青藏高原新生代古高度研究：现状与展望

青藏高原新生代古高度研究是地球系统科学研究中的一个热点、难点和重点,它是解决地球深部动力学、地貌地形演化和气候变化等各部分相互关系的一个关键突破口。目前以古生物和氧同位素为代表的各种古高度计被用来重建青藏高原新生代的古高度历史,但是不同的研究方法所得到的结果并不一致,关于青藏高原何时隆升到现在的海拔高度存在晚上新世、晚中新世和始新世等不同认识。因为古高度结果的差异,所以对于青藏高原新生代的构造隆升过程和动力机制也存在大的争议。本文首先详细的阐述了部分古高度计的应用原理及其各自的优缺点,收集总结了78条青藏高原古高度研究的成果,梳理了目前青藏高原新生代古高度研究的历史和现状。然后在此基础上讨论了目前高原古高度研究的特点和存在的问题,即地层年代学、氧同位素和古生物古高度计结果的协调、“以点带面”、区域研究程度差异较大、替代性指标的多解性、古纬度影响、地质时期温度递减率的不确定性、全球气候变化的影响等特点和问题。最后就存在的特点和问题指出在恢复青藏高原新生代古高度时所需要完善和注意的方面,其中最重要的是注重地层年代学的可靠性。     

基于面积-高程积分的叶尔羌河山区流域地貌发育特征及其控制因素研究

以叶尔羌河山区流域为研究对象, 利用ArcGIS中的水文分析工具获得1357个集水区的面积-高程积分(HI)值, 定量化研究帕米尔弧形构造带东缘叶尔羌河山区流域的地貌发育特征及其控制因素。结果表明: 1)叶尔羌河山区流域的1357个集水区面积与HI均值的相关性较差(R²=0.0936), 表明集水区面积对HI均值的影响较小; 2)HI值介于0.0717~0.6485, 均值为0.4056, 整体处于地貌发展的壮年期, 是构造、岩性和气候等因素共同作用的结果; 3)HI均值排序为断裂带区域(0.4148)>整个流域(0.4056)>非断裂带区域(0.4004), 表明构造活动是地貌发育的影响因素, 其影响主要表现在断裂带的规模和活动性; 4)非断裂带区域不同岩性的HI均值排序为: 变质岩(0.491353)>冰、雪及现代冰川(0.491351)>花岗岩(0.4426)>海相沉积岩(0.4098)>陆相沉积岩(0.3890)>海陆交互相沉积岩(0.3813)>第四系沉积物(0.3598), 表明岩性是地貌发育的重要影响因素, 且岩石的抗侵蚀能力差异是影响岩性与地貌的关系的重要因素; 5)气候主要通过降水和气温控制河流径流量来影响河流的侵蚀作用和搬运作用进而影响流域内地貌发育, 多年平均年降水对流域的地貌发育的影响较小, 多年平均年气温对流域的地貌发育有特别重要的影响, 是气候对地貌发育的主要控制因素。

     

青藏高原中北部沱沱河盆地晚始新世—早中新世古高度变化及其构造指示意义——基于碳酸盐碳同位素记录

青藏高原古高度研究可以为理解高原的构造隆升过程和机制等提供重要的信息,但是由于受到研究材料和条件的限制,相较于高原南部而言高原中北部的古高度研究相对滞后。鉴于此,笔者等在羌塘地体东北部可可西里盆地的一个次级盆地—沱沱河盆地中选取了一个剖面（命名为沱沱河剖面）,基于适于盆地的古高度计经验公式重建了沱沱河盆地晚始新世到早中新世的古高度演化历史。结果表明,沱沱河盆地的构造挤压隆升可以分为3个阶段：第一阶段为~37. 0~30. 5 Ma,海拔高度从2397 m变化到2940 m,为构造隆升活动的活跃阶段;第二阶段为30. 5~26. 0 Ma,海拔高度从2940 m变化到3100 m,为构造隆升活动的相对减弱阶段;第三阶段为26. 0~19. 7 Ma,海拔高度从3100 m变化到约3150 m,为构造隆升活动的相对静止阶段。综合沱沱河剖面的古高度和构造变形结果,同时结合紧邻盆地周边的古高度、地壳缩短等地质证据,文章认为沱沱河盆地在新生代中晚期经历了明显的两阶段隆升过程,分别是晚始新世到早中新世和中中新世（~16. 0 Ma）到现在,其隆升的机制分别可以用上地壳缩短变形和“地幔对流去根”或者“下地壳流”或者“岩浆底侵”等理论加以解释。     

青藏高原中北部沱沱河盆地新生代古纬度演化及其对构造和气候的指示意义

古纬度演化可以为地质历史时期古气候变化以及构造变形过程等提供宏观的构造位置背景。加强青藏高原中北部可可西里盆地的古纬度研究,对于理解青藏高原中北部的构造抬升过程历史以及机制、阐明东亚季风起源和演化与高原隆升变形的耦合关系、探讨可可西里盆地晚始新世孢粉所指示的干旱气候的动力机制等具有重要的意义。笔者等选取青藏高原腹地研究相对薄弱的可可西里盆地的一个次级沱沱河盆地（TTHC剖面）作为研究对象开展了古地磁研究,重建其在新生代的古纬度演化历史。岩石磁学研究表明TTHC剖面的主要载磁矿物是磁铁矿和赤铁矿,但以赤铁矿为主。与同期（约35 Ma）欧亚极期望磁倾角以及研究区西边乌兰乌拉湖地区的火山岩磁倾角对比,TTHC剖面所记录的磁倾角存在明显的浅化现象,经E/I方法校正后,得到在约35 Ma的古地磁方向为Dec=358.5°,Inc=44.4°,a95=5.7°。综合已发表的贡觉盆地、改则盆地、尼玛盆地、囊谦盆地、下拉秀盆地和乌兰乌拉湖火山岩等古纬度数据以及本文的研究结果,得到沱沱河盆地新生代古纬度演化历史（以TTHC剖面坐标为参考点）,沱沱河盆地在约35 Ma古纬度为26.1°N,处于副热带高气压气候带内,可以解释孢粉和岩性所指示的暖干气候。在约24 Ma沱沱河盆地到达现在的纬度位置,盆地上地壳缩短在约24 Ma减小或者停止。     

晚渐新世以来青藏高原北部东昆仑山构造隆升对亚洲内陆干旱化的潜在影响——基于现代地质观测证据

青藏高原的构造隆升—生长过程及其资源环境效应是地球系统科学研究中的一个重要命题。其中,新生代青藏高原构造隆升过程与亚洲内陆干旱化之间的联系是研究的一个热点和难点。本文基于青藏高原从那曲到格尔木沿109国道现代地理要素和景观变化的证据以及大量器测数据和模拟结果讨论了青藏高原具体区域对亚洲内陆干旱化形成演化的重要影响,结果指出东昆仑山对印度季风继续深入内陆具有明显的阻挡作用,是一个重要的水汽屏障。同时本文结合东昆仑山晚渐新世以来主要构造隆升事件与亚洲内陆干旱化关键时间点的高度契合,进一步指出东昆仑山晚渐新世以来的构造隆升对亚洲内陆或者至少柴达木盆地的干旱化事件具有重要的影响,但是~3.6 Ma之后,北半球冰期对内陆盆地的干旱化的影响更大。     

我国西部新生代磁性地层学研究的若干进展与挑战

磁性地层分析是建立沉积地层年代框架的有效方法,特别为我国西部新生代盆地分析研究提供了重要手段。通过对与青藏高原生长密切相关的柴达木盆地、昆仑山、西宁盆地、祁连山等众多新生代沉积盆地的磁性地层学研究,学术界对中国西部新生代构造变形的时代和强度有了比较深入的理解。但是仅仅根据沉积地层的磁极性序列与地磁极性年表对比来确定地层年代学框架的方法也遇到了困扰,例如对比方案不唯一、难以确定部分时段地层是否缺失等问题。本文通过对磁性地层研究中一些问题的分析,论述了对磁性地层年代学研究具有重要意义的生物地层学、具有“年龄锚点”作用的火山灰夹层或者是地层中矿物年代对地层年代限定的辅助作用。同时提出,不同的指标对于同一地质事件的记录在时间上可能有先后,地层对比过程中对于某些地质事件的分析应该考虑一致性悖论的问题。     

青藏高原中北部沱沱河盆地新生代古纬度演化及其对构造和气候的指示意义

古纬度演化可以为地质历史时期古气候变化以及构造变形过程等提供宏观的构造位置背景。加强青藏高原中北部可可西里盆地的古纬度研究,对于理解青藏高原中北部的构造抬升过程历史以及机制、阐明东亚季风起源和演化与高原隆升变形的耦合关系、探讨可可西里盆地晚始新世孢粉所指示的干旱气候的动力机制等具有重要的意义。笔者等选取青藏高原腹地研究相对薄弱的可可西里盆地的一个次级沱沱河盆地（TTHC剖面）作为研究对象开展了古地磁研究,重建其在新生代的古纬度演化历史。岩石磁学研究表明TTHC剖面的主要载磁矿物是磁铁矿和赤铁矿,但以赤铁矿为主。与同期（约35 Ma）欧亚极期望磁倾角以及研究区西边乌兰乌拉湖地区的火山岩磁倾角对比,TTHC剖面所记录的磁倾角存在明显的浅化现象,经E/I方法校正后,得到在约35 Ma的古地磁方向为Dec=358.5°,Inc=44.4°,a95=5.7°。综合已发表的贡觉盆地、改则盆地、尼玛盆地、囊谦盆地、下拉秀盆地和乌兰乌拉湖火山岩等古纬度数据以及本文的研究结果,得到沱沱河盆地新生代古纬度演化历史（以TTHC剖面坐标为参考点）,沱沱河盆地在约35 Ma古纬度为26.1°N,处于副热带高气压气候带内,可以解释孢粉和岩性所指示的暖干气候。在约24 Ma沱沱河盆地到达现在的纬度位置,盆地上地壳缩短在约24 Ma减小或者停止。     

青藏高原可可西里盆地晚白垩世—早中新世地层年代学新进展及其对地层和古环境的指示意义

青藏高原构造隆升是新生代重大地质事件之一,是东亚构造—气候演化的重要边界条件之一,也是研究全球气候变化绕不开的一个重要因素。目前,关于青藏高原的隆升历史和机制等存在较大的争议,其中,一个最重要的原因是地层年代学问题,可靠的地层沉积年龄是后续研究的基础。青藏高原中北部可可西里盆地保存有晚白垩世至中新世较连续的沉积,是研究青藏高原构造演化不可多得的研究材料。本文基于可可西里盆地最新的晚始新世至中新世地层年龄研究结果,同时,结合其他已发表的、有绝对年龄控制点的地层年龄,认为风火山群和沱沱河组是两套独立的地层单元,即在可可西里盆地,地层划分从老到新可划分为：风火山群、沱沱河组、雅西错组和五道梁组。在可可西里盆地地层沉积年龄最新进展基础之上,综合盆地的古高度、古纬度、古温度、古地磁、沉积相变化、地层接触关系、全球温度、大气二氧化碳以及亚洲季风和高原隆升之间关系的模拟等证据,指出：① 青藏高原面上类似于现在向东、东南逃逸的GPS速度运动场方向可能在始新世就已经形成,沱沱河盆地以东的物质向东南逃逸,以西没有这种趋势,沱沱河盆地可能是一个重要的边界;② 类似于现在的东亚季风—内陆干旱化格局形成于晚渐新世—早中新世;③ 青藏高原中北部晚始新世以来发生了明显的两阶段隆升,>38.5~26(24) Ma的隆升主要由印度与欧亚板块的碰撞挤压缩短所致,16 Ma~现在的隆升由岩石圈地幔对流拆沉引起,26(24)~16 Ma是隆升相对平静期;④ 青藏高原中北部主夷平面可能发育于26(24)~16 Ma期间;⑤ 角度不整合接触不是构造事件发生的可靠判别标志;⑥ 石膏等盐类矿物的出现不是干旱化的可靠指标,但似乎表明在盐类矿物沉淀析出之前,区域应该存在至少一期湿润的气候,按此结果,可能暗示了至少在古新世我国中东部可能已经存在季风气候。     

六盘山东西两侧红粘土沉积起源年代差异原因初探

红粘土被认为类似于黄土,也是风成沉积。六盘山东侧红粘土底部沉积年龄主要集中于8Ma左右,而西侧底部最老沉积年龄主要在25~22Ma。通过综合分析红粘土的物源,青藏高原的隆升以及亚洲内陆干旱原因等方面认为:1亚洲内陆晚渐新世—早中新世的干旱主要是青藏高原的隆升阻挡了西南气流的深入和副特提斯海向西退出造成下风向区水汽来源减少而形成。2六盘山以西红粘土的沉积主要是在西风绕流和狭管效应作用下形成。以东没有沉积底界年龄为25~22Ma的红粘土可能是那个时间段冬季风势力较弱,且受沿途山脉以及山地地区西风的阻挡,所以无法携带风尘沉积物在六盘山以东沉积。8Ma左右红粘土在六盘山以东的沉积说明冬季风势力增强,穿过了西风在山地地区的阻挡形成之。38Ma左右冬季风穿过西风在山地的阻挡携带红粘土到六盘山以东,说明蒙古西伯利亚高压已经大大增强,当时的沉积范围已与现在相当,显示环流系统接近现在的特征。同时根据青藏高原与蒙古西伯利亚高压的关系,结合青藏高原构造运动证据,8Ma左右青藏高原的强烈隆升可能对亚洲季风的演化具有重要的意义。     

晚渐新世以来青藏高原北部东昆仑山构造隆升对亚洲内陆干旱化的潜在影响 ——基于现代地质观测证据

青藏高原的构造隆升—生长过程及其资源环境效应是地球系统科学研究中的一个重要命题.其中,新生代青藏高原构造隆升过程与亚洲内陆干旱化之间的联系是研究的一个热点和难点.本文基于青藏高原从那曲到格尔木沿109国道现代地理要素和景观变化的证据以及大量器测数据和模拟结果讨论了青藏高原具体区域对亚洲内陆干旱化形成演化的重要影响,结果...