长江东流水系建立的时限及其构造地貌意义

新生代亚洲水系发育和演化与印度-亚洲碰撞导致的宏观地形地貌演化紧密相关,是研究青藏高原隆升和亚洲季风演化的重要切入点。一个世纪以来,中外科学家围绕长江演化历史开展了专门的研究,取得了丰硕的成果,但对于"长江东流水系形成于何时"这一关键科学问题却一直存在重大争议,计有前第三纪、第三纪早期(古近纪)、第三纪晚期(新近纪)、更新世早期和更新世晚期等多种观点,成为地球科学领域著名的"世纪谜题"。本文对长江中下游新生代盆地开展了沉积学与年代学研究,基于碎屑锆石U-Pb年龄谱示踪结果,结合上游构造地貌与盆地记录,提出长江东流水系建立于渐新世/中新世之交的观点。长江水系的重大调整尤其是东流水系的最终建立,是对青藏高原整体隆升、高原东南缘大型走滑运动、中国东部区域拉张凹陷以及东亚季风形成的综合响应。     

IODP中的海陆对比和海陆相互作用

综合大洋钻探计划（IODP）将于2003年10月启动。与大洋钻探计划（ODP）相比,IODP规模更大,钻探和研究范围更宽,囊括地球科学的诸多领域,涉及海底生物圈、地球壳幔结构、俯冲工厂和地震活动、古环境记录和海底资源等。从海陆对比和海陆相互作用的角度,分析我国地球科学,尤其是新生代地质学研究中的一些特点和优势。中国新生代地质演化历史别具特色,如宏观地形格局的变化,喜马拉雅山和青藏高原的隆升,西太平洋边缘海的扩张,亚洲季风系统的形成等,这些特色成为中国科学家参与IODP科学研究计划的优势。     

青藏高原隆升气候效应的数值模拟研究进展概述

青藏高原隆升作为新生代的重大地质事件对亚洲乃至全球气候环境变化产生了深远的影响,因而高原隆升的气候环境效应一直是备受关注的重要科学问题。在过去近半个世纪中,国内外学者利用气候数值模式开展了大量高原地形气候效应的数值模拟研究,这些研究结果极大地提升了对地形抬升影响气候的物理机制以及高原隆升对古气候演化驱动作用的认识。本文简要回顾了过去有关青藏高原隆升气候效应数值模拟研究的进展,并按照高原隆升模拟研究发展的3个阶段总结了目前取得的主要研究成果。从数值模拟结果看,新生代以来青藏高原在隆升、生长和北移过程中其动力和热力作用对东亚季风的形成、南亚季风的演化、内陆干旱化的发展以及亚洲季风-干旱环境格局的变迁都具有深远的影响。青藏高原及其周边不同区域地形隆升的气候效应不同,青藏高原隆升的气候效应与大陆漂移背景下海陆分布和古地理格局的变化密切相关。南亚热带季风的建立是由大陆漂移的位置和热带辐合带季节性移动共同决定的,而东亚季风的建立则主要取决于青藏高原的隆升和北移。亚洲副热带干旱区的存在取决于大陆的位置和行星尺度副热带高压的控制,而亚洲内陆中纬度干旱区的形成则是青藏高原隆升的结果。本文最后简要梳理了高原隆升气候效应数值模拟研究目前存在的问题和未来可能的改进。     

塔里木盆地新生代地质地貌特征及其演化

塔里木盆地是亚洲大陆腹地独特的巨型地质地貌单元,是研究新生代地球系统的天然实验室。新生代以来,它经历 了古近纪海湾、新近纪湖泊-三角洲平原、河流-湖泊-沙漠、沙漠-河流的地质演化过程,古地理格局变化的主要因素 是远程碰撞造山作用,造成盆地的封闭、气候干旱。古近纪以来,海湾盆地西低东高,构造挤压造成周缘山脉隆升和盆地 逐渐封闭,这是盆地演化最主要的动力因素。新近纪南高北低,随着青藏高原隆升,周围山脉持续隆升,早先形成的河湖 等地质地貌单元不断被周边山脉所封闭,形成塔里木盆地,发育大湖泊。第四纪以来,盆地西高东低,经历了最快速的地 球系统演化,形成中国较大的内流水系以及最大沙漠。内、外动力的耦合作用及其相互作用,控制了塔里木盆地新生代地 球系统演化,塔里木盆地周缘新构造活跃,在巨型盆地内发育了河流、湖泊、沙漠、戈壁、雅丹、干盐湖等多种第四纪的 地貌类型。不同地质因素时空上相互作用,塑造着巨型盆地地球系统演化,塔里木盆地展示了极干旱地区地球系统第四纪 快速的演化过程。     

塔里木盆地新生代地质地貌特征及其演化

塔里木盆地是亚洲大陆腹地独特的巨型地质地貌单元，是研究新生代地球系统的天然实验室。新生代以来，它经历 了古近纪海湾、新近纪湖泊—三角洲平原、河流—湖泊—沙漠、沙漠—河流的地质演化过程，古地理格局变化的主要因素 是远程碰撞造山作用，造成盆地的封闭、气候干旱。古近纪以来，海湾盆地西低东高，构造挤压造成周缘山脉隆升和盆地 逐渐封闭，这是盆地演化最主要的动力因素。新近纪南高北低，随着青藏高原隆升，周围山脉持续隆升，早先形成的河湖 等地质地貌单元不断被周边山脉所封闭，形成塔里木盆地，发育大湖泊。第四纪以来，盆地西高东低，经历了最快速的地 球系统演化，形成中国较大的内流水系以及最大沙漠。内、外动力的耦合作用及其相互作用，控制了塔里木盆地新生代地 球系统演化，塔里木盆地周缘新构造活跃，在巨型盆地内发育了河流、湖泊、沙漠、戈壁、雅丹、干盐湖等多种第四纪的 地貌类型。不同地质因素时空上相互作用，塑造着巨型盆地地球系统演化，塔里木盆地展示了极干旱地区地球系统第四纪 快速的演化过程。     

主编致辞

<正>新生代时期,中国大陆在东部滨太平洋构造域和西部特提斯构造域的共同作用下,改造了中生代早期的构造,发生了地形倒转以及地貌系统巨变。青藏高原隆升扩展的深远影响几乎涉及到了地球系统科学的所有领域,对中国大陆构造地貌格局、盆地形成、河湖系统演化、气候系统、生态系统都产生了巨大的控制作用。因此,深入开展中国大陆新生代地质与环境研究,     

青藏高原气候系统变化及其对东亚区域的影响与机制研究进展

青藏高原地区特殊的大气圈、水圈、冰冻圈、生物圈等多圈层相互作用过程及其变化,不仅对青藏高原及其周边地区的气候格局和变化有重要影响,而且对东亚、北半球乃至全球的环流形势和异常产生深远影响。为此,全球变化研究重大科学研究计划于2010年9月启动了"青藏高原气候系统变化及其对东亚区域的影响与机制研究"项目,旨在开展青藏高原环境、地表过程、生态系统对全球变化的响应及其对周边地区人类生存环境影响的综合交叉研究,以揭示青藏高原气候系统变化及其对东亚区域的影响机制,提出前瞻性的应对气候变化与异常的策略,减少其导致的区域自然灾害的损失。项目实施近3年来,开展了青藏高原首次"星—机—地"综合立体协同观测试验和大规模地气相互作用综合观测试验。在遥感结合地面观测估算青藏高原地表特征参数和能量通量方法,高原地区上对流层和下平流层结构,高原季风与东亚季风和南亚季风之间的内在联系,中国及青藏高原地区太阳辐射和风速的年代际变化趋势,青藏高原春季感热源减弱及其对亚洲夏季风和中国东部降水的影响,以及极高海拔地区土地覆被格局等方面取得了一些突出进展。     

欧亚大陆及边缘海岩石圈的结构特性

从地球层块结构的研究思路出发,运用构造解析的理论和方法,对东亚及西太平洋地区人工地震测深和天然地震面波层析成像进行构造解析,发现岩石圈中下部存在形态各异、大小不等的高速块体,结合地质学、地球化学及其他地球物理学标志的综合研究将其称为幔块构造,高速块体或幔块构造是控制东亚西太平洋岩石圈构造格局和岩石圈表层构造变形最基本条件之一。在系统研究该区岩石圈高速块体或幔块构造三维几何结构基础上,建立起东亚西太平洋岩石圈八种三维几何结构型式:克拉通陆根状结构、高原陆根状结构、造山带楔状结构、碎块状结构、香肠状结构、哑铃状结构、藕节状结构和板状结构,以及岩石圈形成与构造演化四种构造类型:克拉通型岩石圈、增厚型岩石圈、减薄型岩石圈和大洋型岩石圈。文章在详细论述岩石圈各结构构造类基本特征的基础上,认为全球最大的青藏高原具有增厚型岩石圈特性,存在大陆根,并且大陆根正在增厚过程中;地震层析成像显示,研究区存在全球最大的东亚大陆巨型裂谷体系,具有减薄型岩石圈特性,新生代晚期东亚大陆巨型裂谷体系被西太平洋沟弧盆体系叠加与改造。根据岩石圈三维结构型式,探讨了岩石圈形成机制与演化模式,东亚大陆边缘岩石圈大规模伸展拆沉减薄作用以及软流圈和地幔物质上涌加热作用与青藏高原岩石圈大规模俯冲碰撞?入增厚作用是东亚大陆及边缘海晚中生代以来地幔动力学最基本的表现型式,从而形成全球最大的青藏高原和全球最大的东亚大陆巨型裂谷体系。     

与亚洲古季风有关的中国及邻区新生代构造演化的几个问题

本文简要综述和讨论了与亚洲古季风气候形成有关的中国及邻区新生代,特别是晚新生代构造演化的一些问题。新生代初印度一欧亚板块汇聚以来,特提斯海的消退过程,以及太平洋板块在亚洲大陆东缘和东南缘消减引致的弧后海盆(如日本海、东海、南海)的扩张和陆缘海盆(如黄海、渤海等)的出现,对于亚洲古季风形成的意义要比青藏高原隆升所起的作用更重要。青藏高原地表快速隆升在时间上滞后于高原地壳S—N方向的强烈缩短,其原因可能与青藏高原下地壳和上地幔熔融或局部熔融有关。此外,东亚古东南季风区域特征的形成还与我国华北及东南沿海构造运动导致的晚新生代地形地貌演化有着重要关联。     

中、新生代全球尺度地质过程及其对自然环境的影响

中、新生代是地球岩石圈经历重大构造演化 ,最终形成现今地球面貌的时代。研究对中、新生代全球级环境变化有重大影响的地质作用过程 ,对从整体上把握和理解环境演变的规律和原因 ,最终实现对环境变化的预测有重要意义。中生代开始不久 ,位于赤道附近的联合古陆便解体分裂 ,全球大陆和大洋逐渐演变成现今的分布格局。与此相伴 ,地球的地形、地貌也发生了重大变化。中生代造山运动造就的山脉和其后由构造隆升形成的高原 ,也是影响全球气候的主要因素之一。中、新生代的多次大规模火山活动 ,造成气候、环境的快速变化 ,甚至导致大规模生物灭绝。在中白垩世期间 ,发生了一系列全球规模的构造运动现象 ,它们与地球深部的超地幔柱有关。文中也通过天体撞击作用探讨了地外因素对地球环境和生命演化的影响。     

青藏高原形成演化研究回顾、进展与展望

青藏高原形成演化涵盖了前身的东特提斯地质构造演化、新生代地质构造演化和高原隆升对气候环境演变的制约,它不仅包含有关全球构造的空间格局、运动状态的历史记录,而且也留下了青藏特提斯洋陆转换、盆山转换构造体制的时空结构、运动形式和发展变化的地质遗迹。所以青藏高原是研究全球构造的窗口,被自然科学工作者誉为解决地球动力学的一把钥匙。自20世纪60年代以来,特别是1979年以来我们先后开展了青藏高原地质构造演化、系列编图及综合集成等研究工作。本文以认识现今青藏高原地质历史各阶段重大地质构造事件的结构组成和演化为主线,回顾了40年来历次重大青藏高原基础地质研究过程,系统总结了青藏高原新生代隆升过程、碰撞构造效应,以及东特提斯地质调查研究中一系列重要新发现、新进展、新成果,并对相关研究成果和新发现进行了简要的归纳梳理。在此基础上,就青藏高原形成演化模式、科学理论与学术争论观念层次上的问题,以及关键的基础地质问题等方面进行了讨论与展望。     

青藏高原隆升及其环境效应

“青藏高原形成演化及其环境资源效应”项目选择青藏高原为典型地区,特别注意高原与毗邻地区的联系,以从全球尺度探讨高原的各种过程,目标集中在大陆碰撞过程和高原隆升过程,以过程为主线贯通碰撞机制、环境变化和资源分布规律的研究;时间上着重新生代以来,在不同精细时间尺度上定量地描述碰撞和隆升的动态过程及环境变化。运用地球科学、生命科学、环境科学及各学科之间有机交叉、综合研究的方法,开展大陆碰撞动力学、环境变化、现代表生过程及各圈层相互作用等重大理论问题的研究,为青藏高原地区的资源开发和环境调控提供科学依据。按照统观全局、突出重点的原则,项目主要研究内容包括以下4个方面：大陆岩石圈碰撞过程及其成矿效应;高原隆升过程与东亚气候环境变化;青藏高原现代表生过程及相互作用机理;青藏高原区域系统相互作用的综合研究。在完成研究计划任务的基础上,项目取得如下的突出研究成果和创新性进展：印度大陆与欧亚大陆初始碰撞时限;青藏高原南北缘山盆岩石圈尺度的构造关系;青藏高原整合构造模型与成矿成藏评价;新生代高原北部重大的构造变形隆升事件序列;高原周边环境变化事件及高原隆升对亚洲季风发展变化的影响;高分辨率气候动态过程及变化趋势;高原主要生态系统碳过程对气候变化的响应;高原气候变化及冰冻圈变化与预测;高原土地覆被变化、恢复整治及管理。     

中国新近纪构造-地层区划及地层格架

新近纪是中国地貌地形和气候环境格局最终奠定的关键时期,如青藏高原强烈抬升和现代高原地貌最终成型、中国南海海盆扩张结束、东亚现今大型水系格局最终建立、中国西高东低的地势最终确立以及东亚季风系统开始形成并逐渐增强.通过对中国新近纪大地构造、沉积盆地(群)、火山岩、隆起带和大型变形构造等的综合研究,共厘定一级构造-地层单元(...     

印度-亚洲碰撞大地构造

印度-亚洲碰撞是新生代地球上最为壮观的重大地质事件.碰撞及碰撞以来,青藏高原的广大地域发生了与碰撞前截然不同的变形,地貌、环境及其深部结构都发生了深刻地变化.根据青藏高原形成、周缘造山带崛起以及大量物质侧向逃逸的基本格局,作者从大陆动力学视角出发,将"印度-亚洲碰撞大地构造" 与"前碰撞大地构造"区别开来进行研究,将印...     

青藏高原东缘古近纪沙漠及其对季风起源的启示

沙漠沉积是地质历史演化过程中的一种特殊沉积,是特殊气候条件下的产物,对研究全球气候变化、大气环流样式具有独特的作用。沙漠沉积在地质历史中普遍存在但极少保存,它的发现和研究对恢复地质历史具有重要意义。研究表明,现代东亚季风系统建立前,尤其是古近纪早、中期,青藏高原东缘仍然处于行星环流所控制的干旱带内,发育了大量代表干旱炎热气候的石膏与盐类沉积,但至今尚未找到沙漠存在的确切记录。近年来,笔者采用沉积学、古气候学、古地理学等手段,并结合前人研究资料,对青藏高原东缘沉积盆地的古近纪早、中期红色地层进行了综合研究。结果表明,青藏高原东缘存在一个厚度稳定的古近纪早、中期风成沙丘富集带。在此基础上,通过古地理、沉积模式及古气候替代指标等分析,论证了青藏高原东缘存在古近纪盆山型沙漠沉积体系的可能性。沉积相、古流向分析揭示,青藏高原东缘存在一个由干旱向潮湿、由行星风系向季风风系转换的界面,可能暗示了东亚季风建立事件的发生。本研究相关成果可为新生代中国干旱带演化与全球气候变化研究提供可贵的沉积学资料,也可为青藏高原隆升与东亚季风起源研究提供重要的大气环流证据。     

岩石圈研究的重要问题与研究方向

岩石圈研究是８０年代和９０年代国际地球科学研究的前沿课题。地球４６亿年的历史记录有９５％都保存在大陆岩石圈中。大陆和大陆边缘岩石圈的研究最具挑战性吸引力。文中笔者简述了研究岩石圈的现代地球物理方法技术,岩石圈研究已取得的重大进展,全球地学断面图的编制和综合研究,大陆动力学热点研究,大陆科学钻探工作,岩石圈生物圈计划,同时介绍了青藏高原的研究状况。青藏高原是全球地球科学家从事研究的最佳野外实验室,它的隆升对亚洲及全球都有重大影响。     

中国西部新生代沉积盆地演化

新生代期间中国西部发生了多次强烈的构造运动, 经历了复杂的构造-地貌演化历史.地质构造背景和地球动力学过程则控制了中国西部大陆新生代期间的构造-地貌演化.盆-山系统是中国西部新生代构造的基本格局, 盆-岭体系是中国西部新生代的主要地貌单元.根据盆地的几何学、动力学与构造演化特征, 中国西部新生代盆地可以划分为压陷盆地、断陷盆地、走滑拉分盆地以及残留海-前陆盆地4类.这些新生代封闭盆地均被造山带所围限, 而盆地与山脉之间由挤压型活动断裂(逆冲断层和走滑断层)所分割.新生代以来印度板块与欧亚板块的碰撞以及其后印度板块的向北俯冲挤压, 对中国西部新生代沉积盆地的发育和演化产生了重大影响.中国西部新生代盆地构造岩相古地理演化与板块运动和构造隆升之间存在明显的耦合.      

大洋钻探与青藏高原

青藏高原的隆升历史在海洋沉积中得到记录。印度洋的两大深海沉积扇──孟加拉扇与印度河扇（总面积４×１０５ｋｍ￣２）──便是第三纪中期以来喜马拉雅山脉上升剥蚀的产物。南海北部陆架的莺歌海盆地中巨厚的海相沉积（仅第四系便达２０００ｍ）系来自红河三角洲，也应是青藏高原隆升的结果。另一方面，青藏高原隆升可能是全球新生代变冷和东亚季风兴起的原因，也是世界大洋化学成分和沉积速率显著变化的原因之一。上述种种，都有深海钻探和大洋钻探的发现作为根据。因此，如能将青藏高原的调查研究与大洋钻探结合起来，就可望为揭示全球环境变迂的机理作出突破性的贡献。     

新生代东亚地形、水系与生物地理演变——第三届地球系统科学大会拾粹

新生代期间,亚洲及周边地区地球深部过程与地表环境发生了一系列重大变革。印度板块—欧亚板块碰撞和太平洋板块俯冲驱动下的构造—地貌过程,导致青藏高原隆升、亚洲东部岩石圈伸展减薄、西太平洋边缘海扩张,并最终塑造了现今的宏观地形地貌和水系格局。这一系列构造地貌过程与新生代全球气候变冷、西风环流与亚洲季风环流重组、生物地理演变之间存在紧密的关联,成为地球科学领域重大前沿与热点课题,是开展地球深部与浅表过程、地球表层各圈层之间相互作用研究的重要切入点。     

沉积物不同赋存态水氢同位素组成:化学风化新指标?

<正>新生代青藏高原的隆升导致了东亚地理格局的改变,形成了从大陆中央隆升区向周围辐射的亚洲主要水系,也导致亚洲季风系统在早中新世形成,又在约8Ma与约3Ma时强化(汪品先,2005),使得大陆流域内风化模式、风化程度、剥蚀速率等发生不同程度的改变,影响着全球大洋化学通量变化。化学风化作为地球表层生物地球化学循环的关键过程,起着联系地球表层各圈层的纽带作用,在对地球不同圈层中的元素进行再分配的同时(Lupker,et al.,2012),直接或间接地影响全球气候。因此,化学风化与各圈层相互