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。     

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...     

青藏高原隆升三阶段模型的数值模拟

研究表明 ,青藏高原的隆升不仅是印度板块和欧亚板块碰撞的结果 ,它同时受到高原下部地幔物质运移以及地幔和岩石层之间耦合作用的影响。文中以青藏高原隆升三阶段模式(BCCM )为基本模型 ,对在印度板块向北推移、挤压而导致的高原隆升演化的数值模拟结果进行处理。处理中考虑了与抬升过程相应的剥蚀过程 ,同时还考虑在高原演化的后期大约 8～10Ma时发生的下伏岩石层底部的对流搬离 (convectiveremoval)而导致的隆升作用。结果表明 ,模型描述的青藏高原隆升演化过程和观测资料有较好的吻合 ,同时显示高原下部岩石层的对流搬离可能是最近 8～ 10Ma以来高原整体隆升的主导机制。     

青藏高原隆升速率对冻土层形成影响的数值模拟

青藏高原隆升速率是研究者们关注的问题。由于海拔升高引起地表温度降低,形成了现今的青藏高原冻土层。抬升速率不同,冻土层的形成历史和现今状态也会不同,因此,冻土层内可能包含了高原抬升的有关信息。本文用有限元方法计算了同一地点分别用2Ma时间和5Ma时间由1000m抬升到5000m的两种抬升速率下的情景。计算表明快速抬升和慢速抬升形成的冻土层厚度会有一定的差别,慢速抬升时有更长的热传导时间,形成的冻土层略厚,冻土层年龄较老。所以存在通过现今冻土层厚度、温度随深度变化、以及冻土年龄等资料,并在测得冻土准确参数的条件下,有助于估测青藏高原隆升的时间和过程。     

青藏高原隆升的动力学模型研究

本文根据青藏高原隆升特点和前人科考成果，结合笔者利用卫星重力资料求得的地幔蠕动流分布格局和岩石圈底部切向应力场值，设计了高原隆升的动力学模型，并进行了计算。通过计算获得高原下地幔流的有效粘滞系数（η＝10^18-10^20PaS)，并求得地幔流南北向蠕动的平均速率（v≈5.26cm/a)和高原现今隆升的速率（预测）值为7mm/a。据此讨论了高原隆升的动力学机制，指出高原隆升原因是高原周边地区地幔流向高原下蠕动会聚、挤压而成。     

青藏高原隆升动力学与阿尔金断裂

青藏高原最晚一期也是最强烈的一期隆升发生在1-0.8Ma,与印度洋中脊三联点附近的“亚澳”陨击事件有关,陨击事件引起印度洋的快速扩张并导致印度板块在锡瓦利克带的强烈（A型）俯冲,正是这次俯冲引起了青藏高原及其外围山脉的快速隆升,中国西北的盆-山地貌因此而形成,其中东昆仑山推覆隆升近3000m,向北推挤近400km,是柴达木盆地,河西走廊新生界构造变形的主因,因此,“亚澳”陨击事件的影响,提供了青藏高原最晚一期隆升和中亚与中国西部大陆构造形成的大陆动力学背景;根据近年对阿尔金断裂带内同变形期新生矿（102-85Ma)近于同步,其累积错距达350-400km,晚白垩世一新生代同步错移了两侧原有的构造带和原型盆地。这为中国西部找矿,找油气的战略评估提供了一个新的思路。     

湟水河流域条带状水成黄土层倾斜率与青藏高原--祁连山隆升

在湟水河流域发育夷平面、阶地不对称的山脉、沟谷等地貌,对阶地、夷平面上的条带状水成黄土层的倾向和倾斜率的系统测量,反映出黄地表的抬升。根据对称性可分为４个阶段,隆升在大的时间尺度上是均匀的,在小尺度上是不均匀的,当高原隆升到一定高度后,受印度板块侧向挤压,高原向四周的应力的共同作用使祁隆升,并伴随着气候恶化。     

气候与青藏高原隆升的耦合关系

通过搜集大量剖面记录中反映第三纪气候特征的沉积物,分析其分布规律及所反映的气象特征,结合已有的相关文献,度图演绎等第三纪青藏高原地块的隆升情况。     

羌塘腹地新生代火山岩的地球化学特征与青藏高原隆升

羌塘腹地新生代火山岩产出于青藏高原地壳向北减薄、地壳泊松比值向北发生异常增高的过渡地区。该区火山岩在藏北地区新生代火山岩中形成时代最老,为 4 4.1± 1.0Ma～32.6± 0.8Ma。岩石学及地球化学研究表明,区内新生代火山岩形成于大陆碰撞造山后的拉张环境,为壳源岩浆和幔源岩浆的混合产物。藏北高原的隆升与岩石圈地幔的拆离、地壳拉伸减薄及火山活动密切相关,由此推测藏北高原的主要隆升起始期为 4 0Ma左右。     

裂变径迹法与青藏高原隆升

裂变径迹法是20世纪60年代发展起来的一种放射性同位素年代学方法,以测年范围广, 样品用量少,方法简便等优点,在地质学和考古研究中获得了广泛应用.近些年,随着径迹退火特性和径迹长度研究的深入,裂变径迹方法在造山带热历史分析和构造隆升过程研究中发挥了重要的作用,它不仅能为构造隆升研究提供年代控制,而且还能获得隆升幅度、隆升速率及隆升方式以及低温热历史等比较全面的山体隆升史资料, 成为研究构造隆升十分简捷、有效的方法.本文首先简述了裂变径迹方法研究构造隆升的基本原理,然后介绍了研究构造隆升的3种方法:年龄-高程法、矿物对法和径迹长度分析法,并对青藏高原构造隆升研究进展作了简要回顾,综合分析已有的青藏高原裂变径迹年代数据,发现在中新世晚期(约10～8 Ma)之前隆升速率较慢,之后隆升速率加快,尤其是上新世晚期(4～3 Ma)以来隆升速率迅速加快.这与地层学、沉积学等其他传统方法得出来的结论基本一致.并探讨了将来青藏高原裂变径迹研究的方向.     

青藏高原新生代隆升研究现状

新生代青藏高原的隆升过程倍受世界关注。国内外学者从不同角度围绕青藏高原成为统一整体(印度-欧亚碰撞)的时限、隆升阶段性和空间差异性、青藏高原作为高海拔高原形成的时间、青藏高原隆升的动力机制等重大事件进行了深入的研究。对印度板块-欧亚板块的碰撞时间存在70Ma、65Ma、55Ma、50Ma、45Ma和40～34Ma等多种观点。印度板块与欧亚板块碰撞不是在某个时间点完成的,其碰撞持续时间约10～15Ma。碰撞方式存在由西向东迁移、由东向西迁移等多种观点。青藏高原的隆升过程具有强烈的时空差异性。青藏高原新生代隆升阶段存在多种划分方案,流行的有3阶段、4阶段和5阶段强隆升过程。青藏高原作为高海拔高原形成的时间可归纳为约3.6Ma以来、13～8Ma、26～20Ma、40～35Ma和55～45Ma 5类观点。青藏高原的形成机制模型存在较大分歧,流行的模式可分为碰撞、俯冲、挤出和拆沉-板片断离4类。青藏高原多阶段隆升及构造-岩浆演化造就了高原复杂多样的大陆成矿作用。高原隆升与环境和气候演变具耦合关系。     

青藏高原气候变化若干前沿科学问题

在全球变化的背景下,青藏高原冰冻圈和大气圈正在发生快速变化,对"亚洲水塔"和"第三极"的生态环境带来深刻影响.研究并梳理了近年来青藏高原气候变化的若干前沿科学问题的研究进展,如高原极端气候事件变化及其与大气环流的关系;高原变暖放大效应及海拔依赖型变暖的物理机制;再分析资料在高原气候变化应用的适用性;气候模式在高原资料稀...     

青藏高原循化、临夏和贵德盆地新近纪沉积充填 速率演化及其对构造隆升的响应

通过对青藏高原东北部循化盆地、临夏盆地和贵德盆地沉积相和沉积充填速率演化的对比分析,提出研究区新生代4个构造隆升阶段。①渐新世晚期—中新世早期(25～20Ma),3个盆地沉积相和沉积速率的变化表明青藏高原新生代向北东的增生作用在渐新世已抵达西秦岭北缘地区,同时,22Ma拉脊山强烈隆升,区域上整体地势差异不显著。②中新世中期(17～13Ma),随着高原东北缘盆山耦合的相互作用,湖盆进一步扩张,14Ma左右积石山的隆起及西秦岭、拉脊山的持续隆升,使得研究区转变为盆地周缘型。③中新世晚期(11～6Ma),8Ma左右沉积相的转变、沉积速率的增大及不整合面的存在,都说明高原在该段时间内存在强烈的构造隆升活动,裂变径迹热年代学证据反映的构造隆升与沉积响应也是一致的。④上新世(5Ma以来),沉积速率继续增大,区域上地势差异增强,湖盆逐步萎缩消亡。     

青藏高原高寒区生物地理学研究进展

近年来,随着DNA测序技术的发展,青藏高原及周边地区的生物地理学研究取得重大成果,从生物演化方面着手探讨了青藏高原隆升历史及其气候效应.综合近年来地质学、古生物学与生物地理学研究进展,我们发现高原及周边地区高寒生物类群的起源和分化时间以及多样性演化过程表明早在渐新世青藏高原部分地区就已经存在高寒生态系统,晚中新世以来青...     

青藏高原雪盖对亚洲季风影响研究进展

资料分析和数值模拟均表明,青藏高原作为一个特殊的抬高了的下垫面,其上雪盖面积和积雪日数等的异常均与亚洲夏季风的强弱及起讫有关．雪盖面积大、积雪日数多的年份,亚洲季风弱且爆发迟,推进慢;雪盖面积小、积雪日数少的年份,亚洲季风强且爆发早,推进快．但也存在不同的看法     

青藏高原新近纪重大气候事件演化序列

综合分析青藏高原新近纪古气候研究的不同替代性指标,建立了高原新近纪重大气候事件的演变序列,探讨青藏高原隆升和全球重大气候事件的关系。青藏高原新近纪不同构造-地层区重大气候事件发生的时间与高原隆升事件基本吻合,说明高原隆升是青藏高原气候变化的主要因素,与全球气候变化事件既存在一致性,又存在差异性。早—中中新世青藏高原气候变化频繁,气候变冷期开始的年代早于全球约15Ma以来的降温期,说明早—中中新世高原隆升对全球变冷的贡献较大。晚中新世以来的气候事件与全球重要气候事件相吻合,说明青藏高原可能在晚中新世已经隆升到了一定高度,其对全球气候变化的影响较之前有所减弱。青藏高原气候变化除受到高原隆升影响外,亦受到全球气候变化的影响。     

青藏高原区域抬升对轨道尺度亚洲季风调制效应的模拟研究

本研究利用大气环流模式, 基于青藏高原及周边区域的8个地形抬升情景, 并考虑地球轨道参数(强弱岁差和高低地轴倾角)组合, 开展了24组敏感性数值试验, 集中研究了地形抬升对轨道尺度欧亚内陆干旱和季风降水的调制作用。结果分析表明, 整体而言, 青藏高原区域地形的阶段性逐步抬升调制的欧亚大陆降水对岁差和地轴倾角的响应具有类似的分布特征, 但响应强度略有差异。此外, 不同地形抬升情景下, 降水对轨道强迫的响应呈现出区域差异。其中, 亚洲内陆干旱区是区域地形调制轨道强迫作用的高敏感区域, 尤其伊朗高原抬升有效强化了轨道导致的降水增加信号; 青藏高原中部、东部和北部的抬升则通过引导季风环流向北辐合加强, 增强了岁差和地轴倾角引起的北东亚季风降水幅度; 伊朗高原抬升有效地加强了中国黄土高原降水对地轴倾角的响应。这些试验结果揭示青藏高原是东亚夏季季风的轨道尺度变率的潜在影响因子, 这可为地质记录揭示的季风在轨道时间尺度上变率强化现象提供机制上的解释。

     

Formation of the Yalong Downstream Terraces in the SE Tibetan Plateau and Its Implication for the Uplift of the Plateau

The Yalong River is an important river that runs across the abruptly changing terrain of the SE Tibetan Plateau. The terraces and Quaternary sediments in its valleys preserve the information of tectonic uplift,climate changes,and landform evolution since the Middle Pleistocene. Based on geomorphological,sedimentological,and chronological investigations,6–8 terraces are identified in the lower reaches of Yalong catchment and its tributary—the Anning River. The electron spin resonance(ESR) or optically stimulated luminescence(OSL) data on the alluvial sediments in the upper portion of terraces indicate that they formed in 1.10,0.90,0.72,0.06–0.04,0.03–0.02,and 0.01 Ma. Tectonic uplift and the climatic cycle controlled the formation of the Yalong River terraces. The former dominated the dissection depths and incision rates,whereas the latter controlled the transformation between accumulation,which developed during the glacial period,and incision,which developed during the glacial-interglacial transition. The Yalong downstream incised rapidly from 1.10 to 0.72 Ma and rapidly from 0.06 Ma until the present; the terraces developed during these two periods. The incision rates in space during the two periods indicate the uplifting extent of the Jinpingshan area,which decreases toward the east and the south. The results reveal two rapidly uplifting stages in the SE Tibetan Plateau,including an accelerated uplifting since 0.06 Ma. Since the Middle Pleistocene,the tectonic uplift of the SE and NE parts of the Tibetan Plateau is synchronous,according to the same development stages of the river terraces of the Yalong downstream and the Yellow River in the Lanzhou area of the NE Tibetan Plateau. The difference in the horizontal displacement between the Xianshuihe Fault and the Anninghe Fault bend resulted in the rapid uplift of the Jinpingshan area. The incision rate for the spatial distribution of the Yalong downstream is the geomorphological response of crustal shortening and uplift differences in the SE margin block of the Tibetan Plateau. The southeastward diffusion process of the Tibetan Plateau was recorded.     

青藏高原东缘甘孜地区新生代隆升过程之磷灰石裂变径迹证据

通过青藏高原东缘甘孜地区7件砂岩磷灰石样品裂变径迹分析,取得了测试样品的表观年龄,运用模拟退火法对所有样品进行了热史模拟,获得了样品的热演化史;分析出甘孜地区在新生代古近纪以来经历了相似的构造演化过程,强构造隆升阶段分别发生在古近纪46~30 Ma间和新近记9 Ma以来,平均抬升速率和平均抬升量分别为1261 m/Ma、2634 m和388 m/Ma、1043 m;甘孜地区构造隆升具有不平衡性、阶段性、地区性差异,冷却速率、抬升速率和抬升幅度也存在偏差。     

柴达木盆地西部地区新生代演化特征与青藏高原隆升

通过对柴达木盆地西部地区(柴西地区)地震剖面构造沉积相演化的分析, 结合基底岩性及区域构造运动历史, 重建了柴西地区新生代构造沉积动态演化框架。柴西地区新生代以来一直处在印欧板块碰撞所引起的青藏高原阶段性隆升的挤压构造背景下, 经历了两大构造变形期: 第一变形期主要发育在古近纪, 变形高峰在下干柴沟组上段, 第二变形期发育在新近纪-第四纪, 变形强度日益加剧。剖面沉积相的变化体现柴西地区经历了水进-静水沉降-水退的过程, 平面沉积相演变是沉积中心受构造运动控制的直接结果; 受构造演化控制柴西地区以Ⅺ号(油狮断裂)和油北断裂为分界线, 由南至北地表形态表现为3种不同样式: 柴西南区断裂发育,柴西中部为英雄岭新生造山带,柴西北区主要发育冲断褶皱。柴西地区构造沉积演化特征是对青藏高原阶隆升的响应, 同时记录了青藏高原向北间歇性蔓延生长的过程。