the Qingshuihe basin 富图 4e。马东山山前冲积扇持续发育，苋麻河与 中河流域仍以泛滥平原相沉积为主，清水河流域的 水体变浅， 沉积古环境由滨浅湖相转变为湿地沼泽相， 仅在研究区北部残留有极少滨浅湖相黏土质粉沙或粉 沙与粉沙质黏土互层沉积，发育湖退沉积序列图 5。 3.2 马东山山前晚更新世以来冲积扇沉积序列 马东山山前冲积扇之上河流冲积相或洪积相 沉积层主要发育在萨拉乌苏组三段侵蚀冲刷面之 上图 6a，至少发育 3 套连续的砾石层图 7。萨拉 乌苏组三段滨湖相黏土质粉沙层中发育有少量生物 钻穴等生物遗迹， 并且结晶有大量石膏晶体图 6b。 同时，往马东山方向地势逐渐升高，萨拉乌苏组三 段滨湖相黏土质粉沙层逐渐相变为陆相马兰黄土沉 积图 6f，图 7。 通过马东山山前冲积扇沉积序列纵向解剖， 冲积 扇至少发育了 3 套延伸连续的砾石层图 7。冲积扇 上以砾石、 含砾粗沙、 粉沙和黏土质粉沙等沉积为主， 多发育叠瓦状构造、槽状交错层理、透镜状层理、斜 层理等沉积构造图 6c，图 6d，沉积环境以河流冲 积相为主图 7。另外，在冲积扇扇端靠近清水河盆 地的部位开始出现黏土质粉沙、黏土和粉沙等沉积 层，沉积构造以平行层理、粒序层理、楔状交 158 煤田地质与勘探 第 48 卷 a. 地层柱状对比；b. 沉积模式 图 5 清水河盆地地层柱状对比及沉积模式剖面 1，位置在图 1 中已标注 Fig.5 Comparison of the stratigraphic columns in the Qingshuihe basin and the Pleistocene sedimentary facies model 错层理为主， 偶尔出现钻穴潜穴等生物遗迹图 6e， 沉积环境多为沼泽相或滨湖相图 7。 3.3 晚更新世沉积相模式重建 为了精确恢复清水河盆地晚更新世沉积演化过 程，确定区域性沉积体系转换的关键阶段及精确时 限，本次研究分别编制了萨拉乌苏组一段、二段、三 段，水洞沟组一段、二段和全新世的沉积相图图 8。 萨拉乌苏组一段沉积时期，研究区整体上以冲 积扇、河流三角洲、辫状河和泛滥平原为主，冲积 扇主要发育于研究区的东北和西北地区，尤以西北 地区冲积扇最为发育。西北部的冲积扇砾岩，砾石 成分以灰白色粉砂岩、紫红色粉砂岩为主，砾石分 选差、磨圆差，呈棱角次棱角状，为近源快速堆 积的产物，砾石最大扁平面产状倾伏向一般为 210230，倾伏角一般介于 1015，源区主要来 自位于清水河盆地南东南侧的六盘山早白垩世灰 岩和碎屑岩地层图 5，图 7。东北部扇体规模相对 较小，砾石成分以紫红色泥砾、泥质粉砂岩为主， 砾石分选、磨圆较差，砾石最大扁平面产状倾伏向 一般为 1015，倾伏角一般介于 510，源区主要来 自于新近系清水营组和彰恩堡组紫红色泥岩、泥质 粉砂岩。在该阶段盆地整体上接受来自于盆地西侧 隆起区的物源，东部隆起区基本上不供给物源，仅 仅发育山间小型河流。 萨拉乌苏组二段沉积时期， 水体与萨拉乌苏组 一段沉积时期相比明显加深， 研究区整体上以冲积 扇和滨浅湖沉积为主。 位于早期的东北部扇体已经 完全消失，被滨湖相沉积所取代，西北部的冲积扇 仍持续发育，但规模相对于早期明显变小。 萨拉乌苏组三段沉积时期，随着湖盆底形的快 速抬升，湖水自西向东逐步退出了研究区，整体上 表现为湖陆过渡相为主，滨湖相沉积仅仅分布于研 究区的东部。该时期区域上已经开始接受风成黄土 相沉积，在研究区西部的大部分地区都被风成黄土 所覆盖。 水洞沟组一段沉积时期，研究区经历了萨拉乌 苏组三段沉积末期的区域抬升剥蚀后，重新接受沉 积。该时期与萨拉乌苏组二段沉积时期的格局比较 相似，整体以一套冲积扇、泛滥平原、滨浅湖相沉 积为主，冲积扇的发育规模、砾石特征都与萨拉 第 5 期 马兆颖等 六盘山晚更新世以来抬升过程沉积响应及环境效应 159 a. 萨拉乌苏组三段顶面发育侵蚀不整合面，上覆晚更新世砾石层与水洞沟组等时沉积；b. 萨拉乌苏组三段黏土质粉沙，发育有 生物钻穴遗迹和石膏晶体；c. 晚更新世冲积层，发育有透镜状层理；d. 晚更新世冲积层，发育有斜层理；e. 晚更新世冲积层，发育有 生物钻穴等生物遗迹和平行层理；f. 马东山山前冲积扇上晚更新世马兰黄土，发育有柱状节理 图 6 马东山山前冲积扇典型沉积特征 Fig.6 Sedimentary characteristics of the alluvial fan at the front of the Madong Shan 乌苏二段沉积时期基本一致。研究区整体还是接 受西部隆起区物源为主，东部隆起区基本上不供 给物源。 水洞沟组二段沉积时期，湖盆经历了早期的波 动后，彻底退出了研究区，区域上整体表现为一套 冲积扇、泛滥平原、沼泽相沉积，仅在研究区的东 部和西部边缘尚有局部的湖相沉积残余。此时，研 究区西北部扇体的规模明显加大，构造活动性明显 增强。 全新世沉积时期，研究区主要以西北部的大型 冲积扇体发育为特征，在纵向上存在 4 套砾石层， 砾石成分以紫红色、灰白色砂岩为主，分选差、磨 圆差，呈现棱角次棱角状，物源区主要来自于六 盘山的主体，为六盘山快速抬升的产物。在区域上 局部存在小型沼泽分布区， 但含有巨大的膏盐晶体， 显然是整体封闭干旱环境下的产物。 4 晚更新世以来生态环境变迁 研究区地处黄土高原西南缘，现今的地貌特征 为典型的黄土丘陵地区，是我国西部典型的生态环 境脆弱区，1972 年被联合国粮食开发署确定为最不 适宜人类生存的地区之一。通过基础地质调查，查 明西海固地区过去、现在和未来的地质本底，对于 区域生态环境的治理具有十分重要的指导意义。 160 煤田地质与勘探 第 48 卷 a. 地层柱状对比；b. 沉积模式 图 7 马东山山前冲积扇地层柱状对比及沉积模式剖面 2，位置在图 1 中已标注 Fig.7 Comparison of the stratigraphic columns on the alluvial fan at the front of the Madong Shan and the Pleistocene sedimentary facies model 晚更新世， 自萨拉乌苏组至水洞沟组沉积阶段， 研究区主要经历了 2 期完整的湖进至湖退过程，区 域上发育了 2 期古湖。早期古湖相当于萨拉乌苏组 二段沉积时期，时限上大致相当于 79140 ka。在萨 拉乌苏河流域，萨拉乌苏组中含有丰富的乔木花粉 和灌木草本花粉，植被类型是以针叶林为主，气候 总体表现为温暖湿润的环境[29]。晚期古湖相当于水 洞沟组一段沉积时期， 时限上大约相当于 3219 ka。 在水洞沟遗址，水洞沟组孢粉记录结果显示总体以 草本植物占优势，植被以阔叶疏林草原为主，局部 地区有积水沼泽洼地，挺水植物较为繁茂，周边还 适宜阔叶树木生长[30-31]。 在研究区邻近的马家河湾， 前人曾获得过丰富的孢粉化石，以裸子植物花粉占 明显优势， 其中尤以松科的种属与数量占较高比例。 显然，在晚更新世萨拉乌苏组至水洞沟组一段沉积 时期，当时的西海固地区还没有出现沙漠化，气候 条件整体温暖湿润，均优于现在，比较适宜于动植 物及人类生存图 3。 这两期古湖与深海氧同位素曲 线相对比，基本相当于 MIS3末次冰期间冰阶与 MIS5末次冰期间冰期2 个阶段，说明在两期古湖 发育时期，中国中东部处于温暖湿润的气候环境， 这与全球晚更新世的古气候环境基本一致[27-28,32]。 晚更新世水洞沟组二段沉积初期，在时限上 大约相当于 19 ka，处于研究区南部的六盘山主体 部位发生了快速抬升，与之相对应的盆地内沉积 特征主要表现为来自于西南部的扇体快速堆积了 以砾石为主的粗粒物质，早期与水洞沟组一段相 对应的湖盆彻底被打破。作为早期湖盆主要水源 供给的清水河此时由于南部的快速抬升，贯通了 整个清水河盆地，自南向北注入了黄河，西海固 地区的环境从此发生了根本性的变化。整个全新 世时期，六盘山盆地仍然处于整体的抬升过程中， 扇体中全新世发育的 4 套主要砾石层可以作为直 接的证据。随着山体的不断抬升，剥蚀的物质不 断在清水河河谷中堆积，推动清水河自西向东不 断迁移，受到研究区东侧山体的阻隔，扇体的进 一步发展趋势在未来将会阻隔清水河水系，如果 没有人工干预，在西海固地区清水河流域的上游 第 5 期 马兆颖等 六盘山晚更新世以来抬升过程沉积响应及环境效应 161 a. 萨拉乌苏组一段沉积期岩相古地理；b. 萨拉乌苏组二段沉积期岩相古地理；c. 萨拉乌苏组三段沉积期岩相古地理；d. 水洞沟 组一段沉积期岩相古地理；e. 水洞沟组二段沉积期岩相古地理；f. 全新世沉积期岩相古地理 图 8 清水河盆地晚更新世全新世沉积演化 Fig.8 Late Pleistocene-Holocene sedimentary evolution of the Qingshuihe basin 将会形成大的堰塞湖，西海固地区山青水绿的晚 更新世的面貌或许将会再次出现图 9。 5 结 论 a. 清水河盆地在晚更新世发育两期古湖，早期 古湖以萨拉乌苏组二段沉积记录为代表，时限上大 约相当于 79140 ka， 晚期古湖以水洞沟组一段沉积 记录为代表，时限上大约相当于 3219 ka。 b. 受六盘山晚更新世阶段性构造抬升影响，清 水河盆地在萨拉乌苏期和水洞沟期发育 2 期完整的 湖进湖退沉积旋回。萨拉乌苏组沉积初期以冲积 扇相、河流相、泛滥平原相和三角洲相为主，随着 地壳沉降，沉积环境演变为湖相和滨湖相为主，萨 拉乌苏组三段沉积时期发生构造抬升和湖退，湖水 逐渐退出清水河盆地，沉积环境则以风成相黄土沉 积、湖陆过渡相和滨浅湖相为主。水洞沟组沉积初 期以冲积扇相、泛滥平原相、河流冲积相、滨湖相 和湖相沉积为主，沉积末期受六盘山构造抬升影 响，湖水又一次退出清水河盆地，沉积环境以泛 滥平原相、湖陆过渡相、滨湖相、沼泽相和浅湖 相沉积为主。 c. 清水河盆地在晚更新世水洞沟组二段沉积 初期，由于六盘山的快速抬升，古湖被彻底打破， 清水河贯通向北注入黄河，由早期封闭的古湖体系 转变为开放的河流体系，清水河流域的生态环境开 始恶化。 162 煤田地质与勘探 第 48 卷 图 9 清水河盆地晚更新世以来古湖演化过程及未来发展趋势 Fig.9 The evolution history of ancient lakes in the Qingshuihe basin since the Late Pleistocene and the development tendency in the future d. 晚更新世末期至全新世，由于六盘山主体部 位的快速抬升，清水河盆地冲积扇体快速堆积，随 着扇体范围的不断扩大，有进一步阻断清水河形成 新的现代湖泊的发展趋势。 请听作者语音介绍创新技术成果 等信息，欢迎与作者进行交流 参考文献References OSID 码 [1] 宋友桂，方小敏，李吉均，等. 晚新生代六盘山抬升过程初 探[J]. 中国科学D 辑，2001，31增刊 1142–148. 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