藏北羌塘地区新生代火山岩岩石特征及其成因探讨

羌塘地区新生代火山岩在岩性上以粗安岩、粗面岩占优势,富碱（尤其是Ｋ２Ｏ）和ＬＲＥＥ,属高原钾玄岩－高钾钙碱性系列,其岩性和地球化学特征与青藏高原北部可可西里及昆仓的新生代火山夺完全可以对比。根据Ｋ－Ａｒ同位素定年数据可将该火山活动划分为四个喷发阶段,时代分属始新世－渐淅世。羌塘地区火山岩的形成一新生代以来高原深部岩石圈的演化关系密切,可能与青藏高原隆升早期阶段的陆内俯冲作用有关。     

藏北南羌塘地区新生代高钾钙碱性火山岩成因及其地质意义

自印度板块与欧亚板块碰撞以来,伴随着青藏高原的缩短、增厚和隆升,高原内部发育了一系列规模巨大的新生代岩浆岩带,其时空演化规律和岩浆起源构成青藏高原隆升及其深部过程的重要组成部分.其中羌塘-囊谦火山岩带是新生代以来青藏高原北部火山作用时间最长、岩石成分最复杂的岩带,火山活动几乎贯穿了青藏高原水平缩短、地壳增厚的始末.     

榆木山地区玉门砾岩磁性地层及其对青藏高原东北部变形隆升意义

青藏高原新生代变形隆升过程是青藏高原新生代构造演化研究的热点问题,地处于高原东北部祁连山东北缘的榆木山是研究高原变形隆升时空过程的关键研究区之一。榆木山地区发育了一套粗砾相磨拉石——玉门砾岩,磁性地层研究表明其底部地质年代约为3.58Ma。经古水流、磁化率、野外考察等推断玉门砾岩可能主要为构造隆升的产物,同时在榆木山地区还发育3个与玉门砾岩有关的不整合面,其跨越年龄分别约为:5.23～3.58Ma、2.88～2.58Ma和<1.77～0.8Ma。综合分析认为该地区变形隆升不晚于3.58Ma,之后至少经历两期构造变形隆升,该结果比北东向分步生长变形隆升模式推测的变形隆升时间明显早约1Ma,应该是对高原东北部青藏-昆黄运动的响应结果。     

Magneteostratigraphy of Yumen Conglomerate in the Yumushan Region and Its Implication for Deformation and Uplift of the NE Tibetan Plateau

青藏高原新生代变形隆升过程是青藏高原新生代构造演化研究的热点问题,地处于高原东北部祁连山东北缘的榆木山是研究高原变形隆升时空过程的关键研究区之一.榆木山地区发育了一套粗砾相磨拉石——玉门砾岩,磁性地层研究表明其底部地质年代约为3.58 Ma.经古水流、磁化率、野外考察等推断玉门砾岩可能主要为构造隆升的产物,同时在榆木山地区还发育3个与玉门砾岩有关的不整合面,其跨越年龄分别约为:5.23～3.58Ma、2.88～2.58 Ma和＜1.77～0.8 Ma.综合分析认为该地区变形隆升不晚于3.58 Ma,之后至少经历两期构造变形隆升,该结果比北东向分步生长变形隆升模式推测的变形隆升时间明显早约1Ma,应该是对高原东北部青藏-昆黄运动的响应结果.     

对青藏高原隆升研究的几点思考

青藏高原的隆升机制和隆升历史,需多学科参与.其研究思想和研究方法有几点值得思考:①磨拉石与高原(地面)隆升有没有必然的关系;②生物尤其是古植物对青藏高原隆升最具灵敏性,能够指示青藏高原多阶段隆升的一系列信息,应该是今后研究的重点;③不可忽视加大对高原腹地的沉积盆地研究;④多学科的相互交叉、相互渗透已成为研究青藏高原隆升的必然趋势,并以青藏高原北缘新生代生物、沉积学、岩石学成果为例.这些研究不仅可以极大丰富青藏高原隆升的内容,而且可以相互验证,提供更多相关联的直接证据.     

青藏高原北缘晚新生代的差异性隆起特征

在青藏高原的研究中,一个涉及高原隆升过程和机理的重要科学问题就是高原差异性隆升问题。文中初步研究了晚新生代以来青藏高原北缘的这种差异性隆升特征。研究表明,高原北缘山系隆升变化的差异性是很明显的。自23.7 Ma以来西昆仑山、阿尔金山和祁连山平均剥蚀率分别有4次阶梯式、谷—峰—谷—峰—谷式和二次阶梯式的变化形式。在3.6 Ma BP以前,青藏高原北缘山系的差异性隆升总体上呈现出东高西低的地貌特征;在3.6～1.7 Ma青藏运动发生期间,高原北缘山系的差异性隆升特征是西强东弱;在0.6 Ma以来,高原北缘山系的隆升差异性呈现出西强—中弱—东次强的特征。自1.7 Ma以来青藏高原北缘西昆仑山褶皱带平均缩短应变为38％,阿尔金山褶皱带平均缩短应变为8％,祁连山褶皱带平均缩短应变为15％。这和它们的高度在此期间的差异特征极为相似。     

青藏高原隆升对中国构造-地貌形成、气候环境变迁与古人类迁徙的影响

对中国新生代以来构造-地貌形成的认识,必须建立新生代重大环境事件的年代序列,既需要不同地区构造变形、隆升年代学的依据,又需要宏观背景的把握。现今中国大陆构造-地貌格架及相关问题,诸如青藏高原的隆升、西部北西西向盆-山地貌和东部北北东向阶梯状盆-山地貌的形成时代、发育过程等,一直是地学界关注但尚未得到统一认识的一些重要科学问题。20世纪70年代以来通过青藏高原隆升的研究、提供了大量隆升年代学和古高程信息的数据,使得对其开展定量分析成为可能。青藏高原何时形成现今的高原面貌?这是国内外学者长期争议的科学问题。笔者从20世纪80年代对柴达木盆地及其邻区开展了20余年研究,发现柴达木作为一个现今的高原盆地经历了青藏高原隆升的全过程,高原隆升和环境变迁的所有事件,在盆地的沉积、构造上都有比较完整的记录,因此它可以作为青藏高原隆升大阶段划分的最佳参考时空坐标,并依此提出古近纪期间(55~24 Ma)青藏高原整体并未隆升;青藏—闽粤高原的初次隆升发生在中新世早—中期(23~17 Ma),上新世晚期—早更新世基本被夷平;形成现今高原面貌的末次快速隆升发生在上新世晚期—早更新世(3.6~0.8 Ma)和中更新世之间。新生代以来由于青藏高原的隆升和中国构造-地貌格架的形成,直接影响了中国和全球气候环境的变迁以及古人类迁徙的路径,因此需要地质学家、古气候和古人类学家共同探索,对中国及亚洲新生代以来古地貌、古气候变迁的历史和中国古人类的发源与迁徙得出科学的结论。本文通过青藏高原分阶段隆升依据的论证,阐明青藏高原隆升与中国构造地貌形成、气候环境变迁的关系,并探讨中国古人类迁徙的可能路径。     

新生代全球变冷与青藏高原隆升的关系

文中综合分析可以影响新生代全球变冷的四种原因,提出青藏隆升对新生代大气ＣＯ２浓度降低起主导作用,对新生代全球气温的降低起关键控制作用。这种作用是通过青藏高原隆升加剧全球硅酸盐岩和碳酸盐岩的化学风化、有机碳埋藏、植物的光合作用来实现的。而且,青藏高原隆升有可能同洋流改变和行星轨道参数变化于第三纪末至第四纪共同对新生代全球变冷起控制作用。因此,目前首先解决的科学目标应该是：精确刻划青藏高原隆升时代和幅度,并确定青藏高原隆升对新生代全球变冷的贡献,确定一种以青藏高原隆升为主导作用的控制新生代全球变冷的综合模式。     

阿牙克库木湖幅地质调查新成果及主要进展

首次在原划奥陶系祁漫塔格群中采到Monoclimacis griestoniensis(Nicol)等早志留世特里奇晚期笔石化石组合,合理地解体了祁漫塔格群.在祁漫塔格山南缘的黑山-那棱格勒断裂带(东昆北断裂带)又发现蛇绿岩残片,以北发现岛弧火山岩、俯冲碰撞型花岗岩和弧后盆地复理石沉积,它们共同组成早古生代沟-弧-盆体系.通过对青藏高原北缘库木库里盆地新生代磨拉石建造、孢粉、阶地热年龄、沉积响应的分析研究,确定青藏高原新生代渐新世、上新世和更新世-全新世形成的3套磨拉石建造,分别代表青藏高原最强烈的3次隆升作用,渐新世至上新世晚期高原降升幅度达1500～2000m,更新世、全新世高原隆升了约2500m,46.4 ka BP至今高原隆升了约44m.     

龙门山构造带晚新生代剥蚀作用与均衡隆升的地表过程研究

基于SRTM DEM数据,以青藏高原东缘龙门山地区为研究区域,本文通过条带状剖面分析、古地形面(残余面)恢复以及弹性挠曲模拟等研究手段,计算了青藏高原东缘龙门山地区晚新生代地壳均衡隆升与地表剥蚀之间的定量关系,探讨了龙门山地区表面剥蚀作用与均衡隆升作用之间的地表响应过程,从而为研究青藏高原东缘龙门山地区晚新生代以来的剥蚀—成山作用的隆升机制提供定量依据。研究表明:(1)晚新生代以来龙门山的地表剥蚀量为(0.74～1.14)×105km3;(2)大量的地表剥蚀作用驱动了青藏高原东缘龙门山的地壳均衡反弹,使龙门山隆升了近2 km;(3)龙门山地区地表剥蚀量和均衡隆升量具有空间匹配性,岷山断块及龙门山中、南段的均衡隆升量高于青藏高原东缘其它区域,反映了晚新生代以来龙门山地区在不同分段内差异化的构造地貌形态及与剥蚀—隆升相关的地表过程。(4)龙门山的隆升是多期、多种隆升机制叠加的产物,其隆升过程具有历史性和复合性。均衡隆升和剥蚀作用在相似的时间尺度上和空间尺度上控制着龙门山地貌的形成,约束了青藏高原东缘龙门山的隆升机制。     

青藏高原南部晚新生代板内造山与动力成矿

青藏高原晚新生代构造隆升是板块碰撞成因还是板内造山过程 ,关系到高原形成机制、演化过程以及岩石圈动力学与大陆动力学的关系等一系列重大科学问题。近年来在冈底斯发现多个以斑岩铜矿为主的大型和超大型矿床 ,其成矿时代为 2 0～ 12Ma ,与青藏高原构造隆升时代一致 ,也与笔者10年前以大陆动力学和成矿动力学为理论指导的预测结果吻合。青藏高原南部晚新生代大量的地质、地球物理、矿床等方面的证据根本不支持碰撞造山理论 ,如青藏高原内部伸展边缘逆冲、碰撞与隆升之间时差明显 ,壳内低速层和低阻层发育 ,造山与成盆关系密切 ,板内隆升环境下发生大规模构造变形、岩浆活动和动力成矿等。青藏高原南部晚新生代构造隆升作用是在新特提斯开合转换、碰撞造陆之后 ,在下地壳层流作用的驱动下 ,发生板内造山、地壳增厚、热隆伸展和改造成矿的构造成矿过程 ,大规模的板内金属成矿在 3～ 4Ma以来的均衡隆升、成山过程中进一步改造。     

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。     

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。     

酒西盆地晚新生代沉积物重矿物分析与高原北部隆升

沉积物的形成是地壳差异升降运动的物质记录.位于青藏高原北缘的酒西盆地晚新生代沉积比较敏感和全面记录了高原北部的构造运动和隆升过程.老君庙剖面晚新生代沉积物重矿物分析表明13 MaBP以来酒西盆地南部沉积物中重矿物具规律性变化;依据重矿物具规律性变化和沉积特征,揭示了青藏高原北缘晚新生代以来地壳运动经历了稳定期(13～8.26 Ma)、逐步阶段性隆升期(8.26～<4.9 Ma)和急剧强烈整体阶段性隆升期(>3.66～0 Ma)三个重大构造演化过程。     

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。     

青藏高原地质科学研究的新进展

《青藏高原隆升的地质记录及机制》科研项目实施4年取得一些新进展:证实西昆仑存在两种基底和4期构造变形;大幅度提高了可可西里盆地研究程度,重塑了滇西高原隆升史;厘定了冈底斯构造-岩浆岩带时空结构和地壳生长方式;进一步查明羌塘地区新生代火山岩存在3个亚带和4个活动高峰期;确定南迦巴瓦构造结为一楔入构造,由3个构造单元组成,南迦巴瓦群为元古宇;GPS监测获得高原北部地壳运动速率,发现两个涡旋构造;把高原岩石圈划分为3种类型,识别出3种地球化学端元;获得一批有关高原隆升、盆地沉积、地质年代等的新数据,对高原隆升及对气候影响等提出一些新认识。     

祁连山北缘晚新生代构造活动的低温热年代学证据

晚新生代祁连山开始隆升的时间是制约青藏高原隆升动力学以及高原隆升与气候变化之间相互关系的重要参数。本文通过磷灰石裂变径迹和（u—Th）／He低温热年代学方法研究,获得祁连山北缘开始隆升的时间为约95Ma,隆升的速率为（0.5±0.1）mm／a,晚新生代以来与祁连山北缘断裂相关的缩短速率为（1.4±0.2）mm／a。本文得到的祁连山隆升的时间与“下地壳流动模型”和“地幔对流剥离模型”预测的高原向东北方向扩展时间基本一致,也与中国大陆北方季风加强的时间基本一致。支持高原与约5～12Ma隆升并向周边扩展,引起西北季风加强的假说,但是不支持“陆陆斜向深俯冲消减模型”预测的祁连山南缘约11Ma隆升,北缘隆升时间晚于5Ma的预测。     

玉龙—哈巴雪山断块差异隆升的基本特征及其地质灾害效应

青藏高原新生代以来的持续性、阶段性隆升是地球演化过程中重要的地质和环境事件。尤其是晚新生代以来的加速隆升,使青藏高原主体及其周缘地区成为中国大陆地貌的最高一级阶梯。笔者主要从新构造运动条件下青藏高原东南缘玉龙—哈巴雪山断块这样一个典型的第四纪以来断块快速差异隆升的地区出发,通过详细研究该断块的组成以及几何学运动学特征来探讨其隆升机制,并在此基础上进一步研究该快速隆起的地质灾害效应(如地震、崩塌、滑坡和泥石流等)及其对本区地质灾害发育和发展的控制作用,进而得到地球内动力地质作用与重大地质灾害(外动力地质作用)之间存在必然的耦合关系的结论。     

藏西北黑石北湖一带新近纪火山岩的特征及构造意义

青藏高原西北部黑石北湖一带发育的橄榄安粗岩系列火山岩具有由早到晚从基性到中性连续演化的特征，3期火山活动期次分明，以中心式喷发为主，K-Ar年龄分别为9．23Ma、3．19Ma和3Ma。该火山岩的稀土元素、微量元素、同位素组成特征与藏北其他地区的新生代火山岩基本相近。火山活动为新构造活动的响应，受控于青藏高原隆升过程中产生的走滑断裂。     

青藏高原与三江并流区新构造期划分及环境演化

青藏高原隆升成为高亚洲的重要组成部分，是新生代环境演化的重要事件。青藏高原在新构造期上升阶段可划分为非高原-准平原时期和高原发育时期（包括低高原阶段、高高原阶段、世界屋脊阶段）。作为青藏高原东南部和东南缘的三江并流区，新构造时期上升阶段可划分为：地表夷平-准平原时期、高原雏形-岭／盆／谷形成时期、强烈抬升-高原形成期、高原裂解-纵向岭谷发育期等。各新构造期的构造运动的环境效应有所不同。经漫长的地质历史演进，形成独特的自然地理环境。