摘要
青藏高原隆升是新生代以来最重大的地质事件之一，其隆升时间、构造变形幅度以及变形方式等一直是地学界研究的热点。高原隆升不仅造成了周围地块的强烈构造变形，还对区域季风演化及全球环境变化有着重要影响。高原周边大量新生代地层很好的记录了高原构造变形过程及古环境演化信息。前人从古地磁学、孢粉学、古生物学、沉积学等多个角度对这些地层开展了大量的研究来探讨上述问题，取得很多成果。但是，这些研究主要集中在青藏高原东北部柴达木和临夏及北部塔里木地区的构造变形过程及古环境演化等方面内容，且大多集中在晚新生代，对于早新生代地层和青藏高原东南缘的研究相对较少。 云南地区位于青藏高原东南缘，是青藏高原东南向逃逸的主体部分，也是受印度季风影响的典型区域。该地区发育沉积了巨厚的早新生代地层。这些广泛发育的地层应该很好的记录了该地区早新生代受印度-欧亚板块碰撞影响东南向逃逸和变形及印度季风形成演化的早期历史。然而由于长期缺乏精细年代控制，云南地区早新生地层划分混乱、地层年代并不清楚;而对于该地区古环境的研究主要以生物化石为研究手段，其它古环境研究相对匮乏，早新生代环境认识还比较初泛。云南晚始新世蔡家冲组-小屯组地层含有著名的蔡家冲和小屯动物群，含有大量的始新世哺乳动物化石，如:雷兽、中间巨犀等。这些生物化石可以为地层提供宏观的年代控制，也为当时的地层沉积提供了大致的古环境。同时，这些生物化石组合与其它多个地区地层中的化石组合相似，其产出地层可作为参考地层而存在。确定该沉积地层的精细年代和古环境，对于认识云南始新世的构造演化和环境变化，以及确定其它相似地层的年代和环境演化具有重要的意义。另外，通过多次野外考察，在发现蔡家冲哺乳动物化石群的曲靖蔡家冲村蔡家冲组地层顶部发现厚层火山凝灰岩，可为地层的精细年代序列和古环境研究提供精确的年代限定。 因此，选取曲靖盆地蔡家冲村的晚始新世蔡家冲和小屯组地层开展精细磁性地层年代学研究和古环境演化研究。通过对出露较好的163米天然剖面地层样品的采集与覆盖严重地层88米钻孔岩心样品的钻取相结合方法，利用高精度磁性地层年代学方法，结合地层中化石的宏观年代和火山凝灰岩锆石U-Pb精细年代，以建立蔡家冲组-小屯组的精细地层年代序列;在此基础上，利用环境磁学手段（x、SIRM、IRM、x-T、磁滞回线），探讨晚始新世古环境的变化。本研究从上述251米剖面中分别获取了约500块古地磁和环境指标样品和一个火山凝灰岩样品。 通过对蔡家冲组顶部火山凝灰岩锆石U-Pb年代测试分析，揭示其沉积年代为35.49士0.78 Ma;近500块古地磁样品的退磁和岩石磁学分析，揭示携磁矿物主要以磁铁矿和/或赤铁矿为主，468个样品记录了稳定可靠的特征剩磁方向。这些特征剩磁方向共恢复了10条正极性带和9条负极性带。依据化石宏观年代(晚始新世）及地层项部凝灰岩精细年代控制，将极性条带中N2-R9与标准极性柱中的17n-20r分别进行对应;同时分别依据N2-R3的沉积速率(2 cm/ka)和R7-R9沉积速率4 cm/ka，指示出剖面项部真实年龄可能为36.2 Ma，下界年龄为46.2 Ma。上述磁性地层年代限定小屯组年代范围为41.18-＞46.2 Ma，蔡家冲组年代范围为＜36.2-41.18 Ma，指示曲靖盆地形成于46.2 Ma之前;依据地层顶部年龄36.2 Ma和顶部沉积速率2 cm/ka，推测位于蔡家冲组顶部下方25 m处雷兽等哺乳动物化石群的精确年代为37.3 Ma。 通过地层的岩石磁学（x、SIRM、IRM、x-T、磁滞回线）分析，结合沉积相变化，揭示出小屯组-蔡家冲组期间盆地经历了四个演化阶段，其中前三个阶段(46.2-36.35 Ma)沉积相由河流-浅湖相逐渐演化为半深湖相，磁化率呈逐步降低的趋势，频率磁化率值和SIRM与之有相同的变化趋势，逐渐降低，通过典型样品岩石磁学指标测定表明，磁性矿物种类由磁铁矿为主转变为磁铁矿和赤铁矿混合，然后转变为粘土矿物为主，同时含有少量磁铁矿;第四阶段(36.35-36.2Ma)伴随着火山碎屑物质的出现，磁化率值突然升高，SIRM也有着突然升高的趋势，并且典型样品的岩石磁学分析表明，这一阶段，磁性矿物以磁铁矿为主。通过一系列的岩石磁学指标分析，结合其他证据（区域环境变化），揭示出磁化率值的降低主要受成壤作用减弱所导致的磁性矿物种类和含量的变化以及环境变化所引起的磁性矿物总流量变化的影响。对于成壤作用减弱的成因，与通常环境变干冷造成的成壤作用减弱不同，该地层成壤作用的减弱是由于沉积环境由河流-浅湖逐渐转变为半深湖，氧化环境逐步转变为还原环境，进而引起成壤作用减弱。对于沉积环境变化的原因，可能由局部的构造运动造成或是环境变湿的影响。结合磁性矿物含量的变化以及沉积速率变化特征，指示沉积环境的变化可能是由环境变湿或者环境变湿及构造运动共同作用所造成的。上述研究表明，在相同物源环境下，磁化率值的变化在一定程度上响应古环境变化。因此，磁化率可作为早新生代环境变化研究的一种有效代用指标。
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