Morfologi Cekungan dan Seismik Stratigrafi Danau Donggi Cona di Timut Laut Dataran Tinggi Tibet, China

Ridhotul Ghiaz Hadhary12/331068/PA/14435

Abstrak

Morfologi cekungan dan stratigrafi pengendapan Danau Donggi Cona di Timur laut Dataran Tinggi Tibet China telah diteliti menggunakan echo depth sounding dan profiling seismik dangkal bawah permukaan. Cekungan ini merupakan pull-apart structure pada patahan Kunlun yang masih aktif. Terdiri dari struktur graben pada kedalaman 92 m bagian barat cekungan, dan yang lebih dangkal pada bagian timurnya, yang terakhir kali terisi oleh sedimen fluvial dari alluvial plain. Tiga level morfologi yang penting diidentifikasi pada kedalaman 24 m, 39 m, dan 57 m di bawah level danau saat ini. Ketiganya terbentuk oleh penurunan cekungan saat pengendapan sedimen prograding delta yang membentuk morfologinya. Struktur tektonik yang dulu, mengontrol aktivitas neotektonik (saat ini), yang sepertinya hanya memiliki pengaruh kecil saja pada morfologi cekungan saat ini. Cekungan ini terisi sedimen sedikitnya 30 m ketebalan di deposenter. Sebanyak 3 unit pengendapan utama dapat dibedakan. Yang dibedakan dengan perubahan litologi pada inti sedimen, ketiganya memberikan bukti bahwa terdapat fluktuasi level danau dan perubahan dramatis (secara signifikan) pada volume danau. Sebuah acuan umur yaitu ~19.000 SM pada dasar inti sedimen, dapat membuat rekonstruksi sementara dari perkembangan danau jaman Late Glacial Holocene. Level dasar yang sangat rendah mendahului waktu formasi delta selama level danau lebih tinggi sekitar 26 m, lebih rendah disbanding setelahnya selama Last Glacial Maximum, yang membuatnya hanya 18% dari ukuran danau sekarang. Pada saat transisi ke Holocene, level danau dengan sangat cepat berubah ke lingkungan danau dalam. Jadi, proses transgresi bisa mendukung pembentukan danau.

1. PendahuluanCekungan danau yang berada di tengah tengah dataran tinggi, seperti Danau Donggi Cona di timur laut dataran tinggi Tibet, China ini dipercaya sebagai bahasan yang istimewa untuk dipelajari, khususnya dihubungkan dengan proses dinamika yang mendukung perubahan lingkungan pengendapan berdasarkan waktu. Rekaman danau dari timur laut Dataran tinggi Tibet menunjukkan bahwa banyaknya air danau berkaitan erat dengan perubahan pola sirkulasinya (Wunnemann et al., 2007b; Chen et al., 2008), yang juga mempengaruhi perkembangan gletser di Dataran Tinggi Tibet(Owen et al, 2008;. Owen, dalam pers). Namun, anggaran air sebagai hasil dari siklus hidrologi regional serta sedimen arsitektur dan sedimen komponen dalam sebuah danau basin sangat tergantung karakteristik pembentukan lokal dalam pengaturan tektonik dan pada hubungan suhu dan presipitasi daerah juga (Blais dan Kalff, 1995; Holmes et al., 2007). Rekonstruksi palaeoclimate sebelumnya berdasarkan multi-proksi analisis sedimen danau dari beberapa situs di Asia Tengah (misalnya Wunnemann et al., 1998, 2006, 2007a, 2007b, Zhang et al., 2000, 2002) menunjukkan bahwa terdapat hubungan yang kompleks antara berbagai proses iklim dan non-iklim (misalnya tektonik atau dampak manusia) mempengaruhi dinamika lanskap menginduksi secara spasial dan temporal, beda tanggapan variabel dan frekuensi. Dan itu tidak diragukan lagi akibatnya, yang mungkin menjadi salah satu alasan bahwa melaporkan catatan palaeoclimate resolusi tinggi adalah sedikit heterogen dan tak tertandingi. Untuk mengaktifkan koneksi antara berbagai informasi dari darat dan endapan danau, spasial dan temporal. Informasi Palaeoenvironmental seperti jalan dan dinamika sepanjang kaskade sedimen perlu dipertimbangkan. Dalam danau, pengembangan cekungan morfologi terutama ditentukan oleh proses non-iklim (misalnya tektonik). Namun, pengaruh iklim dapat mengubah perkembangan cekungan, misalnya oleh dinamika glasial dan fluktuasi level danau, juga. Sebagai cekungan danau yang depocentres untuk partikel catchment-wide dan pengendapan, yang keduanya mengintegrasikan dinamika lanskap terrestrial dan proses lakustrin lebih dari sepanjang periode waktu. Studi Basin-morfologi sangat penting untuk memahami system internal dinamika danau seperti variasi suhu musiman, pola air stratifikasi, aktivitas biologis dan distribusi spasial sedimen. Selainnya, hal itu dapat memberikan informasi tentang evolusi danau dan dikombinasi dengan seismic stratigrafi untuk nembantu menguraikan sensitivitas iklim cekungan tertentu. Penerapan stratigrafi seismik di cekungan danau sangat cocok untuk menyimpulkan sejarah pengendapan fluktuasi sedimentasi, level danau glasial dan pasca-glasial dan / atau dampak neotektonik (Niessen et al., 1999; Colman et al., 2002; D'Agostino et al., 2002; Brooks et al., 2005; Anselmetti et al., 2006; Colman, 2006; Hofmann et al., 2006; Beres et al., 2008; Wagner et al., 2008). Namun, sedikit yang diketahui tentang morfologi cekungan dan distribusi spasial sedimen di danau Tibet, selain Danau Qinghai (Lister et al., 1991; Henderson et al., 2003; Shen et al., 2005) dan Nam Co (Daut et al., dalam masalah ini). Penelitian ini, di Danau Donggi Cona mengikuti geomorfologi yang komprehensif dan pendekatan limnogeological untuk meningkatkan pemahaman proses dinamis pembentukan tanah yang diatur oleh faktor iklim dan non-iklim pada catchment scale. Data morfologi dan seismik dari Danau Donggi Cona berasal dari echo depth sounding dan profiling seismic dangkal bawah permukaan untuk mengidentifikasi (i) fitur morfologi di cekungan danau, (ii) arsitektur tata ruang sedimen dan penyebab variabilitas, dan (iii) lokasi yang tepat untuk pengeboran sedimen. Sekarang morfologi cekungan sedimen dan stratigrafi secara umum dijelaskan menggunakan model batimetri dan dipilih bagian kunci seismik. Urutan sedimen disimpulkan dengan pembandingan inti sedimen dari Danau Donggi Cona dan membahas berbagai potensi fluktuasi level danau selama 20.000 tahun terakhir. Karya ini merupakan bagian dari Program penelitian multidisiplin Sino-Jerman yang bertujuan merekonstruksi perkembangan pembentukan, iklim dan ekosistem di Dataran Tinggi Tibet.

2. Regional SettingDanau Donggi Cona, juga disebut sebagai Dongxi Co (Van der Woerd et al., 2002) atau TuosuHu (Fu dan Awata, 2007), terletak pada marjin utara-timur Dataran Tinggi Tibet di QinghaiProvince, Cina (3518N, 9832E, 4090 mdpl Gambar. 1), barat laut dan timur pegunungan A'nyemaqen dan Kunlun. Danau Donggi Cona memiliki serangkaian struktur pull-apart cekungan sepanjang sesar Kunlun dengan A'nyemaqenShan, yang puncak melebihi 6000 mdpl, yang mewakili masing-masing punggungan push-up ke arah tenggara dari danau resapan (Van der Woerd et al., 2002; Fu dan Awata, 2007). Patahan Kunlun mengakomodasi konvergensi dari tumbukan lempeng Indo-Asia yang sedang berlangsung. Asal Donggi Cona cekungan, dimulai selama jaman Trias Tengah sampai Trias Akhir (Xu et al., 1997cited infu dan Awata, 2007) atau selama Pliosen ke Awal Pleistosen (Zheng et al, 2000;. Wu et al., 2001). Danau Donggi Cona mengisi setengah bagian barat dari 60 km panjangnya dan lebar 20 km dengan struktur cekungan pull-apart, dengan tangkapan dari 3174 km (Gbr. 1). Daerah utara dari Trias Awal dan tengah terdapat batugamping dan batupasir (Wang et al., 2001; Wang dan Yang, 2004) yang patah terhadap Trias kuarsit dan batu serpih hitam hijau. Pada blok cekungan rift yang selaras ditindih oleh konglomerat kemerahan Neogen dan batupasir (sama dengan yang dijelaskan di Zheng et al., 2000). Di selatan, cekungan terikat oleh sebuah punggungan uplift gunung terdiri dari Batugamping Permian Tengah. Sayatan fluvial membentuk lembah berbentuk V. Morain lateral dan lembah berbentuk U. Yang menunjukkan bekas glasiasi, meskipun tidak secara langsung mempengaruhi danau cekungan itu sendiri.

3. Data dan MetodeDengan echo depth sounding dari 3977 titik di seluruh danau yang dilakukan pada musim panas tahun 2006 dengan menggunakan Dual-Beam Garmin fishfinder, ditambah dengan GPS. Pada saat yang sama, profil akustik bawah permukaan dilakukan dengan speed boat rata-rata 5 km / jam menggunakan singlechannel sebuah GeoPulse 3,5 kHz sistem Profiler (Geoacoustics) bersama 16 transek dengan panjang total 144 km (Gbr. 2). Kebanyakan transek yang berorientasi sebagai lintas-bagian di 90 ke Barat-Barat Laut dan Timur-Tenggara sepanjang danau. Tingkat pemicu gempa adalah 1 s. Akustik pulsa memungkinkan penetrasi sedimen danau atas sampai maksimum 50 m di bawah lantai danau. Sejauh mungkin, profil kedalaman gempa dan echo-sounding diperoleh pada saat yang sama. Waktu spasial disinkronkan, meskipun karena beberapa masalah teknis seperti GPS-coupling dari profil GeoPulse, dan dengan demikian, perbandingan absolut dengan data echo-sounding menjadi tidak mungkin. Stratigrafi seismik ditentukan oleh pemetaan seismik Perubahan refleksi (unconformities seperti struktur Onlap), geometri, dan linearitas mengikuti metode standar (Miall, 1984; Van Wagoner et al., 1990; Catuneanu et al., 2009), yang memungkinkan perbedaan dari beberapa unit pengendapan seluruh basin. Clinoforms sigmoidal menunjukkan sedimen delta dan potensi jalur patahan vertikal yang dipetakan dengan khusus, meskipun hanya beberapa transek yang disajikan di sini (Gbr. 2). Refleksi seismik dari sedimen atas danau sampai bawah umumnya dibandingkan dengan karakteristik litologi dari pengeboran.

4. Hasila. Basin MorphometryDanau Donggi Cona menunjukkan belah ketupat bentuk khas cekungan memisah. Danau ini terdiri dari bagian barat dan bagian timur (Gbr. 2). Bagian barat meliputi struktur graben asimetris dengan kedalaman danau maksimum 92 m. Graben ini ditandai dengan sebuah luas 30 km2, terutama bagian utara cenderung lebih curam sekitar 26, bagian tepi utara dan pantai selatan. Utara dari graben, lantai danau menunjukkan lereng yang relative landai kurang dari 5 yang melewati danau utara dan ujung utara-barat. Bagian timur danau cekungan ditandai dengan arah dari barat-utara yang cenderung datar lerengnya kurang dari 2. Ini merupakan kelanjutan dari tenggelamnya dataran aluvial besar, yang menempati bagian timur sub-aerial cekungan terpisah. Kedalaman air yang ada rata-rata pada bagian timur adalah 38-40 m di bawah permukaan danau ini. Danau ini memiliki permukaan 229 km2 (Tidak termasuk dua Pulau kecil 0,4 km2). Lebar maksimum adalah 9,5 km di bagian timur danau. Batimetri mengungkapkan volume danau saat ini 6,8 km3. Distribusi kedalaman hypsometric memberikan kedalaman rata-rata berbobot sekitar 30,3 m dengan standar deviasi berbobot 2,7 m (Gbr. 3). Kemudian ditampilkan empat mode di 39 m, 32 m, 24 m, dan 3 m di bawah permukaan danau, yang merupakan tingkat morfologi utama. Tingkat morfologi yang terlihat di danau batimetri serta di profil seismik. Tingkat paling menonjol adalah 24 m dan 39 m di bawah air danau. Pada level 3 m mewakili kelanjutan masa kini. Level lanjutan sekitar 57 m kedalaman air dapat dikenali hanya di daerah yang lebih dalam dari bagian barat seperti yang ditampilkan dalam batimetri dan sayatan seismik (Figs.2and4B).

b. Fault PatternJalur patahan didistribusikan di seluruh cekungan dengan dua garis patahan utama yang mencolok arah Barat Barat Laut ke Timur - Tenggara dan Barat Laut ke Tenggara, yang jelas menandai terdapat graben utara dan selatan di bagian barat (Gambar. 2). Jalur patahan ini berkumpul di barat menciptakan bagian terdalam dari cekungan. Mungkin saja mengalami tingkat tertinggi penurunan dan akumulasi, seperti juga ditunjukkan oleh sistematis utara pendalaman lantai graben sepanjang sumbu longitudinal. Sebagai bagian dari zona akomodasi cekungan. Patahan juga terletak di utara dan selatan dari pulau selatan dan barat dari pulau utara.

c. Seismo Depositional Unit Unit IUrutan pengendapan paling bawah (Unit I) hadir di sebagian besar transek seismik di seluruh cekungan dan merupakan cekungan utama. Menunjukkan adanya paket clinoform basinward prograding dari backscatter relatif rendah (kontras impedansi rendah, Figs.4A dan 5A). Di bagian timur dan utara tepi danau, Unit I bisa didefinisikan sebagai Unit pengendapan paling bawah. Dengan demikian, di utara danau lebih refleksi dengan impedansi rendah, semakin ke atas kontras gradasi menjadi lebih jelas dengan impedansi lebih tinggi muncul di atas sedikit reflektor hummocky dan menyusun deposito hingga 10 m tebalnya (Gbr. 5). Terdapat 2 subunit terdiri dari beberapa tumpukan sigmoidal yang memiliki karakteristik system prograding delta, yang ditandai dengan sedikit refleksi bertahap atau tiba-tiba berubah (Gbr. 5). Yang tidak dapat diidentifikasi di seluruh cekungan dan tampaknya akan terbatas pada bagian barat danau basin. Di level bawah 39 m, sub-unitnya mencapai ketebalan minimal 30 m. Sub-Unit Ib onlaps pada sub-unit Ia sepanjang batas graben, di mana sedimen yang mencapai ketebalan minimal 15 m.

Unit IIUnit II menunjukkan geometri asimetris seluruh cekungan. Sebuah perubahan drastis dalam lingkungan pengendapan terjadi dari prograding ke hemipelagic sedimentasi saat muka air naik. Dengan demikian, batas Unit II-III dapat diartikan dalam hal permukaan banjir maksimum (MFS). Tidak ada pemotongan Unit II yang terlihat, kecuali di daerah dangkal dari 30 m kedalaman air, di mana Unit II menipis dan Unit I tampaknyaberhubungan selaras dengan Unit III (Figs.4B dan 5B). Beberapa refleksi yang terdistorsi di unit paling bawah dapat dikaitkan dengan kehadiran material kasar atau batas urutan sekunder yang lebih lanjut. Namun, sebagian besar stratigrafi tertutup oleh gas, yang menciptakan akustik difraksi dan backscatter kuat pada atau di dekat sedimen permukaan.

Unit IIIYang paling atas adalah unit III, unit ini menampilkan ketebalan yang kurang lebih konstan sekitar 5 m terhadap cekungan, yang lebih tebal di graben, dimana terdapat kehomogenan relative dan sekuen refleksi parallel dengan kontras impedansi rendah. Di atas 24 m kedalaman air, unit III menunjukkan bentuk refleksi dengan frekuensi, pembentukannya upward hingga refleksi yang parallel sekitar level 39 meter. Unit III mengandung laminasi antara lanau-pasir sampai lankandungan karbonat lebih banyak pada bagian atasnya (gambar 6). Unit III ini berumur sekitar Pleistosen akhir dan Holosen.

5. Perkembangan Cekungan dan Danaua. Struktur Tektonik CekunganDua cabang patahan sepanjang bagian timur danau dan jelas menandai batas cekungan bagian utara dan selatan. Cabang selatan juga berbatasan dengan batas selatan pulau batugamping selatan. Utara pulau tampaknya menandai kelanjutan dari patahan graben besar menuju pantai utara bagian timur danau, meskipun bukti yang jelas untuk ini tidak dapat ditemukan. Pulai ini kemungkinan terdiri dari sedimen fluvial yang terangkat, mungkin juga dari perpanjangan kipas delta aluvial. Namun, sebagian besar struktur tektonik, patahan terutama secara vertikal seperti patahan sepanjang batas graben, serta tektonik mengubah satuan pengendapan, yang sekarang ditutupi oleh lapisan sedimen, mulai dari ketebalan antara 6 m dan lebih dari 10 m.

b. Daerah Asal Unit PengendapanSelain proses tektonik ada pula proses sedimen yang terkait denganfluktuasi level danau dan menciptakan fitur pengendapan yang berbeda.Pengaruh non-tektonik ini didokumentasikan dengan baik, misalnya oleh fosil delta dan delta plain.

c. Sejarah Pengendapan dan Fluktuasi Level DanauMeskipun estimasi tingkat rata rata sedimentasi dan penentuan waktu yang tepat dari perubahan lingkungan terhalang oleh kendala usia, pandangan sinoptik pada stratigrafi seismik dan perubahan litologi di inti sedimen PG1790 memungkinkan kesimpulan sementara dari sejarah danau. Dibandingkan dengan temuan dari danau di dekatnya, penafsiran ini memberikan kecenderungan pertama akhir Dinamika danau Kuarter di Dataran Tinggi Tibet utara-timur. Sebagai dampak neotektonik vertikal dapat dianggap relatif rendah, tingkat morfologi cekungan Danau Donggi Cona mungkin menunjukkan variasi substansial dalam tingkat danau yang berhubungan dengan variasi dalam pasokan air selama setidaknya Akhir Kuarter. Berdasarkan keliling dari tingkat sub-aerial yang dijelaskan di atas, perubahan estimasi daerah danau dan volume minimum melalui waktu disajikan di gambar 7. Berbagai kemungkinan volume dihitung tanpa volume dari tebal lapisan 4-6 m paling atas dari Unit III. Volume minimum diberikan untuk unit tertua, yang membawa lebih penghalang sedimen dibandingkan Unit III, tidak termasuk temporal dan dampak spasial tektonik disebabkan penurunan, sebagai dampak ini belum dapat dihitung. Selama perkembangan awal cekungan, Unit I diisi sebagian besar cekungan dengan sedimen prograding delta yang mana level danau juga semakin menurun, mungkin terkait dengan penurunan sepanjang Patahan Kunlun. Kedalaman toplap dari delta dan system prograding mengisi ruang di sepanjang zona akomodasi menunjukkan bahwa Donggi Cona turun menjadi di Setidaknya 68 m di bawah air danau. Kemungkinan danau saat itu bervolume 4% dari volume saat ini, yang pada bagian timurnya kering. Kemudian, Unit I terdapat batas atas erosi. Setelah itu, Unit II diendapkan selama waktu yang stabil, kenaikan level danau kira kira 299 di bawah level. Pada saat itu, danau mungkin telah mencapai sekitar setengah dari wilayah dan volume yang sekarang (Gbr. 7). Dengan demikian, lebih banyak uap air menjadi tersedia karena deglaciation dan pasokan air meningkat sebagai respon terhadap pemanasan regional atau global dan / atau isolasi tinggi di Dataran Tinggi Tibet. Hal ini menciptakan lingkungan pelagis di danau, didominasi oleh endapan karbonat, debu Aeolian, liat detrital, dan sisa-sisa biogenik ganggang air dan tanaman, zooplankton dan benthos, dan serbuk sari allochthonous.

6. KesimpulanMorfologi cekungan dan stratigrafi pengendapan dari danau Donggi Cona memberikan informasi yang berguna dan berhubungan secara spasial pada pengembangan cekungan dan sedimentasi pada patahan yang sangat aktif di Tibet. Konfigurasi morfologi ditentukan oleh lama tektonik dan struktur pengendapan, meskipun berlangsung kegiatan neotektonik bisatidak diidentifikasi sebagai faktor utama yang mengubah morfologi cekungan. Pada prinsipnya, morfologi cekungan diubah oleh penutup sedimen hingga ketebalan 20 m pada batas danau dan lebih dari 30 m di bagian yang lebih dalam di atas struktur yang telah ada.Dengan demikian, arsitektur sedimen, di bagian litologi ditandai oleh inti sedimen, ditentukan oleh sedimentasi dari darat dan bahan endapan danau, yang merupakan fungsi dari morfologi cekungan dan pergantian level danau. Dengan demikian, beberapa tingkat morfologi yang diciptakan oleh prograding wedges delta dan permukaan erosi, menunjukkan sangat berfluktuasinya level danau selama Late Kuarter selama lebih dari 57 m. Perpanjangan dari seismic sub-bottom profiling (survey lanjutan) memungkinkan pemetaan lebih rinci dari arsitektur sedimen dan pola patahan. Selain itu, Palaeoenvironmental, yaitu glasial, fluvial, dan endapan Aeolian akan memberikan bukti lebih lanjut untuk dinamika system danau di Dataran tinggi Tibet utara-timur selama Late Kuarter.