西秦岭北缘断裂带内漳县含盐盆地沉积特征与断裂活动过程研究

This project is intended to fully take use of the opportunity of Zhangxian salt mine exploration in the West Qinling North Margin Fault Zone (WQNMF) to clarify and establish tectonic evolution model of the WQNMF during Mesozoic-Cenozoic era. By pollen and micro-body fossils analysis and identification for the samples obtained in drill hole, the era of Zhangxian salty strata would be determined. By K-Ar or Ar-Ar dating for clay mineral illite, ESR dating for apatite and quartz, fissile trail traces dating for gypsum, and thermal era dating for apatite, age frame of Zhangxian salty basin deposition process established. By careful fine-micro observation and geochemical analysis for drilling rocks, comparison with domestic and abroad salty basins, we will reconstruct the palaeogeographic environments of Zhangxian salty basin and couple its paleo-environmental change time sequence with its deformation history and the process. Based upon above, the inverse problem for the control of multiphase faulting for salty basin formation will be analyzed, which will be helpful to reveal post-orogenic tectonic process and tectonic evolution model of WQNMF. This case study for WQNMF and salty basin would provide geological constraint on temporally and spatially remote response of India-Eurasia collision, uplift process and deformation mechanism of the Qinghai-Tibet plateau. It will also provide the basic geological support for perspective exploration of salt, sandy gold, oil and gas resources in Mesozoic-Cenozoic continental basin in Western China.

本项目充分利用西秦岭北缘断裂带内的甘肃漳县盐矿勘探工作中已完成的和将进行的深孔岩心，采用孢粉分析、微体古生物鉴定对比及岩石物理力学性质对比，确定漳县盐矿地层时代；采用粘土矿物伊利石K-Ar或Ar-Ar、石英、磷灰石ESR、石膏裂变径迹测年和磷灰石热年代学研究，构建漳县盐矿盆地沉积过程年龄格架；进行钻孔岩心细观和微观结构分析、地球化学分析研究，同国内外陆相成盐盆地对比，恢复盆地的古地理环境；耦合漳县盐矿盆地沉积环境变化的时间系列和盐层变形的历史过程，求解构造对成盐作用控制的反问题，揭示西秦岭北缘断裂带后造山期的活动过程，构建西秦岭北缘断裂带地质构造演化过程模型。研究成果将为探讨印度-欧亚板块碰撞的远程构造响应的时间和方式、青藏高原隆升过程模型和变形机制等重大科学问题提供基础地质事实约束，还将为西部陆相盆地盐类、砂金及油气资源勘查提供理论参考。

项目以西秦岭北缘构造带漳县含盐红层盆地和北缘断裂带主要断层为研究对象，充分利用漳县盐矿普查、勘探资料，以大比例尺地质填图和剖面观测、构造解析和与沉积环境分析为主要方法，以漳县含盐盆地沉积序列、沉积环境、构造变形、边界断层特征及其与盆地之间动力学关系等为研究内容，以查明漳县含盐盆地构造属性和西秦岭北缘主要断层构造变形几何学-运动学历史，确定西秦岭北缘构造带新生代构造状态及其与青藏高原东北缘变形与隆升的关系为研究目标，为印度与欧亚板块碰撞在西秦岭的远程构造响应提供地质约束。研究主要取得了如下进展：（一）重新厘定了西秦岭北缘漳县段新生代红层地层格架：确定了漳县含盐盆地时代为中新世，不整合在含盐地层之上的韩家沟砾岩为上新世。澄清了长期以来把漳县地区的红层归入下白垩统河口群或磨沟组、把韩家沟砾岩归入古近系或上白垩统麦积山组的模糊认识；（二）提出了漳县含盐红层盆地为伸展断陷盆地的新认识，为新生代西秦岭北缘构造状态提供了地质约束：漳县含盐红层盆地总体呈粗-细-粗的沉积序列和其与北缘断裂的空间构造配置关系，揭示了漳县含盐盆地为一个经历了拉张-断陷-凹陷-抬升消亡的沉积过程，具有伸展性质的不对称断陷盆地特征。（三）查明了漳县含盐盆地构造变形的古构造应力场特征。对漳县含盐盆地的褶皱、节理、断层等构造要素观测、统计、分析揭示了其盆地封闭后，即中新世末期-上新世以来，先后经历了最大主压应力为NW-SE、NE－SW、近E－W和近S－N向四期古构造应力场作用，四期构造应力场的中间应力轴（σ2）多近于直立，指示了其主要受区域走滑作用控制。西秦岭北缘中新世具有伸展断陷性质的含盐红层盆地存在，指示了其在中新世处于伸展拉张的构造状态。这对地学界长期以来认为新生代以来西秦岭北缘断层主要以挤压逆冲，并发育所谓的前陆压陷挠曲盆地的认识提出了质疑，认为印度板块与欧亚板块碰撞汇聚的动力学系统至少在中新世尚未波及西秦岭北缘。印度板块与欧亚板块碰撞汇聚构造应力真正传递到西秦岭北缘应是盆地封闭后。韩家沟砾岩出现和含盐红层盆地经历的多期构造应力场改造可能是西秦岭进入青藏高原隆升与逆冲-走滑动力学系统的地质标志，是中新世末期-上新世以来的事件。上新世以来漳县地区四期构造应力场反映出的走滑作用特征，可能是青藏高原东北缘块体的向东挤出或中下地壳由西向东流动联合作用产生的表层构造响应。