肖家窯火山活動(dòng)的沉積響應(yīng)及其對(duì)區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的指示.pdf

1、肖家窯火山所在的大同盆地位于上地幔隆起帶上，由于這里的地殼厚度相對(duì)周邊地區(qū)薄弱、存在許多斷裂帶，導(dǎo)致地球內(nèi)部上地幔物質(zhì)向上運(yùn)動(dòng)并產(chǎn)生巖漿活動(dòng)，第四紀(jì)時(shí)期火山活動(dòng)活躍。本文通過(guò)肖家窯火山活動(dòng)的沉積響應(yīng)特征分析探討其與區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系，最終為大同盆地構(gòu)造運(yùn)動(dòng)研究奠定基礎(chǔ)，同時(shí)為山西地塹系的湖盆構(gòu)造演化機(jī)制提供新的線索。
　　 野外調(diào)查我們發(fā)現(xiàn)，肖家窯火山錐在火山噴發(fā)時(shí)是位于古湖之中的，除錐體上部以外，其四周都為湖水淹沒(méi)。在此背

2、景下，火山噴發(fā)后的火山渣、火山灰落入湖水之中后，都經(jīng)過(guò)湖濱水流的搬運(yùn)再沉積，形成了具有顯著層理的火山物堆積層，并與湖相粉砂粘土層呈互層分布。
　　 我們分別在火山錐中上部和坡麓地帶選取了兩個(gè)具有代表性的剖面來(lái)分析：①火山噴發(fā)物沉積層的測(cè)量。在火山錐的中上部，在湖濱附近沉積的、呈層狀的火山彈、火山礫、火山碎渣和火山灰層，產(chǎn)狀發(fā)生了傾斜，且位于底部、形成時(shí)代逾早的沉積層傾角越大。通過(guò)標(biāo)志層追蹤和測(cè)量得出：第一期沉積層的傾角約34°，

3、第二期沉積層約20°，第三期10°，第四期為6°，分別代表著不同的火山活躍時(shí)期；②我們對(duì)上覆第四期火山噴發(fā)物的黃土層進(jìn)行了磁化率測(cè)量，對(duì)上覆第三期火山噴發(fā)物的湖相沉積粉砂層進(jìn)行了OSL測(cè)年。上覆黃土-古土壤序列的初步研究顯示：第四期火山活躍期發(fā)生在L1黃土堆積期；OSL測(cè)年結(jié)果顯示，第三期火山活躍期發(fā)生在L2黃土堆積期；根據(jù)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，第二期和第一期火山活躍期時(shí)代可能分別對(duì)應(yīng)于L5、Ls黃土堆積期。第一、第二、第三活躍期火山堆積層為湖濱環(huán)

4、境下的沉積，第四活躍期的堆積層為氣下堆積；其中第二、第四活躍期堆積層之上覆蓋了黃土-古土壤層，第一、第三活躍期堆積層之上覆蓋了湖相沉積層。③通過(guò)火山錐中上部和坡麓的第一、第三活躍期之上的湖相層樣品的粒度實(shí)驗(yàn)顯示：粒度頻率曲線和概率粒度累積曲線和相關(guān)參數(shù)分析表明湖泊的沉積環(huán)境不穩(wěn)定，反映了最底層具有不穩(wěn)定的水動(dòng)力，這與火山活動(dòng)引起古湖的水體動(dòng)蕩有關(guān)；第一、第三活躍期堆積層之上的湖相沉積物粒徑里現(xiàn)出韻律變化，由底部至上部由粗逐漸變細(xì)，對(duì)應(yīng)的

5、是湖進(jìn)序列，再由細(xì)逐漸變粗，對(duì)應(yīng)的則是湖退序列。這種韻律變化與區(qū)域的湖進(jìn)、湖退有密切關(guān)聯(lián)。
　　 根據(jù)區(qū)域湖進(jìn)湖退的影響因素和過(guò)程分析，肖家窯火山區(qū)域湖進(jìn)湖退的變化模式屬于快速湖退、緩慢湖進(jìn)。肖家窯火山區(qū)域的湖進(jìn)湖退的主要是由構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起的，區(qū)域的湖盆屬于外流湖盆，而對(duì)于外流湖盆水面的高度主要取決于出水口處的門(mén)檻高度。湖盆底部與門(mén)檻高度的間距差變小，大量的湖水則外泄，產(chǎn)生湖退現(xiàn)象；如果間距差變大，則產(chǎn)生湖進(jìn)現(xiàn)象，區(qū)域湖進(jìn)湖退與湖

6、盆底部抬升和下沉有關(guān)聯(lián)。
　　 根據(jù)肖家窯火山區(qū)域盆地內(nèi)部地球物理資料可知：肖家窯火山活動(dòng)活躍期指示著在對(duì)應(yīng)于黃土Ls、L5、L2和L1堆積時(shí)期，盆地地殼深部上地幔物質(zhì)上拱非常強(qiáng)烈。火山爆發(fā)時(shí)期引起的大幅湖退是與上地幔物質(zhì)強(qiáng)烈上拱有關(guān)。上地幔物質(zhì)的強(qiáng)烈上拱一方面會(huì)使得盆地地殼抬升，盆底也相應(yīng)被抬高且降低了與下游水流門(mén)檻的高差，大量湖水外瀉，產(chǎn)生強(qiáng)烈的湖退事件?；鹕椒€(wěn)定或平靜期間也就是在上地幔上拱活動(dòng)較弱或較平靜時(shí)期，已經(jīng)上拱的上