东北印度洋两类主要的深水沉积序列及其对喜马拉雅隆升的响应

东北印度洋存在两种典型的深水沉积序列,它们分别分布在孟加拉深海扇与东经90°海岭。深海扇以浊流沉积和半远洋沉积作用为主,沉积组份主要来自喜马拉雅山系直接剥蚀的物质材料; 海岭以远洋沉积作用为主,沉积组份主要来自海洋环境下生成的钙质浮游生物壳体。两类沉积序列在物质组成和形成机理上存在着根本差别,但在聚积过程中都受到以喜马拉雅隆升为代表的构造运动的显著影响。本文应用DSDP218、ODP717、ODP758及其它来自东北印度洋的资料和样品,通过沉积学、微古生物学与古海洋学的综合研究,实现了9 Ma以来扇区近源相、远源相和岭区沉积记录中的事件对比。我们的工作表明,在东北印度洋所记录的众多与喜马拉雅山系隆升有关的地质事件中, 35 Ma和08 Ma代表了最具规模和影响的两个演化阶段。     

青藏高原隆升对云南高原环境的影响

讨论了云南高原环境从上新世至早更新世对青藏高原隆升的响应。在上新世 ,云南高原普遍发育一套粘土岩、亚粘土岩、粉砂岩及褐煤的湖相、湖沼相沉积 ,大致以红河断裂为界 ,西厚东薄 ,说明在上新世云南高原内部总体构造环境较稳定 ,但西部盆地下沉的速度大于东部盆地。在早更新世 ,云南高原的沉积相和厚度都发生了较大的变化。红河断裂以西为洪冲积相的砾石层 ,厚度薄 ;滇西北主要为河流相的砾石层和砂层 ,略较滇西的厚 ;滇中地区为河湖相和河流相的砂质粘土层、粘土层、砂层和砾石层 ,厚度较大。说明进入早更新世 ,云南高原隆升强度明显加强 ,而且从西部向东部逐渐推进。在早更新世晚期 ,在青藏高原的昆黄运动的影响下 ,全区发生了一次显著的构造运动———元谋运动 ,造成下更新统的褶皱、断裂变形和金沙江的全线贯通。     

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。     

青藏高原隆升的深层原因及其环境后果

根据青藏高原隆升的数值模型,利用最新地磁极性资料重新计算了高原隆升随时间的变化.在高原的隆升史中,先后有3次达到了H≥Hc(凝结高度),这亦是3个典型的季风气候期.地磁极性强正向期对应着高原的强隆升期,同时也对应着低海平面期;长反向期则伴随着高原的夷平期和高海平面期,但海平面变化比地磁场极性转变平均要晚0.8～1.0MaB.P..     

西藏纳木错盆地116ka以来沉积演化与青藏高原隆升

根据湖相或湖滨相沉积的铀系等时线年龄测定结果,116kaB.P.以来,在西藏纳木错沿岸,发育了拔湖48m以下的6级湖岸阶地和拔湖48m以上,最高至139.2m的高位湖相沉积.可划分出3个沉积相组合,其演化可划分为4个阶段:①116~72kaB.P.,为深湖环境,古湖面拔湖高于现今纳木错140~48m;②72~37kaB.P.,为半深湖环境,拔湖为48~26m;③37~30kaB.P.,为浅湖环境,拔湖26~19m;④30kaB.P.以来,湖水逐渐变浅,拔湖<19m.纳木错盆地沉积与青藏高原隆升响应关系,揭示出高原自116kaB.P.以来先后经历了稳定期、持续逐步较快隆升期(116~37kaB.P.)、急剧强烈阶段性隆升期(37~30kaB.P.)和较稳定期(30kaB.P.以来).青藏高原的隆升是一个多阶段、不等速和非均变的复杂过程.     

东北印度洋源汇过程及古环境与古季风演化

东北印度洋地理位置独特,其沉积物记录了青藏高原隆升及孟加拉扇的“源-汇”过程、印度季风与东亚季风的“海-气”交互作用、印-太暖池热传输的演变与高纬气候之间的相位关系等关键信息,是喜马拉雅地区“构造-气候-沉积”耦合演化的良好记录载体,是探讨多圈层相互作用、探索古气候与古环境演化的理想“窗口”。本文系统总结了近年来有关东北印度洋季风与表层环流特征、沉积物组成及物源、气候环境演化以及环境磁学记录等方面的研究进展。分析表明,东北印度洋为典型的季风风场,表层环流受季风影响强烈,夏季和冬季环流差异明显。沉积物类型丰富,包括河流输运而来的陆源碎屑、钙质和硅质为主的生物沉积以及火山物质等。但目前对于该区域的沉积物的具体组成、“源-汇”过程、迁移历史、季风演化与青藏高原隆升、高纬气候变化之间相互关系等方面的认识尚存在较大的分歧。同时,受样品获取难度大、磁学信号稀释严重等因素的限制,环境磁学作为一种在示踪沉积物物质来源、恢复古气候和古环境等方面被普遍认可的技术手段,在东北印度洋区并没有得到充分的发挥与应用。因此,未来需要在前人研究的基础上,将目光向东北印度洋更南、更深处延伸,对其“源-汇”过程进行全面分析。在研究方法上进一步拓展,采用更高精度的技术手段提取磁学信号,加大环境磁学的应用,寻找有效的替代性指标,解决该地区季风演化、古海洋环境变化等气候环境问题,为该地区环境气候研究提供新认识。并尝试开展地磁场长期变化(paleosecular variation, PSV)研究,建立东北印度洋的PSV记录,辅助修正全球地磁场模型,探究地球深部动力过程。     

青藏高原柴达木盆地新生代沉积充填速率演化 及其对构造隆升的响应

压实作用可能会对地层的真实厚度和沉积速率造成影响,因而需要进行矫正,但在实际研究中很少考虑这些影响。通过对柴达木盆地东北缘大红沟剖面新生代地层古厚度的恢复,原始沉积速率的详细研究及盆地内其它剖面研究资料的对比,发现该区52～13Ma间至少存在3次大规模的构造隆升事件,时间分别在约49.5Ma、45.5～33Ma、25～16Ma,揭示了柴达木盆地北缘沉积演化和南祁连山隆起的过程,发现经矫正后的沉积速率峰值与前人所总结的新生代青藏高原隆升期可以较好地对比,为探讨青藏高原构造隆升过程及沉积速率对其发展的响应提供重要的信息。     

青藏高原新生代构造岩相古地理演化及其对构造隆升的响应

在系统分析青藏高原新生代98个残留盆地类型、形成构造背景、岩石地层序列的基础上, 对青藏高原古新世—始新世、渐新世、中新世及上新世构造岩相古地理演化特征进行了讨论: (1)古新世—始新世: 松潘—甘孜和冈底斯带为大面积构造隆起蚀源区.塔里木东部、柴达木、羌塘、可可西里地区主体表现为大面积的构造压陷湖盆-冲泛平原沉积.高原西部和南部为新特提斯海.(2)渐新世: 冈底斯—喜马拉雅和喀喇昆仑大范围沉积缺失, 指示上述地区大面积隆升.沿雅江自东向西古河形成(大竹卡砾岩).西昆仑和松潘—甘孜地区仍为隆起蚀源区.塔里木、柴达木、羌塘、可可西里地区主体表现为大面积构造压陷湖盆沉积.塔里木西南部为压陷盆地滨浅海沉积.渐新世末塔里木海相沉积结束.(3)中新世: 约23 Ma时高原及周边不整合面广布, 标志高原整体隆升.塔里木、柴达木及西宁—兰州、羌塘、可可西里等地区主体表现为大面积的构造压陷湖盆沉积; 约18~13 Ma高原及周边出现中新世最大湖泊扩张期.约13~10 Ma期间, 藏南南北向断陷盆地形成, 是高原隆升到足够高度开始垮塌的标志.(4)上新世: 除可可西里—羌塘、塔里木、柴达木等少数大型湖盆外, 大部分地区为隆起剥蚀区.由于上新世的持续隆升和强烈的断裂活动, 使大型盆地的基底抬升被分割为小盆地, 湖相沉积显著萎缩, 进入巨砾岩堆积期, 是高原整体隆升的响应.高原从古近纪的东高西低格局, 经历了新近纪全区的不均衡隆升和坳陷, 最终铸就了西高东低的地貌格局, 青藏作为一个统一的高原发生了重大的地貌反转事件.      

青藏高原隆升过程的磷灰石裂变径迹分析方法

由于青藏高原新生代以来地表高程持续强烈抬升,在利用磷灰石FT年龄进行高原绝对隆升速率计算时应引入古地表高程参数,而通常使用的“径迹年龄-地形高差法”却没有考虑到不同时期的古地表高程问题。为此,笔者试提出高原隆升速率计算的“径迹年龄-海拔高程法”,即以同一参考质点(样品点)在不同时期的海拔高程差作为绝对抬升量,以绝对抬升量除以时间得出隆升速率。本文讨论了改进后方法与传统方法计算结果的差异及合理性。鉴于青藏高原的隆升具有明显的脉动性与幕式作用特征,多数情况下FT年龄可能大致代表构造抬升与剥露事件的年代。     

青藏高原东北缘六盘山地区新生代构造旋转及其意义

青藏高原东北缘构造变形的研究是认识高原隆起过程、机制和印度-欧亚板块碰撞远程效应的重要途径。新生代时期,海原-六盘山断裂、香山-天景山断裂、烟筒山-窑山断裂和青铜峡-固原断裂控制的青藏高原最东北缘六盘山地区山前盆地群,接受了巨厚的新生代沉积,较完整地记录了高原东北部的变形隆升历史。通过六盘山地区丁家二沟剖面的精细古地磁研究发现,白垩纪结束后至中新世六盘山地区发生了约23°的长期顺时针构造旋转,并主要发生在三个时期:可能于晚始新世至早渐新世六盘山地区发生了约9°的顺时针旋转、早渐新世晚期顺时针快速旋转约9°、早中新世初顺时针快速旋转约5°,同时它们也被地层变形侵蚀和沉积演化所记录,说明印度-欧亚板块碰撞变形的前峰最迟在约始新世末-渐新世初就已经达到六盘山地区。这比目前普遍认同的六盘山地区变形隆升是青藏高原隆起中最晚形成(第四纪以来)的观点早了至少3千多万年,它为深入认识高原隆升过程和环境效应提供了新的证据。     

东经90°海岭的远洋沉积记录与晚新生代重大构造-环境事件

东经 90°海岭的北部远洋型沉积记录是青藏高原隆升的远程监视器。文章应用有孔虫组合分析和壳体微量元素分析 ,结合相关的沉积学、地球化学、古地磁学和微体古生物学工作 ,对以ODP75 8钻孔为代表的 9Ma以来的沉积记录综合研讨 ,识别出对应于高原阶段隆升 (3 7～ 3 2Ma、0 .8～ 0 .6Ma、0 .17～ 0 .16Ma)的重大环境变化信号。文章还提出印度冬季季风强度是反映高原构造活动关键标志的观点。按照这种观点 ,海岭远洋记录提供的晚新生代最大环境转折时段位于 3.7～ 3.2Ma间。     

青藏高原隆起及海陆分布变化对亚洲大陆气候的影响

我们利用经过改进的NCARCCMI动力气候模式并综合出一个40～50MaB．P．的下垫面情景,进行了海陆分布和SST分布由古代到现代、青藏高原由隆起初期、隆起到现代高原一半和现代高度共5个情景的数值试验。结果表明,从古代到现代,模拟的中国气候是变冷的并且东部变湿而西北部变干。青藏高原的隆起是模拟出来的中国变冷的主要原因。青藏高原从隆起初期到隆起到现代高度一半时期中国地区降水是增加的,但当继续隆起后降水却有所减少,尤其是中国西北地区。本文还对海陆分布和SST分布变化以及青藏高原隆起对手风环流的影响作了分析。     

用沉积记录来估计峨眉山玄武岩喷发前的地壳抬升幅度

玄武岩喷发前公里规模的地壳抬升是大火成岩省地幔柱成因的一个重要标志,此类地质证据的缺乏反过来被一些学者用来否定地幔柱学说。本文在厘定峨眉山大火成岩省中冲积扇沉积记录的基础上,根据茅口组顶部的剥蚀特征,估算峨眉山地幔柱上升造成的地壳抬升幅度大于1000m,这与CampbellandGriffiths的地幔柱理论模型基本吻合,从而为峨眉山大火成岩省的地幔柱形成机制,乃至激烈争议中的地幔柱学说提供了有力的佐证。     

青藏高原层状地貌与高原隆升

夷平面、剥蚀面和河流阶地等层状地貌面是长周期地貌演化研究的主要对象,它们不仅记录了区域地貌的发育历史,而且可以用来反演区域构造活动、气候变化等内动力过程的演变。深入研究青藏高原上这些地貌面的特征、变形、成因和形成时代,是探讨青藏高原隆升年代、幅度和过程的重要途径。野外考察与室内制图表明青藏高原及其边缘山地普遍存在两级夷平面(山顶面、主夷平面)、一级剥蚀面和多级河流阶地。主夷平面形成于7.0～3.6MaB.P.,形成时其高度在1000m以下。大约3.6MaB.P.前主夷平面开始大规模解体,标志着青藏高原强烈抬升的开始。剥蚀面和河流阶地揭示,1.8MaB.P.,1.2MaB.P.,0.8MaB.P.和0.15MaB.P.是青藏高原强隆升事件发生时期     

临夏盆地晚新生代哺乳动物群演替与青藏高原隆升背景

临夏盆地的晚新生代沉积中富含哺乳动物化石,以晚渐新世巨犀动物群、中中新世铲齿象动物群、晚中新世三趾马动物群和早更新世真马动物群的化石最为丰富。晚新生代是青藏高原快速隆升的时期,临夏盆地的4个主要哺乳动物群在构造剧烈变化的背景下发生了显著的更替。通过对不同动物群所代表的生态特征的分析,恢复了临夏盆地晚新生代以来的气候环境演变过程:晚渐新世以温暖湿润的森林环境为主,间杂有一些开阔地带;中中新世的森林更加茂密,水体更加丰富;晚中新世演变为炎热半干旱的稀树草原环境,季节性变化加强;早更新世气候寒冷而干燥,并伴有显著的海拔升高。青藏高原在晚渐新世的隆升幅度还不足以阻挡大型哺乳动物在高原南北的交流,但到中中新世已成为明显的障碍,至晚中新世对动物迁徙的阻碍作用更加突出,而临夏盆地在早更新世已经达到相当大的高度,产生了一个高原或高山的动物群     

赤道印度洋海温异常与偶极子季节变化特征

利用Scripps海温再分析资料,对赤道印度洋0～400m深度范围内海温变化和偶极子异常变化特征进行了初步分析。结果显示,赤道印度洋上层海温呈现西低东高,而次表层以下海温则为西高东低。同时发现,温跃层是赤道印度洋上、下层很好的分界面。温跃层之上海温变化受海气相互作用明显,之下海温变化主要受海洋自身的运动影响。赤道印度洋偶极子现象存在于各个深度,其偶极子指数变化存在半年周期,季节变化表现为双峰双谷型,并从深层（400m）向表层传递。分析发现,海气相互作用不是表层赤道印度洋偶极子变化的决定因素。较深层偶极子变化决定于海洋自身的运动变化特征（如洋流）,并向上层传输,进而影响上层偶极子的异常变化。赤道印度洋偶极子指数由西印度洋和东印度洋海温变化共同制约,但西印度洋海温变化起主导作用,东印度洋仅起到加强或减弱偶极子强度变化的作用。     

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。     

古土壤发育与青藏高原隆升研究综述

系统分析了青藏高原自中新世以来古土壤的空间分布，类型以及发生学特性，论述了古土壤指示环境变化和青藏高原隆升的理论基础，总结了目前由古土壤断推高原隆升的方法，以及不同时期青藏高原抬升的幅度，指出了利用古土壤研究青藏高原隆升存在的问题以及未来的研究方向。     

喜马拉雅的隆升及其沉积反应研究新进展

综述了喜马拉雅造山带沉积反应研究的新进展,通过研究认为喜马拉雅的隆升历史是：１８－１７Ｍａ主要平等互利或开始,１０．９－７．５Ｍａ和０．９Ｍ至现今为两次隆升高峰期,在８Ｍａ左右已隆升到接近于目前的高度;