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甘肃陆内演化阶段:形成陆内盆山构造格局

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:中、晚二叠世开始,甘肃各地陆续进入陆内演化阶段。北山地区最早,北祁连—北秦岭、阿拉善南缘、鄂尔多斯西缘在晚石炭世—早二叠世进入陆内演化阶段,中南祁连及中秦岭在晚三叠世进入陆内演化阶段,阿尼玛卿以南在晚三叠世以后进入陆内演化阶段。使新近纪形成的准平原地貌发生剧烈变革,形成了由隆起的高山和沉降的盆地构成的陆内盆山构造格局。

甘肃陆内演化阶段:形成陆内盆山构造格局

中、晚二叠世开始,甘肃各地陆续进入陆内演化阶段。北山地区最早,北祁连—北秦岭阿拉善南缘、鄂尔多斯西缘在晚石炭世—早二叠世进入陆内演化阶段,中南祁连及中秦岭在晚三叠世进入陆内演化阶段,阿尼玛卿以南在晚三叠世以后进入陆内演化阶段。一般通过陆内挤压造山作用,内陆盆地沉积不整合在挤压造山的褶皱地层之上,或海陆交互相转化为内陆盆地,或通过碰撞造山作用实现海陆转化。

这一阶段生物主要有头足类、腕足类、腹足类,以及双壳纲、有孔虫植物等。肃北大冰沟西产古栗蛤、褶翅蛤等双壳纲化石,以及腕足类、腹足类化石,颇为丰富(蔡凯蒂,1993)。夏河扎油沟产丰富菊石、双壳纲及少量腹足类、腕足类及植物化石(蔡凯蒂,1993)。景泰五佛寺肋木—脉翅羊齿植物组合发现有13个属种的植物化石,白银丁家窑脊囊—艾羊齿植物组合发现有40多个属种的植物化石(蔡凯蒂,1993)。

早侏罗世—早白垩世,在结束大规模挤压造山以后,进入以走滑断裂活动为主要特征的大陆地壳内部各块体的均衡调整期,形成陆内造山带内部的一系列走滑拉分盆地。祁连山、西秦岭内均形成一系列侏罗纪白垩纪走滑拉分盆地。兰州西宁盆地也在侏罗纪开始发生构造沉降,白垩纪时形成大型内陆盆地。晚白垩世—古新世,甘肃省及周边进入一个均衡夷平期。除兰州—西宁盆地及马鬃山、河西走廊、北秦岭等个别地方外,均缺失这一时期沉积。

进入侏罗纪,随着甘肃省全面进入陆相沉积时代,海洋生物绝迹。植物开始大量繁衍,演化迅速,出现了双壳纲、叶肢介、腹足类、鱼类等淡水动物。中侏罗世植物繁盛,中祁连、秦岭以北蕨类植物十分发达,枝脉蕨、蚌壳蕨及松型叶为主,银杏类较多,缺乏苏铁类;以南则多多种枝脉蕨为主,苏铁类、松柏类较多,但没有银杏类(赵宗宣,1998)。双壳纲分布普遍,叶肢介以真叶肢介为主,介形类以达尔文介为主(赵宗宣,1998)。晚侏罗世开始出现更高等的脊椎动物。永登喇嘛沟享堂组出产合川马门溪龙、苗氏孙氏鳄等爬行动物(甘肃省地质矿产局,1989)。中侏罗世是甘肃省最重要的成煤期,甘肃省主要的煤田如陇东煤田、潮水煤田、窑天煤田、靖远煤田和肃北煤田都主要属于这一时期,主要含煤层有延安组、龙凤山组、窑街组、青土井组、沙婆泉组等(王普,2014)。

白垩纪爬行动物繁盛。肃北公婆泉盆地和俞井子盆地中沟组先后发现大量恐龙化石及其他动植物化石(Tung,1997;You,2002),称为马鬃山恐龙化石组合(张茜楠et al.,2015)。包括了晚白垩世繁盛的鸭嘴龙超科、新角龙类等几个主要恐龙类群的基干成员,某些种类体型巨大如巨大北山龙、似大地懒肃州龙等;但没有鹦鹉嘴龙科的恐龙,区别于著名的辽西热河生物群恐龙组合;是中国北方早白垩世恐龙演化的代表(尤海鲁and罗哲西,2008;张茜楠et al.,2015)。兰州附近河口群中也出产大量恐龙化石,如巨齿兰州龙(You and Qiang,2005)、刘家峡黄河巨龙(尤海鲁et al.,2006)等。在盐锅峡河口群地层中揭露大量恐龙足印化石(Du et al.,2003;杜远生et al.,2002;李大庆et al.,2000;李大庆et al.,2001;彭冰霞etal.,2004),在临洮中铺(邢立达et al.,2014)、兰州花庄(蔡雄飞et al.,1999)也有恐龙足印化石发现。白垩纪结束时恐龙灭绝。

古近纪气候炎热,普遍有以石膏为主的盐类沉积。古新世—始新世生物不太繁盛。邻区青海民和隆治沟西宁群下部富含介形类、轮藻和孢粉化石(甘肃省地质矿产局,1989;瞿毓沛and蔡体梁,1984)。始新世末—渐新世初,印度大陆岩雅鲁藏布江一带与欧亚大陆碰撞,造成整个中国西部地区地形全面反转,由北高南低变为南高北低(陈志明,1993)。渐新世甘肃气候整体干旱,石膏等盐类矿物较多,并成为地层对比的重要标志之一(瞿毓沛and蔡体梁,1984)。兰州南坡坪和甘家滩产有哺乳动物及鱼类、爬行类化石,分别称为南坡坪动物群和峡沟动物群(颉光普,2004;王伴月and邱占祥,2000)。和政及周边各县产出大量新生代动物化石,是我国乃至欧亚大陆晚新生代哺乳动物化石最富集的地区之一(邓涛,2004;邓涛,2005;邓涛et al.,2004),被称为和政动物群。和政地区晚渐新世的巨犀动物群产于椒子沟组下部,以准噶尔巨犀为代表,巨犀体长可达8m,肩高超过5m。当时和政地区以温暖湿润的森林环境为主,间杂一些开阔地带(刘刚et al.,2016;邱占祥et al.,2004)。

新近纪甘肃大部较温暖湿润,出现了以犀牛、长鼻类、三趾马为代表的动物群。兰州皋兰山、李麻沙沟、咸水河产有大量哺乳动物化石,如巨犀、象等,可划分为6个动物群(颉光普,2004)。和政地区中中新世的铲齿象动物群以铲齿象、嵌齿象和轭齿象为代表的长鼻类最为丰富,保存一套世界上最为完整的铲齿象个体发育系列头骨化石,十分珍贵。当时和政地区比较晚渐新世更加温暖湿润,分布丰富水体(刘刚et al.,2016)。和政地区晚中新世的三趾马动物群包括100多种大型动物,和现在非洲大草原的动物群性质接近。所产化石在数量和质量上不但超过了国内著名的山西保德和陕西府谷,也超过了欧洲的希腊佩科米和萨摩斯(刘刚et al.,2016)。三趾马动物群以大唇犀化石最为丰富(邱占祥et al.,1987),还产有世界上最大的鬣狗化石,以及布氏和政羊等代表性动物。当时和政地区已变为半干旱的稀树草原,季节性变化加强(刘刚et al.,2016)。(www.xing528.com)

图1-10 和政不同年龄的铲齿象化石

晚上新世—早更新世由于青藏高原的强烈隆升,造成高原周边强烈的构造差异性升降。在阿尔金山、祁连山、秦岭,新近纪红层被抬升到海拔3000m以上(冯益民et al.,2003;冯益民et al.,2002;徐学义et al.,2008)。使新近纪形成的准平原地貌发生剧烈变革,形成了由隆起的高山和沉降的盆地构成的陆内盆山构造格局。

隆升的青藏高原阻碍了北来的印度洋暖湿气流,秦岭和内蒙古高原的抬升影响了太平洋暖湿气流的西进,帕米尔高原的形成阻挡了大西洋方向的暖湿气流的抵达,第四纪以来甘肃整体向干旱寒冷的方向发展(曹兴山,1996)。同时在冰期和间冰期的影响下,甘肃呈现出干冷和温湿交替变化的局面。早更新世午城黄土开始堆积,甘肃大部处于森林草原环境。和政地区的午城黄土中产有以真马为代表的真马动物群,其中埃氏马是世界上最大的真马(邱占祥et al.,2002),头骨长度达到0.73m,是世界上最长的马脸。还出现了世界上年代最为久远的披毛犀(邓涛,2002;邱占祥et al.,2002),是冰期开始的一个重要指标(邓涛and W.Downs,2002;刘刚et al.,2016)。肃北大麻黄沟、马莲泉等地有巨大漂砾呈垄岗状分布在较大沟谷两侧,漂砾之上见有典型的熨斗石、马鞍石、冰川擦痕、冰蚀凹槽分布(曹兴山,1997)。陇东的午城黄土内产木瓜咀动物群和巴家咀动物群(甘肃省地质矿产局,1989),木瓜咀动物群出土著名的黄河象化石,是一种剑齿象。

中更新世离石黄土开始堆积,合水张旗的金沟动物群由小型哺乳动物啮齿目、兔形目及食虫目组成(郑绍华,1976),是一种温暖干旱草原环境下的产物。晚更新世的环县刘家岔萨拉乌苏动物群主要由大型哺乳动物组成(祁国琴,1975),是一种温带草原气候河湖环境。萨拉乌苏动物群伴有大量石器,为旧石器晚期(甘肃省地质矿产局,1989;谢俊义and伍德煦,1980)。环县刘家岔和楼房子还保留有古代人类用火的遗迹(谢俊义and伍德煦,1980)。

全新世经历了多次气候波动,形成了冰碛物、洪积物、风成沙、风积黄土、亚砂土、亚粘土以及蒸发岩等沉积物,生物面貌和今天基本一致,随着气候的波动发生变化,人类开始参与地质作用。

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