青藏高原东部四姑娘山地区晚新生代隆升
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摘要
在松潘甘孜高原的大雪山脉东南部，有10余个雪山环抱的雪峰，其中在四川阿坝藏族羌族自治州小金县与汶川县交界的日隆镇北有4座毗邻的雪峰即是四姑娘山，它们距成都仅260km左右。这4座雪峰中的第4峰是最高的，它的海拔高达6250m，号称“蜀山之后”，仅次于海拔7556m、号称“蜀山之王”的贡嘎山；另外3座雪山分别为海拔5355m的大姑娘山、海拔5454m的二姑娘山、海拔5664m的三姑娘山，它们象珍珠翡翠般迷人妩媚的四位美女，统称为四姑娘山，现在该区已被评为国家4A级风景区和国家地质公园，成为中外广大游客喜爱的观光、登山、探险、科考、渡假和远足之地。
青藏高原的隆升是国际地学界关注和讨论的热点，青藏高原东部的松潘甘孜地体在晚新生代隆升过程研究对成都经济区的环境效应具有重要的影响作用，其隆升过程是松潘甘孜地块隆升过程的典范，也是前人研究的空白区。四姑娘山地区由于其特殊的地理位置，其隆升过程的研究具有重要的科学意义和经济意义。
本文以四姑娘山地区第四系和花岗岩的野外调查为重点，在广泛收集并总结该区地表地质、地球物理、GPS测量、区域应力场等资料的基础上，通过岷江、大渡河、雅砻江等水系的河流阶地，以及高原夷平面、高原黄土、高原喀斯特地貌及生物群落特征等的研究基础上，全面总结了四姑娘山地区的表面隆升过程；通过四姑娘山地区及邻区四姑娘山、年宝玉则、色西拉卡、孟通沟、老君沟、羊拱海等花岗岩体的热年代学和裂变径迹研究，全面分析了四姑娘山地区的地壳隆升过程；通过该区地壳及上地幔的地震波、大地电磁、区域重力和航磁、大地GPS运动矢量和速度变化等的综合分析研究，全面讨论了板块构造、逆冲断层作用、重力均衡作用对四姑娘山隆升过程的影响作用地位。
1、四姑娘山地区的松潘甘孜高原的隆升具有阶段性、整体一致性和非完全同步性的特点：
（1）阶段性即指四姑娘山地区的隆升过程可分为夷平面形成期、山地形成期、冰冻地貌形成期等不同的发展时期。中新世是夷平面形成期，3.6Ma的上新世青藏运动A幕代表了隆升的开始，晚更新世以来隆升明显加速，但全新世以后隆升速度有所减缓，显示出四姑娘山地区目前正处于新的加速隆升期。
四姑娘山花岗岩的裂变径迹样品采自于龙门山断裂带中段西缘主逆冲断层上盘的陡坡地貌区，其中5件磷灰石样品的裂变径迹年龄与长度分析表明：海拔3071～4460m陡坡地貌的裂变径迹样品年龄为12.8±1.6Ma～3.1±0.6Ma。羊拱海岩体的5件样品磷灰石裂变径迹样品年龄为1.4±0.5Ma～0.3±0.2Ma，样品磷灰石裂变径迹年龄相对较年轻；色达县东色西拉卡岩体群的4件磷灰石裂变径迹样品年龄为144.7±13.0Ma～17.8±2.2Ma，年龄相对较老；青海年宝玉则岩体2件样品的磷灰石裂变径迹样品年龄分别为3±0.8Ma、2.7±0.8Ma，对应的锆石裂变径迹样品年龄分别为122±12Ma、91.1±8.6Ma，显然年龄明显变老。孟通沟岩体3件样品的磷灰石裂变径迹年龄分别为6.6±2.0Ma、7.3±1.4Ma、3.9±1.2Ma，老君沟岩体的磷灰石裂变径迹年龄为4.0±3.2Ma。此外，在四姑娘山东部的龙门山断裂带上，彭灌杂岩2个样品磷灰石裂变径迹年龄分别为8.7±5.6Ma、10.5±7.2Ma，宝兴杂岩2个样年龄值分别为8.7±5.6Ma、10.5±7.2Ma。模拟这些岩体的热历史显示中新世中期以来该地区出现多阶段的隆升与剥露。
（2）岷江水系发育有4～8级河流阶地，大渡河水系发育有4～7级河流阶地，鲜水河水系最多处可见有12级河流阶地。整体性即指在高原隆升期间，河流阶地显示四姑娘山地区至少有13次地方性的高原隆升，每一次隆升的结果都在松潘甘孜高原的不同地区留下了晚新生代层状堆积记录，其时间分别为1130ka、857ka、772ka、586ka、472ka、315ka、253ka、144ka、97ka、77ka、52ka、23ka、11ka。其中1130ka、772ka、586ka、144ka这4次可与青藏高原的整体隆升对应，分别对应于昆黄运动A幕、B幕、C幕和共和运动；其中1130ka和680ka的隆升还可与东喜马拉雅构造结南迦巴瓦片麻岩的磷灰石裂变径迹时间对比。四姑娘山地区另一次680ka的表面隆升事件仅在大渡河水系留下记录。
整体性还表现在四姑娘山地区与东喜马拉雅造山带在中新世中晚期具有隆升的整体一致性。四姑娘山花岗岩体12.8～8.2Ma平均视隆升速率为0.17mm/a，与前人在东喜马拉雅不同海拔高度花岗岩磷灰石裂变径迹得出的隆升结果可以进行时间和速率的对比，与相同时段内的拉萨、告乌、达孜等地的隆升速率也具有一致性。
（3）非完全同步性即指松潘甘孜高原表面隆升过程是从高原边缘开始向高原腹地发展的，是一个从外向内发展的过程，首先是泸定、茂县、松潘等高原边缘地区留下了隆升记录（约157ka），然后逐步影响到金川、炉霍、理县等地（约140ka），且同一个隆升阶段各地的隆升速率有差异。
2、四姑娘山地区和松潘甘孜地块的全部裂变径迹资料显示该区的高原隆升是新近纪才开始的，四姑娘山地区的抬升经历了伸展造陆期、夷平面形成期、山地形成期、冰冻圈形成期四大发展期，并有近200Ma的历史。其中：
（1）从侏罗纪至到古近纪为伸展造陆期，四姑娘山花岗岩处于埋藏状态，该地区的抬升运动与剥蚀作用大致平衡，隆升速率极其缓慢，绝对隆升速率0.017～0.081mm/a，相对隆升速率0.0039～0.0275mm/a。由热鲁组所产桉属等植物群落显示其海拔高程在500～600m左右。古地磁资料显示松潘甘孜地块在中生代的构造运动与现在用GPS监测的结果明显不同，说明四姑娘山地区的隆升是中生代以后的事情。
（2）中新世早期至上新世早期为夷平面形成期，四姑娘山地区绝对隆升速率略大于剥蚀速率，形成了海拔1000m左右的高原夷平面，绝对隆升速率0.5～1.625mm/a，岩体剥蚀速率0.1678～0.2878mm/a。由岩体裂变径迹速率显示出高原夷平面的形成可分为18～7.3Ma和6.6～5.1Ma两个时期，分别形成了两级高原夷平面。四姑娘山地区两级夷平面的海拔高度在4500～5500m左右，其中主夷平面比山顶面一般要低200～300m左右，四姑娘山周围的两级夷平面高度均比四姑娘山低。四姑娘山地区两级夷平面形成时的海拔高度不超过1000m，两级夷平面形成的末期就是高原隆升的初期。
（3）上新世的青藏运动（约3.6～1.8Ma）揭开了松潘甘孜高原隆升的序幕，四姑娘山地区开始了山地发展期，绝对隆升速率明显翻倍，达1.86～2.03mm/a；岩体剥蚀速率也略有增加，达0.15～0.4mm/a；隆升与剥蚀作用强度的差异导致上新世末隆升海拔高度达3000m左右，并在山前形成大邑砾岩。
更新世的昆黄运动（约1.8～0.126Ma）四姑娘山地区开始了更快的山地形成，此期间绝对隆升速率呈几何级数增加，剥蚀速率也翻了数倍，且隆升速率明显大于剥蚀速率和河流下蚀速率，并在中酸性岩体、河流阶地、冲洪积扇、黄土中留下了大量记录：岩体绝对隆升速率达3.63～17.06mm/a、剥蚀速率达1.06mm/a；各水系平均下蚀速率在大渡河水系为0.535mm/a、岷江水系为0.493mm/a、鲜水河水系为0.45mm/a，三者大致相当。
由于此期间隆升速率明显大于剥蚀速率和下蚀速率，至昆黄运动C幕末四姑娘山地区的海拔超过了4000m，四姑娘山地区高山地貌基本成形，并在山前形成了雅安砾岩；因为隆升达到了足够的高度影响了高原季风的作用，从而形成了甘孜黄土、炉霍黄土、金川黄土、理县黄土等风成堆积。
（4）晚更新世末以来（约40ka，大致相当于表面隆升的第11阶段）至全新世的共和运动是四姑娘山地区的冰冻圈发展期，四姑娘山地区的表面隆升速率有所减缓，大量的河流下蚀作用在四姑娘山地区留下了大量Ⅰ～Ⅲ级阶地，岷江水系、沱江水系、青衣江水系在龙门山前形成了大量冲积扇，成都平原形成了两层成都粘土，四姑娘山地区形成了现今海拔高度超过6000m的高山地貌。晚更新世以来，岷江水系下蚀速率0.63～3.18mm/a，但岷江干流通过龙门山断裂带的汶川、映秀地段表面隆升速率继续增大，其余地段均变缓；而大渡河流域的表面隆升速率明显下降，泸定段由1.14mm/a降为0.67mm/a，小金抚边河由1.44mm/a下降为1.13mm/a。大渡河水系下蚀速率为0.78～1.87mm/a。
3、松潘甘孜地体东部的花岗岩主要形成于印支晚期至燕山初期，其中四姑娘山花岗岩体的锆石普遍具有岩浆锆石的特征。通过四姑娘山花岗岩体的黑云母花岗闪长岩中的23粒锆石的激光探针U-Pb定年，确定其岩浆结晶年龄为燕山早期（191±1）Ma。虽然在松潘甘孜地体多数岩体的长轴走向和矿物的定向均呈北西向，但过去区调中划分的北西向的金川-理县构造岩浆带不能代表扬子地块与松潘甘孜地块楔入作用的产物，而应重新划分为北东向的道孚-金川-小金-黑水构造岩浆带，四姑娘山岩体是这个北东向构造岩浆带中的典型。这些花岗岩主要是扬子地块沿龙门山构造带向松潘甘孜地体内楔入导致松潘甘孜地体中下地壳低速层发生部分熔融的结果。
4、四姑娘山地区的隆升具有复杂的动力学机制，深部构造差异、均衡重力调整、逆冲断裂上盘都对其隆升产生了积极的影响。考虑四姑娘山地区的隆升机制必然要考虑它的边界条件和隆升作用的过程或程序。
边界条件：松潘甘孜地块是一个呈“倒三角形”的巨形地块，其在平面上的构造运动受龙门山断裂、鲜水河断裂、东昆仑断裂的边界条件的控制，其在垂向上的构造影响深度可达下地壳甚至上地幔。龙门山断裂是一个右行的压扭性断裂，鲜水河断裂是一个左行的扭性断裂，二者的区域构造应力场显示为σ1呈近东西向、σ3呈近南北向的特征。这与现代GPS测量的结果一致。在这个倒三角形的块体内，地球物理资料显示，青藏高原东部松潘甘孜地体和扬子地块的地壳结构与厚度存在明显差异，松潘甘孜地块的中下地壳存在多层地震波低速层和大地电磁低阻层，而扬子地块则不存在此现象，二者的深部构造差异可达120km深，一直到上地幔才开始明显缩小；四姑娘山地区20～37km深度上广泛存在的低速层与四姑娘山花岗岩体具部分熔融的成因属性具有关联性。
隆升过程：地球物理资料显示，四姑娘山地区是有巨大“山根”的，这些“山根”主要由巨大的花岗岩基组成，并且它们的均衡重力是与邻区有明显差异的。由于印度地块对青藏高原自南向北挤压导致青藏高原壳幔各圈层作水平横向运动的调整，从而导致川西高原深部中下地壳的低速层软弱物质向东横向流动。由于松潘甘孜地块地壳和上地幔物性与扬子地块的巨大差异，松潘甘孜地块低速层物质向东流动到达四姑娘山地区一带受刚性的扬子地块的阻碍产生了强大北东东的区域性挤压应力场，加之四姑娘山地区巨大花岗岩基“山根”的均衡重力调整叠加和处于龙门山断裂带的逆冲断层上盘抬升叠加，在强烈的剥蚀作用下，铸就了现今四姑娘山“蜀山之后”的极大起伏极高山地貌。
Among the Songpan-Garze plateau, there are four adjacent peaks that comprise the Great-snow Mountain Range, which is called "Four-girl Mountains". They are located in Rilong Town on the border of Xiaojin County and Wenchuan County, Aba Tibetan and Qiang Autonomous Prefecture, Sichuan Province, it is260km from Chengdu. The four mysterious peaks of the Four-Girl Mountain are surrounded by more than10snowy peaks, among which, the4th peak is the highest, which is aslo called "the Queen of Shu Mountains" with an elevation of6250meters, which is the second highest peak in the West Sichuan Plateau, second only to Gonggar Mountain with an elevation of7556meters. Another, the elevations of the1st peat,2nd peak and3rd peak are5355meters,5454meters and5664meters respectively. Like four girls, they are as white as ice and as pearly colored as jade, and are very pretty and charming. They are collectively called "the Four-Girl Mountain". The precipice of the4th peak is so high that nobody has ever climbed it. Today, it is a scenic area at national Four-A level and National Geopark, and has become a tourist site frequented by domestic and foreign mountain clembers. It is a tourist site with multiple functions for people to enjoy sightseeing, mountain climbing, exploration, scientific investigation, holidays and outing.
The Tibetan Plateau uplift are a focus of geologists all over the world.The process of Songpan-Garze terrane uplift in east Tibetan Plateau at late Cenozoic which plays an important role in environmental effects of the Chengdu economic zone. The Four-Girl Mountain uplift process is a wonderful example of the Songpan-Garze terrane uplift, and its study of uplift have never engaged by predecessors. The research results of its uplift have important scientific and economic significance.
This thesis is focusing on field investigation Quaternary and granites in the Four-Girl Mountain area, based on a large of information comprehensive collection and analysis in the Songpan-Garze terrane about the surface geology, geophysics, GPS measurements, regional stress field, and so on. This thesis comprehensively summarized the process of surface uplift in the Four-Girl Mountain area, according to study on river terraces of the Min River, the Dadu River, Yalong River, and plateau planation surface, plateau loess, karst, biotic community, and so on.This thesis comprehensively analyzed the process of crustal uplift in the Four-Girl Mountain area and its adjacent, according to study on thermochronology and fission track of the Siguniangshan Granites, the Nianbaoyuze Granites, the Sexilaka Granites, the Mengtonggou Granites, the Yanggonghai Granites, and so on. And this thesis deeply discussed the effect of plate tectonics, thrust faulting, isostatic gravity anomaly to uplifting process in the Four-Girl Mountain area,according to the comprehensive analysis research of seismic wave of crust and upperMantle,Magnetotelluric, regional force of gravity and airborneMagnetic, and variations of GPS horizontal vector and velocity field, and so on.
1. The Songpan-Garze Plateau uplift is characterized by episode, whole coherence, non-entire synchronous in the Four-Girl Mountain area.
(1) The pisode uplift is that uplift process could be divided into multistage evolution, namely planation surface phase, mountain phase, freezing physiognomy phase in the Four-girl Mountain area. Miocene epoch is forming period of the planation surface. The A episode of the Qingzang tectonic movement is representative of uplift start in the Pliocene,about3.6Ma. The uplift accelerated markedly since the late Pleistocene, but the uplift rate became low at Holecene, suggesting that it is now in a new stage of uplift acceleration inthe Four-Girl Mountain area.
Five apatite fission track samples were collected from various altitude in steep slope relief on the Four-Girl Mountain granites of theMain thrust fault hanging wall in the middle segment of the Longmen mountain thrusting fault zone. Its ages and length are analyzed that fission track ages from the steep slope relief area of elevation3071-4460meters are ranging from12.8±1.6Ma to3.1±0.6Ma. The Yanggong Lake granites shows that the apatite fission track ages of five samples are from1.4±0.5Ma to0.3±0.2Ma which is relatively younger. The Xilaka granites in Seda county shows that the apatite fission track ages of four samples are from144.7±13.0Ma to17.8±2.2Ma which is relatively older. The Lianbaoyuze granites shows that the apatite fission track ages of two samples are3±0.8Ma and2.7±0.8Ma individually,but its zircon fission track ages of two samples are122±12Ma and91.1±8.6Ma individually which is relatively older visibly. The Mentong canaliculus granites shows that the apatite fission track ages of three samples are6.6±2.0Ma,7.3±1.4Ma,and3.9±1.2Ma individually,and the Laojun canaliculus granites shows that the apatite fission track ages is4.0±3.2Ma. And besides, the Pengguan Complex of the Longmens mountain fault zone in the eastern Four-girl Mountain shows that the apatite fission track ages of two samples are8.7±5.6Ma and10.5±7.2Ma individually, and the Baoxing Complex shows that the apatite fission track ages of two samples are8.7±5.6Ma and10.5±7.2Ma individually. And as evidence of comprehensive analysis of combine the Yanggong lake granites, the Mentong canaliculus granites, the Laojun canaliculus granites, the Xilaka granites, and the Lianbaoyuze granites, thermal history modeling shows that there were multi-stage uplifting and exhumation since middle Miocene.
(2) A large amount of work of field surveys and interior research have indicated that are4to8terraces in the Min River Valley,4to7terraces in the Dadu River Valley, and at least12terraces in the Xuanshui River Valley. The whole coherence uplift is that river terraces shows have13times at lowest on territorial plateau uplift during the period of livelong uplift in the Four-Girl Mountain area, and every times of uplift have all recorded by layered landforms depositions of the late Cenozoic, their ages are1130ka、857ka、772ka、586ka、472ka、315ka、253ka、144ka,97ka、77ka、52ka、23ka、11ka respectively.Four ages about1130ka、772ka, 586ka、144ka in which could be correspond to the A,B,C episode of the Kunhuang movement,and Gonghe movement. And two times uplift about1130ka and680ka which can be compared with apatite fission track of granitic gneiss from the Namche Barwa Group in eastern-Himalayan syntaxis, although surface uplift event at680ka in the Four-Girl Mountain area which be recorded only in the Dadu River Valley.
The whole coherence also shows that plateau uplift have same time and rate between the Four-Girl Mountain area and the East Himalayan orogenic belt in middle to late Miocene.The Four-Girl Mountain Granites's average uplift rate is0.17mm/a from12.8Ma to8.2Ma,we can be compare it in times and rates to uplift event of that predecessors had undertaken granite ages of apatite fission track with different height above sealevel,and its rate in accordance with granites of Lhasa, Gaowu, Dazi in same time.
(3) Non-entire synchronous uplift is that the Songpan-Garze Plateau uplift had undergone a process from peripheral influence to central significance,namely from its plateau edge to plateau hinterland. Among its edge, the river terraces of Ludin,Maoxian, Songpan had given some records at157ka firstly, whereafter its hinterland the river terraces of Jinchuan, Luhuo, Lixian have given another records at140ka. And uplift rate is different from everywhere more or less at same episode.
2. Apatite fission track informations shows that the plateau uplift started since Neogene also. The plateau uplift development have been through four phases in the Four-Girl Mountain area, namely extension epeirocratic period, planation surface period, mountain buliding period, and cryosphere formation period,and it has a history of about200Ma. This includes:
(1) It was extension epeirocratic period from Jurassic to Paleogene, hided the Four-Girl Mountain Granite Pluton deeply under the ground. It be considered as being about balanced elevation to the denudation in the Songpan-Garze terrane. Its uplift rate is slow speed, absolute uplift rate is only0.017-0.081mm/a, and relative uplift rate is only0.0039-0.0275mm/a. The Eucalyptus communities from the Relu Formation shows that the Songpan-Garze terrane had been uplifted to the altitudes of about500-600meters above sea level at the terminal Paleogene. Palaeomagnetic informations shows that in Mesozoic tectonics movement form of the Songpan-Garze terrane are quite a different to present GPS monitoring results. This indicate that the plateau uplift must started after Mesozoic in the Four-Girl Mountain and adjacent area.
(2) It was planation surface period from early Miocene to early Pliocene.Its absolute uplift rate is more than a bit denudation rate in the Four-Girl Mountain area, plateau planation surface was formed into1000meters above sea level at early Pliocene. Its absolute uplift rate is only0.5-1.625mm/a, and granites denudation rate is only0.1678-0.2878mm/a. And a lot of the granites uplift rate of apatite fission track shows that the forming process of plateau planation surfaces can be roughly divided into18-7.3Ma and6.6-5.1Ma two periods, and two levels planation surfaces were formed individually. The height of two plateau planation surfaces is only about4500-5500meters above sea-level in the Four-girl Mountain area, theMain planation surface in which elevation is about200-300meters shorter than its summit plan. And these two plateau planation surfaces in the Four-girl Mountain area is taller than its adjacent area. The altitude didn't exceed1000meters when the two plateau planation surfaces were just formed, the end period of two planation surfaces formation is initial period of plateau uplift.
(3) It had been unlocked overture of plateau uplift in the Songpan-Garze terrane by the A episode of the Qingzang tectonic movement at Pliocene (about3.6-1.8Ma), it began to mountain buliding period in the Four-Girl Mountain area. Its absolute uplift rate had doubled and redoubled by1.86-2.03mm/a, and granites denudation rate increased also slightly by0.15-0.4mm/a. It lead to that uplift size had achieved about3000meters above sea level at Late Pliocene by the difference between uplift rate and denudation rate, and Dayi Conglomerates were sedimented in the front of the Longmen Mountians.
It was beginning to show that the mountain buliding speed more faster than past in Kunhuang tectonic movement of Pleistocene from1.8Ma B.C. to0.126Ma in the Four-Girl Mountain area. Its absolute uplift rates were increasing in that episode in a geometrical progression, its denudation rate had also doubled and redoubled,and its granites uplifting rate was significantly faster than denudation rate and river incision rate. They had been left a lot of redcords by the intermediate-acid intrusive granites, river terrace, alluvial fan and proluvial fan,plateau loess,and so on.This is that granites absolute uplift rate is3.63-17.06mm/a, and denudation rate is1.06mm/a. Its average incision rate is0.535mm/a in the Dadu River Valley, its average incision rate is0.493mm/a in the Min River Valley, and its average incision rate is0.45mm/a in the Xuanshui River Valley, the threee rates are approximate.
It caused by plateau uplift rate was significantly more than denudation rate and incision rate in this period, the plateau has been uplifted to an altitude of more than4000meters above sea level at Late C episode of the Kunhuang tectonic movement in the Four-Girl Mountain area, the Mountain landform of the Four-Girl Mountain had basically taken shape, and Yaan Conglomerates were sedimented in the front of the Longmen Mountians. When the plateau uplift size is high enough so that the power of plateau monsoon was effected, and eolian deposits were formed in Ganze loess, Luhuo loess, Jingchuan loess, Lixian loess,and so on.
(4) It is cryosphere formation period during the Gonghuo tectonic movement from late Pleistocene to Holocene in the Four-Girl Mountain area, which start age is about40ka, corresponding approximately to11th stage of surface uplift in the Four-Girl Mountain area. Its surface uplift rate is a modest slowdown. The1st to3rd river terraces were widely produced along the Min River, the Dadu River, and the Xuanshui River by the incision action of the Gonghuo tectonic movement. A large amount of alluvial fans and proluvial fans had been washed down from the Min River, Tuo River, and Qingyi River aquo-system, and had been deposited in the front of the Longmeng Mountain, and there are two layers which chengdu clay wrere deposited in the Chengdu plain. All these causes the high mountain landscapes of an altitude of more than6000meters above sea level in the Four-Girl Mountain and adjacent area now.
Since the late Pleistocene, its incision rate is0.63-3.18mm/a in the Min River Valley. All the surface uplift rates become slower at the rest of the section. At the Wenchuan County Section and the Yinxiu Town Section of the mainstream of the Min River, of which passes through the Longmen mountain fault bel, the surface uplift rates continues to growt. At the Ludin Section of the Dadu River Valley, the surface uplift rate have begun to drop off significantly which it dropped from1.14mm/a of the past to0.67mm/a of the present. At the Fubian River Section of the Dadu River Valley in Xiaojing County, which it dropped from1.44mm/a of the past to1.13mm/a of the present. At the same time, its incision rate is0.78-1.87mm/a in the Dadu River Valley.
3.The granitoid intrusions occurred in the eastern part of the Songpan-Garze terrane from the Late Indo-Chinese epoch to Early Yenshan Epoch. The Four-Girl Mountain Granitic (FGMG) is one of them which these zircons has characterisitc of magma zircons widely. According to the LA-ICP-MS zircon U-Pb dating of the23 crystal zircons from biotite granodiorite of the FGMG which yielded a weighted206Pb/238U mean age of (191±1)Ma, which is interpreted as FGMG's magma crystallizaton age(Early Yenshan).
It was proposed during the regional geological survey that previous the NW-trending Jingchuan-Lixian tectono-magmatic belt, they can't represent products of the collision between he Yangzi massif and the Songpan-Garze terrane, although the major axis and mineral direction of most of the single granitic masses exist in the parallel arrangement of the NW-trending in the Songpan-Garze terrane. The NE-trending Douhu-Jingchuan-Xiaojing-Heishui tectono magmatic belt should be established newly. The FGMG is one representative granitic mass of the them. It is represent products of part fusing in the low velocity layer exists in the middle-lower crust of the Songpan-Garze terrane what the Songpan-Garze terrane be inserted along the Longmen mountain structural belt generally by the Yangzi massif.
4. There are have complex dynamics mechanism why the plateau uplift in the Four-Girl Mountain area. Many factors have positive effect on plateau uplift for example deep tectonic difference, isostatic gravity adjusting, the hanging wall of main thrust. We look at the problem on plateau uplift dynamics mechanism in the Four-Girl Mountain area, we must first consider the its block boundary condition, and that affects the working procedure or process.
(1) Block Boundary Condition
The Songpan-Garze terrane is a great block of inverse triangular. On the plane, its motion of block are influenced or controled by boundary condition, that is surrounded by the Longmen mountain fault zone, the Xianshui river fault zone, the East Kunlun fault zone. Among of them, the Longmen mountain fault zone is a large lower angle thrust fault zone, and consists of a group of NE trending subordinate faults. It passes through the east of the Four-Girl Mountain, which are dominated by reverse slips with dextral strike-slip component. And the Xianshui river fault zone is a sinistral strike-slip faults.The regional tectonic stress field between the two zones shows that the direction of compressive principal stress σ1is in E-W and the tensil stress σ3is in S-N. Now, this analysis accords was supported by result of the GPS surveying in recent years.
Vertically, its depth of tectonic influence can reach middle and lower crust, even the top of upper mantle. In this block of inverse triangular, interpretation of geophysical data shows that there exist evident differences in crustal structure and thickness between the Songpan-Garze terrane and the Yangtze block, and middle and lower crust have a series of velocity layers of seismic wave and low resistivity layer of magnetotelluric in the Songpan-Garze terrane. But such velocity layers and low resistivity layer aren't found in the Yangtze block. It was not until upper mantle these differences start to reduce gap in deep tectonic structure between the Songpan-Garze terrane and the Yangtze Block. The Four-Girl Mountain granites attributed to partial melting occur that have some relevance for the low velocity layers in the depth of20-37kilometres in Four-Girl Mountain area extensively.
(2) Process of Plateau Uplift
Deep geophysical exploration shows that there are several great "root of mountain" in the Four-Girl Mountain area, and mainly these roots of mountain is made up of many great granitic plutons. And isostatic gravity anomaly have some obvious differences between the Four-Girl Mountain area and its adjacent regions.
As as a result of compression and collision of the Indian plate with the Tibet Plateau from south to north, the various spheres and layers in the crust and mantle interior in Tibet Plateau are taken to level lateral movement for responsive adjustment, and the weak layer material of low velocity layer exists in the middle crust and lower crust of the Songpan-Garze Plateau are flowed as lateral movement from west to east also.
As as a result of difference material in the crutst and mantle between the Songpan-Garze terrane and the Yangtze block, a powerful near NE-trending regional stress field was produced by that emanates from obstruction of the Yangtze block, when the low velocity layer exists in the middle crust and lower crust of the Songpan-Garze terrane flows eastward to the Four-Girl Mountain area. Add the isostatic gravity adjustment of a great "root of mountain" are superimposed on each other in the Four-Girl Mountain area. Furthermore, it is superimposed on each other which this area is isolated in hanging wall of the Longmen mountain thrusting fault zone. The maximum rolling and maximum skyscraping earth's surfaces in the Four-Girl Mountain area, which have made as a "the Queen of Shu Mountains", that is to say, it is the2nd highest peak in the West Sichuan Plateau. It is formed under the together actions of mentioned above three forces, and strong weathering processes, rugged denudation, violent down-cutting and exhumation.
青藏高原的隆升是国际地学界关注和讨论的热点，青藏高原东部的松潘甘孜地体在晚新生代隆升过程研究对成都经济区的环境效应具有重要的影响作用，其隆升过程是松潘甘孜地块隆升过程的典范，也是前人研究的空白区。四姑娘山地区由于其特殊的地理位置，其隆升过程的研究具有重要的科学意义和经济意义。
本文以四姑娘山地区第四系和花岗岩的野外调查为重点，在广泛收集并总结该区地表地质、地球物理、GPS测量、区域应力场等资料的基础上，通过岷江、大渡河、雅砻江等水系的河流阶地，以及高原夷平面、高原黄土、高原喀斯特地貌及生物群落特征等的研究基础上，全面总结了四姑娘山地区的表面隆升过程；通过四姑娘山地区及邻区四姑娘山、年宝玉则、色西拉卡、孟通沟、老君沟、羊拱海等花岗岩体的热年代学和裂变径迹研究，全面分析了四姑娘山地区的地壳隆升过程；通过该区地壳及上地幔的地震波、大地电磁、区域重力和航磁、大地GPS运动矢量和速度变化等的综合分析研究，全面讨论了板块构造、逆冲断层作用、重力均衡作用对四姑娘山隆升过程的影响作用地位。
1、四姑娘山地区的松潘甘孜高原的隆升具有阶段性、整体一致性和非完全同步性的特点：
（1）阶段性即指四姑娘山地区的隆升过程可分为夷平面形成期、山地形成期、冰冻地貌形成期等不同的发展时期。中新世是夷平面形成期，3.6Ma的上新世青藏运动A幕代表了隆升的开始，晚更新世以来隆升明显加速，但全新世以后隆升速度有所减缓，显示出四姑娘山地区目前正处于新的加速隆升期。
四姑娘山花岗岩的裂变径迹样品采自于龙门山断裂带中段西缘主逆冲断层上盘的陡坡地貌区，其中5件磷灰石样品的裂变径迹年龄与长度分析表明：海拔3071～4460m陡坡地貌的裂变径迹样品年龄为12.8±1.6Ma～3.1±0.6Ma。羊拱海岩体的5件样品磷灰石裂变径迹样品年龄为1.4±0.5Ma～0.3±0.2Ma，样品磷灰石裂变径迹年龄相对较年轻；色达县东色西拉卡岩体群的4件磷灰石裂变径迹样品年龄为144.7±13.0Ma～17.8±2.2Ma，年龄相对较老；青海年宝玉则岩体2件样品的磷灰石裂变径迹样品年龄分别为3±0.8Ma、2.7±0.8Ma，对应的锆石裂变径迹样品年龄分别为122±12Ma、91.1±8.6Ma，显然年龄明显变老。孟通沟岩体3件样品的磷灰石裂变径迹年龄分别为6.6±2.0Ma、7.3±1.4Ma、3.9±1.2Ma，老君沟岩体的磷灰石裂变径迹年龄为4.0±3.2Ma。此外，在四姑娘山东部的龙门山断裂带上，彭灌杂岩2个样品磷灰石裂变径迹年龄分别为8.7±5.6Ma、10.5±7.2Ma，宝兴杂岩2个样年龄值分别为8.7±5.6Ma、10.5±7.2Ma。模拟这些岩体的热历史显示中新世中期以来该地区出现多阶段的隆升与剥露。
（2）岷江水系发育有4～8级河流阶地，大渡河水系发育有4～7级河流阶地，鲜水河水系最多处可见有12级河流阶地。整体性即指在高原隆升期间，河流阶地显示四姑娘山地区至少有13次地方性的高原隆升，每一次隆升的结果都在松潘甘孜高原的不同地区留下了晚新生代层状堆积记录，其时间分别为1130ka、857ka、772ka、586ka、472ka、315ka、253ka、144ka、97ka、77ka、52ka、23ka、11ka。其中1130ka、772ka、586ka、144ka这4次可与青藏高原的整体隆升对应，分别对应于昆黄运动A幕、B幕、C幕和共和运动；其中1130ka和680ka的隆升还可与东喜马拉雅构造结南迦巴瓦片麻岩的磷灰石裂变径迹时间对比。四姑娘山地区另一次680ka的表面隆升事件仅在大渡河水系留下记录。
整体性还表现在四姑娘山地区与东喜马拉雅造山带在中新世中晚期具有隆升的整体一致性。四姑娘山花岗岩体12.8～8.2Ma平均视隆升速率为0.17mm/a，与前人在东喜马拉雅不同海拔高度花岗岩磷灰石裂变径迹得出的隆升结果可以进行时间和速率的对比，与相同时段内的拉萨、告乌、达孜等地的隆升速率也具有一致性。
（3）非完全同步性即指松潘甘孜高原表面隆升过程是从高原边缘开始向高原腹地发展的，是一个从外向内发展的过程，首先是泸定、茂县、松潘等高原边缘地区留下了隆升记录（约157ka），然后逐步影响到金川、炉霍、理县等地（约140ka），且同一个隆升阶段各地的隆升速率有差异。
2、四姑娘山地区和松潘甘孜地块的全部裂变径迹资料显示该区的高原隆升是新近纪才开始的，四姑娘山地区的抬升经历了伸展造陆期、夷平面形成期、山地形成期、冰冻圈形成期四大发展期，并有近200Ma的历史。其中：
（1）从侏罗纪至到古近纪为伸展造陆期，四姑娘山花岗岩处于埋藏状态，该地区的抬升运动与剥蚀作用大致平衡，隆升速率极其缓慢，绝对隆升速率0.017～0.081mm/a，相对隆升速率0.0039～0.0275mm/a。由热鲁组所产桉属等植物群落显示其海拔高程在500～600m左右。古地磁资料显示松潘甘孜地块在中生代的构造运动与现在用GPS监测的结果明显不同，说明四姑娘山地区的隆升是中生代以后的事情。
（2）中新世早期至上新世早期为夷平面形成期，四姑娘山地区绝对隆升速率略大于剥蚀速率，形成了海拔1000m左右的高原夷平面，绝对隆升速率0.5～1.625mm/a，岩体剥蚀速率0.1678～0.2878mm/a。由岩体裂变径迹速率显示出高原夷平面的形成可分为18～7.3Ma和6.6～5.1Ma两个时期，分别形成了两级高原夷平面。四姑娘山地区两级夷平面的海拔高度在4500～5500m左右，其中主夷平面比山顶面一般要低200～300m左右，四姑娘山周围的两级夷平面高度均比四姑娘山低。四姑娘山地区两级夷平面形成时的海拔高度不超过1000m，两级夷平面形成的末期就是高原隆升的初期。
（3）上新世的青藏运动（约3.6～1.8Ma）揭开了松潘甘孜高原隆升的序幕，四姑娘山地区开始了山地发展期，绝对隆升速率明显翻倍，达1.86～2.03mm/a；岩体剥蚀速率也略有增加，达0.15～0.4mm/a；隆升与剥蚀作用强度的差异导致上新世末隆升海拔高度达3000m左右，并在山前形成大邑砾岩。
更新世的昆黄运动（约1.8～0.126Ma）四姑娘山地区开始了更快的山地形成，此期间绝对隆升速率呈几何级数增加，剥蚀速率也翻了数倍，且隆升速率明显大于剥蚀速率和河流下蚀速率，并在中酸性岩体、河流阶地、冲洪积扇、黄土中留下了大量记录：岩体绝对隆升速率达3.63～17.06mm/a、剥蚀速率达1.06mm/a；各水系平均下蚀速率在大渡河水系为0.535mm/a、岷江水系为0.493mm/a、鲜水河水系为0.45mm/a，三者大致相当。
由于此期间隆升速率明显大于剥蚀速率和下蚀速率，至昆黄运动C幕末四姑娘山地区的海拔超过了4000m，四姑娘山地区高山地貌基本成形，并在山前形成了雅安砾岩；因为隆升达到了足够的高度影响了高原季风的作用，从而形成了甘孜黄土、炉霍黄土、金川黄土、理县黄土等风成堆积。
（4）晚更新世末以来（约40ka，大致相当于表面隆升的第11阶段）至全新世的共和运动是四姑娘山地区的冰冻圈发展期，四姑娘山地区的表面隆升速率有所减缓，大量的河流下蚀作用在四姑娘山地区留下了大量Ⅰ～Ⅲ级阶地，岷江水系、沱江水系、青衣江水系在龙门山前形成了大量冲积扇，成都平原形成了两层成都粘土，四姑娘山地区形成了现今海拔高度超过6000m的高山地貌。晚更新世以来，岷江水系下蚀速率0.63～3.18mm/a，但岷江干流通过龙门山断裂带的汶川、映秀地段表面隆升速率继续增大，其余地段均变缓；而大渡河流域的表面隆升速率明显下降，泸定段由1.14mm/a降为0.67mm/a，小金抚边河由1.44mm/a下降为1.13mm/a。大渡河水系下蚀速率为0.78～1.87mm/a。
3、松潘甘孜地体东部的花岗岩主要形成于印支晚期至燕山初期，其中四姑娘山花岗岩体的锆石普遍具有岩浆锆石的特征。通过四姑娘山花岗岩体的黑云母花岗闪长岩中的23粒锆石的激光探针U-Pb定年，确定其岩浆结晶年龄为燕山早期（191±1）Ma。虽然在松潘甘孜地体多数岩体的长轴走向和矿物的定向均呈北西向，但过去区调中划分的北西向的金川-理县构造岩浆带不能代表扬子地块与松潘甘孜地块楔入作用的产物，而应重新划分为北东向的道孚-金川-小金-黑水构造岩浆带，四姑娘山岩体是这个北东向构造岩浆带中的典型。这些花岗岩主要是扬子地块沿龙门山构造带向松潘甘孜地体内楔入导致松潘甘孜地体中下地壳低速层发生部分熔融的结果。
4、四姑娘山地区的隆升具有复杂的动力学机制，深部构造差异、均衡重力调整、逆冲断裂上盘都对其隆升产生了积极的影响。考虑四姑娘山地区的隆升机制必然要考虑它的边界条件和隆升作用的过程或程序。
边界条件：松潘甘孜地块是一个呈“倒三角形”的巨形地块，其在平面上的构造运动受龙门山断裂、鲜水河断裂、东昆仑断裂的边界条件的控制，其在垂向上的构造影响深度可达下地壳甚至上地幔。龙门山断裂是一个右行的压扭性断裂，鲜水河断裂是一个左行的扭性断裂，二者的区域构造应力场显示为σ1呈近东西向、σ3呈近南北向的特征。这与现代GPS测量的结果一致。在这个倒三角形的块体内，地球物理资料显示，青藏高原东部松潘甘孜地体和扬子地块的地壳结构与厚度存在明显差异，松潘甘孜地块的中下地壳存在多层地震波低速层和大地电磁低阻层，而扬子地块则不存在此现象，二者的深部构造差异可达120km深，一直到上地幔才开始明显缩小；四姑娘山地区20～37km深度上广泛存在的低速层与四姑娘山花岗岩体具部分熔融的成因属性具有关联性。
隆升过程：地球物理资料显示，四姑娘山地区是有巨大“山根”的，这些“山根”主要由巨大的花岗岩基组成，并且它们的均衡重力是与邻区有明显差异的。由于印度地块对青藏高原自南向北挤压导致青藏高原壳幔各圈层作水平横向运动的调整，从而导致川西高原深部中下地壳的低速层软弱物质向东横向流动。由于松潘甘孜地块地壳和上地幔物性与扬子地块的巨大差异，松潘甘孜地块低速层物质向东流动到达四姑娘山地区一带受刚性的扬子地块的阻碍产生了强大北东东的区域性挤压应力场，加之四姑娘山地区巨大花岗岩基“山根”的均衡重力调整叠加和处于龙门山断裂带的逆冲断层上盘抬升叠加，在强烈的剥蚀作用下，铸就了现今四姑娘山“蜀山之后”的极大起伏极高山地貌。
Among the Songpan-Garze plateau, there are four adjacent peaks that comprise the Great-snow Mountain Range, which is called "Four-girl Mountains". They are located in Rilong Town on the border of Xiaojin County and Wenchuan County, Aba Tibetan and Qiang Autonomous Prefecture, Sichuan Province, it is260km from Chengdu. The four mysterious peaks of the Four-Girl Mountain are surrounded by more than10snowy peaks, among which, the4th peak is the highest, which is aslo called "the Queen of Shu Mountains" with an elevation of6250meters, which is the second highest peak in the West Sichuan Plateau, second only to Gonggar Mountain with an elevation of7556meters. Another, the elevations of the1st peat,2nd peak and3rd peak are5355meters,5454meters and5664meters respectively. Like four girls, they are as white as ice and as pearly colored as jade, and are very pretty and charming. They are collectively called "the Four-Girl Mountain". The precipice of the4th peak is so high that nobody has ever climbed it. Today, it is a scenic area at national Four-A level and National Geopark, and has become a tourist site frequented by domestic and foreign mountain clembers. It is a tourist site with multiple functions for people to enjoy sightseeing, mountain climbing, exploration, scientific investigation, holidays and outing.
The Tibetan Plateau uplift are a focus of geologists all over the world.The process of Songpan-Garze terrane uplift in east Tibetan Plateau at late Cenozoic which plays an important role in environmental effects of the Chengdu economic zone. The Four-Girl Mountain uplift process is a wonderful example of the Songpan-Garze terrane uplift, and its study of uplift have never engaged by predecessors. The research results of its uplift have important scientific and economic significance.
This thesis is focusing on field investigation Quaternary and granites in the Four-Girl Mountain area, based on a large of information comprehensive collection and analysis in the Songpan-Garze terrane about the surface geology, geophysics, GPS measurements, regional stress field, and so on. This thesis comprehensively summarized the process of surface uplift in the Four-Girl Mountain area, according to study on river terraces of the Min River, the Dadu River, Yalong River, and plateau planation surface, plateau loess, karst, biotic community, and so on.This thesis comprehensively analyzed the process of crustal uplift in the Four-Girl Mountain area and its adjacent, according to study on thermochronology and fission track of the Siguniangshan Granites, the Nianbaoyuze Granites, the Sexilaka Granites, the Mengtonggou Granites, the Yanggonghai Granites, and so on. And this thesis deeply discussed the effect of plate tectonics, thrust faulting, isostatic gravity anomaly to uplifting process in the Four-Girl Mountain area,according to the comprehensive analysis research of seismic wave of crust and upperMantle,Magnetotelluric, regional force of gravity and airborneMagnetic, and variations of GPS horizontal vector and velocity field, and so on.
1. The Songpan-Garze Plateau uplift is characterized by episode, whole coherence, non-entire synchronous in the Four-Girl Mountain area.
(1) The pisode uplift is that uplift process could be divided into multistage evolution, namely planation surface phase, mountain phase, freezing physiognomy phase in the Four-girl Mountain area. Miocene epoch is forming period of the planation surface. The A episode of the Qingzang tectonic movement is representative of uplift start in the Pliocene,about3.6Ma. The uplift accelerated markedly since the late Pleistocene, but the uplift rate became low at Holecene, suggesting that it is now in a new stage of uplift acceleration inthe Four-Girl Mountain area.
Five apatite fission track samples were collected from various altitude in steep slope relief on the Four-Girl Mountain granites of theMain thrust fault hanging wall in the middle segment of the Longmen mountain thrusting fault zone. Its ages and length are analyzed that fission track ages from the steep slope relief area of elevation3071-4460meters are ranging from12.8±1.6Ma to3.1±0.6Ma. The Yanggong Lake granites shows that the apatite fission track ages of five samples are from1.4±0.5Ma to0.3±0.2Ma which is relatively younger. The Xilaka granites in Seda county shows that the apatite fission track ages of four samples are from144.7±13.0Ma to17.8±2.2Ma which is relatively older. The Lianbaoyuze granites shows that the apatite fission track ages of two samples are3±0.8Ma and2.7±0.8Ma individually,but its zircon fission track ages of two samples are122±12Ma and91.1±8.6Ma individually which is relatively older visibly. The Mentong canaliculus granites shows that the apatite fission track ages of three samples are6.6±2.0Ma,7.3±1.4Ma,and3.9±1.2Ma individually,and the Laojun canaliculus granites shows that the apatite fission track ages is4.0±3.2Ma. And besides, the Pengguan Complex of the Longmens mountain fault zone in the eastern Four-girl Mountain shows that the apatite fission track ages of two samples are8.7±5.6Ma and10.5±7.2Ma individually, and the Baoxing Complex shows that the apatite fission track ages of two samples are8.7±5.6Ma and10.5±7.2Ma individually. And as evidence of comprehensive analysis of combine the Yanggong lake granites, the Mentong canaliculus granites, the Laojun canaliculus granites, the Xilaka granites, and the Lianbaoyuze granites, thermal history modeling shows that there were multi-stage uplifting and exhumation since middle Miocene.
(2) A large amount of work of field surveys and interior research have indicated that are4to8terraces in the Min River Valley,4to7terraces in the Dadu River Valley, and at least12terraces in the Xuanshui River Valley. The whole coherence uplift is that river terraces shows have13times at lowest on territorial plateau uplift during the period of livelong uplift in the Four-Girl Mountain area, and every times of uplift have all recorded by layered landforms depositions of the late Cenozoic, their ages are1130ka、857ka、772ka、586ka、472ka、315ka、253ka、144ka,97ka、77ka、52ka、23ka、11ka respectively.Four ages about1130ka、772ka, 586ka、144ka in which could be correspond to the A,B,C episode of the Kunhuang movement,and Gonghe movement. And two times uplift about1130ka and680ka which can be compared with apatite fission track of granitic gneiss from the Namche Barwa Group in eastern-Himalayan syntaxis, although surface uplift event at680ka in the Four-Girl Mountain area which be recorded only in the Dadu River Valley.
The whole coherence also shows that plateau uplift have same time and rate between the Four-Girl Mountain area and the East Himalayan orogenic belt in middle to late Miocene.The Four-Girl Mountain Granites's average uplift rate is0.17mm/a from12.8Ma to8.2Ma,we can be compare it in times and rates to uplift event of that predecessors had undertaken granite ages of apatite fission track with different height above sealevel,and its rate in accordance with granites of Lhasa, Gaowu, Dazi in same time.
(3) Non-entire synchronous uplift is that the Songpan-Garze Plateau uplift had undergone a process from peripheral influence to central significance,namely from its plateau edge to plateau hinterland. Among its edge, the river terraces of Ludin,Maoxian, Songpan had given some records at157ka firstly, whereafter its hinterland the river terraces of Jinchuan, Luhuo, Lixian have given another records at140ka. And uplift rate is different from everywhere more or less at same episode.
2. Apatite fission track informations shows that the plateau uplift started since Neogene also. The plateau uplift development have been through four phases in the Four-Girl Mountain area, namely extension epeirocratic period, planation surface period, mountain buliding period, and cryosphere formation period,and it has a history of about200Ma. This includes:
(1) It was extension epeirocratic period from Jurassic to Paleogene, hided the Four-Girl Mountain Granite Pluton deeply under the ground. It be considered as being about balanced elevation to the denudation in the Songpan-Garze terrane. Its uplift rate is slow speed, absolute uplift rate is only0.017-0.081mm/a, and relative uplift rate is only0.0039-0.0275mm/a. The Eucalyptus communities from the Relu Formation shows that the Songpan-Garze terrane had been uplifted to the altitudes of about500-600meters above sea level at the terminal Paleogene. Palaeomagnetic informations shows that in Mesozoic tectonics movement form of the Songpan-Garze terrane are quite a different to present GPS monitoring results. This indicate that the plateau uplift must started after Mesozoic in the Four-Girl Mountain and adjacent area.
(2) It was planation surface period from early Miocene to early Pliocene.Its absolute uplift rate is more than a bit denudation rate in the Four-Girl Mountain area, plateau planation surface was formed into1000meters above sea level at early Pliocene. Its absolute uplift rate is only0.5-1.625mm/a, and granites denudation rate is only0.1678-0.2878mm/a. And a lot of the granites uplift rate of apatite fission track shows that the forming process of plateau planation surfaces can be roughly divided into18-7.3Ma and6.6-5.1Ma two periods, and two levels planation surfaces were formed individually. The height of two plateau planation surfaces is only about4500-5500meters above sea-level in the Four-girl Mountain area, theMain planation surface in which elevation is about200-300meters shorter than its summit plan. And these two plateau planation surfaces in the Four-girl Mountain area is taller than its adjacent area. The altitude didn't exceed1000meters when the two plateau planation surfaces were just formed, the end period of two planation surfaces formation is initial period of plateau uplift.
(3) It had been unlocked overture of plateau uplift in the Songpan-Garze terrane by the A episode of the Qingzang tectonic movement at Pliocene (about3.6-1.8Ma), it began to mountain buliding period in the Four-Girl Mountain area. Its absolute uplift rate had doubled and redoubled by1.86-2.03mm/a, and granites denudation rate increased also slightly by0.15-0.4mm/a. It lead to that uplift size had achieved about3000meters above sea level at Late Pliocene by the difference between uplift rate and denudation rate, and Dayi Conglomerates were sedimented in the front of the Longmen Mountians.
It was beginning to show that the mountain buliding speed more faster than past in Kunhuang tectonic movement of Pleistocene from1.8Ma B.C. to0.126Ma in the Four-Girl Mountain area. Its absolute uplift rates were increasing in that episode in a geometrical progression, its denudation rate had also doubled and redoubled,and its granites uplifting rate was significantly faster than denudation rate and river incision rate. They had been left a lot of redcords by the intermediate-acid intrusive granites, river terrace, alluvial fan and proluvial fan,plateau loess,and so on.This is that granites absolute uplift rate is3.63-17.06mm/a, and denudation rate is1.06mm/a. Its average incision rate is0.535mm/a in the Dadu River Valley, its average incision rate is0.493mm/a in the Min River Valley, and its average incision rate is0.45mm/a in the Xuanshui River Valley, the threee rates are approximate.
It caused by plateau uplift rate was significantly more than denudation rate and incision rate in this period, the plateau has been uplifted to an altitude of more than4000meters above sea level at Late C episode of the Kunhuang tectonic movement in the Four-Girl Mountain area, the Mountain landform of the Four-Girl Mountain had basically taken shape, and Yaan Conglomerates were sedimented in the front of the Longmen Mountians. When the plateau uplift size is high enough so that the power of plateau monsoon was effected, and eolian deposits were formed in Ganze loess, Luhuo loess, Jingchuan loess, Lixian loess,and so on.
(4) It is cryosphere formation period during the Gonghuo tectonic movement from late Pleistocene to Holocene in the Four-Girl Mountain area, which start age is about40ka, corresponding approximately to11th stage of surface uplift in the Four-Girl Mountain area. Its surface uplift rate is a modest slowdown. The1st to3rd river terraces were widely produced along the Min River, the Dadu River, and the Xuanshui River by the incision action of the Gonghuo tectonic movement. A large amount of alluvial fans and proluvial fans had been washed down from the Min River, Tuo River, and Qingyi River aquo-system, and had been deposited in the front of the Longmeng Mountain, and there are two layers which chengdu clay wrere deposited in the Chengdu plain. All these causes the high mountain landscapes of an altitude of more than6000meters above sea level in the Four-Girl Mountain and adjacent area now.
Since the late Pleistocene, its incision rate is0.63-3.18mm/a in the Min River Valley. All the surface uplift rates become slower at the rest of the section. At the Wenchuan County Section and the Yinxiu Town Section of the mainstream of the Min River, of which passes through the Longmen mountain fault bel, the surface uplift rates continues to growt. At the Ludin Section of the Dadu River Valley, the surface uplift rate have begun to drop off significantly which it dropped from1.14mm/a of the past to0.67mm/a of the present. At the Fubian River Section of the Dadu River Valley in Xiaojing County, which it dropped from1.44mm/a of the past to1.13mm/a of the present. At the same time, its incision rate is0.78-1.87mm/a in the Dadu River Valley.
3.The granitoid intrusions occurred in the eastern part of the Songpan-Garze terrane from the Late Indo-Chinese epoch to Early Yenshan Epoch. The Four-Girl Mountain Granitic (FGMG) is one of them which these zircons has characterisitc of magma zircons widely. According to the LA-ICP-MS zircon U-Pb dating of the23 crystal zircons from biotite granodiorite of the FGMG which yielded a weighted206Pb/238U mean age of (191±1)Ma, which is interpreted as FGMG's magma crystallizaton age(Early Yenshan).
It was proposed during the regional geological survey that previous the NW-trending Jingchuan-Lixian tectono-magmatic belt, they can't represent products of the collision between he Yangzi massif and the Songpan-Garze terrane, although the major axis and mineral direction of most of the single granitic masses exist in the parallel arrangement of the NW-trending in the Songpan-Garze terrane. The NE-trending Douhu-Jingchuan-Xiaojing-Heishui tectono magmatic belt should be established newly. The FGMG is one representative granitic mass of the them. It is represent products of part fusing in the low velocity layer exists in the middle-lower crust of the Songpan-Garze terrane what the Songpan-Garze terrane be inserted along the Longmen mountain structural belt generally by the Yangzi massif.
4. There are have complex dynamics mechanism why the plateau uplift in the Four-Girl Mountain area. Many factors have positive effect on plateau uplift for example deep tectonic difference, isostatic gravity adjusting, the hanging wall of main thrust. We look at the problem on plateau uplift dynamics mechanism in the Four-Girl Mountain area, we must first consider the its block boundary condition, and that affects the working procedure or process.
(1) Block Boundary Condition
The Songpan-Garze terrane is a great block of inverse triangular. On the plane, its motion of block are influenced or controled by boundary condition, that is surrounded by the Longmen mountain fault zone, the Xianshui river fault zone, the East Kunlun fault zone. Among of them, the Longmen mountain fault zone is a large lower angle thrust fault zone, and consists of a group of NE trending subordinate faults. It passes through the east of the Four-Girl Mountain, which are dominated by reverse slips with dextral strike-slip component. And the Xianshui river fault zone is a sinistral strike-slip faults.The regional tectonic stress field between the two zones shows that the direction of compressive principal stress σ1is in E-W and the tensil stress σ3is in S-N. Now, this analysis accords was supported by result of the GPS surveying in recent years.
Vertically, its depth of tectonic influence can reach middle and lower crust, even the top of upper mantle. In this block of inverse triangular, interpretation of geophysical data shows that there exist evident differences in crustal structure and thickness between the Songpan-Garze terrane and the Yangtze block, and middle and lower crust have a series of velocity layers of seismic wave and low resistivity layer of magnetotelluric in the Songpan-Garze terrane. But such velocity layers and low resistivity layer aren't found in the Yangtze block. It was not until upper mantle these differences start to reduce gap in deep tectonic structure between the Songpan-Garze terrane and the Yangtze Block. The Four-Girl Mountain granites attributed to partial melting occur that have some relevance for the low velocity layers in the depth of20-37kilometres in Four-Girl Mountain area extensively.
(2) Process of Plateau Uplift
Deep geophysical exploration shows that there are several great "root of mountain" in the Four-Girl Mountain area, and mainly these roots of mountain is made up of many great granitic plutons. And isostatic gravity anomaly have some obvious differences between the Four-Girl Mountain area and its adjacent regions.
As as a result of compression and collision of the Indian plate with the Tibet Plateau from south to north, the various spheres and layers in the crust and mantle interior in Tibet Plateau are taken to level lateral movement for responsive adjustment, and the weak layer material of low velocity layer exists in the middle crust and lower crust of the Songpan-Garze Plateau are flowed as lateral movement from west to east also.
As as a result of difference material in the crutst and mantle between the Songpan-Garze terrane and the Yangtze block, a powerful near NE-trending regional stress field was produced by that emanates from obstruction of the Yangtze block, when the low velocity layer exists in the middle crust and lower crust of the Songpan-Garze terrane flows eastward to the Four-Girl Mountain area. Add the isostatic gravity adjustment of a great "root of mountain" are superimposed on each other in the Four-Girl Mountain area. Furthermore, it is superimposed on each other which this area is isolated in hanging wall of the Longmen mountain thrusting fault zone. The maximum rolling and maximum skyscraping earth's surfaces in the Four-Girl Mountain area, which have made as a "the Queen of Shu Mountains", that is to say, it is the2nd highest peak in the West Sichuan Plateau. It is formed under the together actions of mentioned above three forces, and strong weathering processes, rugged denudation, violent down-cutting and exhumation.
引文
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（12）四川省地质调查院．1/25万蒙沙村幅区域地质调查报告.2006
（13）四川省地质调查院．1/25万石渠县幅区域地质调查报告.2006
（14）四川省地质调查院．1/25万新龙县幅区域地质调查报告.2005
（15）四川省地质调查院．1/25万康定县幅区域地质调查报告.2005
（16）四川省地质调查院．1/25万宝兴县幅区域地质调查报告.2003
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（2）刘勇．川西高原层状地貌研究[D]．南京师范大学硕士学位论文，2006（3）谢万春．沿尼泊尔东部喜马拉雅山区之亚热带海拔高度上不同生物之种类丰富变异．台湾国立屏东科技大学大学硕士学位论文，2006
（4）张燕．松潘甘孜及邻区构造变形特征及其数值模拟[D]．西北大学硕士学位论文，2006年
（5）赵永久．松潘-甘孜东部中生代中酸性侵入体的地球化学特征、岩石成因及构造意义[D]．中国科学院广州地球化学研究所博士学位论文，2007年
（6）四川省地质调查院．1/25万成都市幅区域地质调查2011年工作方案.2011（7）四川省地质调查院．1/25万武都市幅、平武县幅、广元市幅、绵阳市幅、成都市幅等5幅区域地质调查工作设计.2009
（8）四川省地质调查院．1/25万炉霍县、幅马尔康县幅区域地质调查报告.2008
（9）四川省地质调查院．1/25万红原县幅、若尔盖县幅区域地质调查报告.2008
（10）四川省地质调查院．1/25万阿坝县幅区域地质调查报告.2007
（11）四川省地质调查院．1/25万色达县幅区域地质调查报告.2007
（12）四川省地质调查院．1/25万蒙沙村幅区域地质调查报告.2006
（13）四川省地质调查院．1/25万石渠县幅区域地质调查报告.2006
（14）四川省地质调查院．1/25万新龙县幅区域地质调查报告.2005
（15）四川省地质调查院．1/25万康定县幅区域地质调查报告.2005
（16）四川省地质调查院．1/25万宝兴县幅区域地质调查报告.2003
（17）四川省地质调查院．1/5万勒青贡、色达县、错俄玛、塔子乡、霍西乡等5幅区域地质调查报告.2009
（18）四川省地质调查院．1/5万水磨沟幅区域地质调查报告.2005
（19）四川省地质调查院．1/5万樟木寨幅区域地质调查报告.2005
（20）四川省地矿局．宝兴、小金、茂汶、灌县、马尔康、龙日坝等6个1:20万图幅的区域重力调查
（21）王椿镛，吴建平，楼海，等．青藏高原东缘地壳结构和地球动力学问题的讨论．中国地震局地球物理研究所（内部资料）
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