青藏高原第四纪大陆冰盖形成的野外证据

青藏高原第四纪大陆冰盖形成的各种各样冰川遗迹,分布十分广泛。是重建和研究古大陆冰盖最有力的证据。目前发现和比较肯定的冰蚀遗迹有:冰蚀平原、冰蚀丘陵、U形谷、冰蚀洼地、冰盆、冰阶、冰笕、冰坡和基岩鼓丘等。冰碛遗迹主要有:块砾碛、鳍碛(新类型)、漂砾碛(新类型)、冰水砂砾岩、和冰碛丘陵、冰台及侧碛堤等。从大陆冰盖遗迹分布连续和普遍发育,证明青藏高原在第四纪时期曾形成连绵一片的统一的大陆冰盖。大陆冰盖形成的时期为早更新世,形成时的古雪线的海拔高度最多在2000m左右,冰川类型属于海洋性统一大陆冰川。     

青藏高原第四纪大陆冰盖与高原隆升——试论青藏高原第四纪大陆冰盖的地壳均衡过程

内容提要青藏高原第四纪大陆冰盖属于统一的海洋性大陆冰川，冰盖面积达数百万平方公里，冰盖中心大约位于西藏中部，北纬32°—35°,东经81°—89°左右。冰盖大约形成于早更新世中期，冰盖冰流厚约900—1700 m以上，冰盖形成时的古雪线的海拨高度约1300—1800 m。由于大陆冰盖发育和消融，高原地壳的均衡过程十分明显，使高原当时的隆升速度明显减慢或加快。但对高原隆升的总幅度影响不大。     

冰冻圈关键地区雪冰化学的时空分布及环境指示意义

采用雪冰常量化学元素示踪体系, 系统分析了冰冻圈关键地区的南极冰盖、北极格陵兰和北极中心地带、以及以青藏高原为中心的高亚洲地区现代降水(表层雪冰)化学的空间分布、季节变化特点. 研究表明, 两极和高亚洲地区雪冰化学反映了全球或局地大气环境本底:南极现代雪冰化学代表了南半球或全球本底, 北极格陵兰地区代表了北半球对流层中部本底, 青藏高原海拔5 000 m以上的高海拔地区雪冰化学则代表中纬度地区对流层中上部本底. 其中, 离子浓度在两极冰盖和喜马拉雅山高海拔地区接近, 而在青藏高原北部高海拔地区则高得多. 三个地区雪冰化学的季节分布特点是: 在南极冰盖, 海盐气溶胶的"丰"季形成雪层化学峰值, 在北极, 冬春季污染物(所谓"北极霾")和漂尘形成季节峰值, 在高亚洲, 主要是春季降尘形成明显污化层. 青藏高原上大风季节与干季重叠, 静风季节与湿季重叠, 决定了干湿沉积过程具有明显季节转换. 总之, 主要阴、阳离子在南、北极和高亚洲雪层中的时空分布揭示了大气气溶胶的源区和传输, 其形成过程与大尺度大气环流、季风和局地尘暴等事件密切相关.     

中更新世全球最大冰期与中国沙漠扩张

位于青藏高原和西北干旱区交界带的沙沟黄土剖面, 详细记录了0.8 Ma BP以来东亚季风系统和沙漠演化的历史. L6黄土层中, 中值粒径和砂粒含量表明当时冬季风极端强盛, 沙漠大规模扩张, 其范围仅次于末次冰期最盛期. 在0.6～0.7 Ma BP以前(即深海氧同位素MIS16阶段), 北半球高纬度大陆冰盖大规模扩展, 全球冰量达到最大, 并且西伯利亚冰盖的扩展, 还使得西伯利亚高压增强; 同时, 青藏高原上也发育了最大规模的冰川, 从而强化了西风和东亚冬季风. 其结果造成了中国季风边缘区的沙漠扩张. 虽然全球冰量和青藏高原是影响沙漠演化的重要因素, 但在不同的时段其机制可能有所不同, 也不能忽略其它因素的影响.     

青藏高原第四纪大陆冰盖对高原隆升的影响

本文依据在青藏高原存在第四纪大陆冰盖的基础上,给定了3个不同厚度的冰盖,应用弹性板模式模拟计算了大陆冰盖消融前后的地壳均衡过程。计算结果表明,由大陆冰盖消融可能引起的高原隆升最大不超过700m。因此,就整个高原的隆升幅度来说可忽略其影响。但由于冰川消融前后高原负荷发生了变化,导致了隆升速度的相应变化,因而引起地表侵蚀强弱程度的不同及其它一些地质现象是不能忽视的。     

冈瓦纳大陆古生代冰盖分布研究

基于冈瓦纳大陆主要板块冰川沉积地层的对比,并结合古地磁方法对冈瓦纳大陆古生代主要冰期的冰盖分布范围进行再造,认为冈瓦纳大陆在古生代主要经历了3次较大的冰期,分别是:(1)晚奥陶世—早志留世冰期、(2)晚泥盆世—早石炭世冰期、(3)晚石炭世晚期—二叠纪冰期。晚奥陶世—早志留世冰期冰盖主要分布在西冈瓦纳大陆;晚泥盆世—早石炭世冰期冰盖主要分布在南美板块;晚石炭世晚期—二叠纪冰期冰盖在冈瓦纳大陆主要组成板块上均有分布,且冰盖存在时间最长,分布范围最广。3次主要冰期冰盖的中心点位置均靠近南极点,但并不完全重合,可认为气温是影响冈瓦纳大陆上冰盖分布的主要因素,但不是唯一的因素,冰盖的分布范围还受到盆地动力学、地形、冰川属性以及其他具体因素的影响。同时结合在保山地块的野外工作以及前人的研究成果,认为冈瓦纳大陆的3次冰期中,仅晚石炭世晚期—二叠纪冰期对中国的陆块产生了影响,且主要影响了中国的西南陆块群(包括保山地块、腾冲地块、拉萨地块、羌塘地块等)。     

近百年来冷圈波动

本世纪CO_2的增温导致了冷圈波动。中纬度山地冰川的普遍退缩与加速消融引起了海面持续上升。格陵兰冰盖目前尚未处于显著的负平衡状态,边缘区在变薄,中心区在增厚。南极大陆冰盖还在增长,但基底可能发生退缩。北极海冰在1935—1960年期间退缩了10％,南极海冰面积在1973—1980年间减少了2.5×10~6km~2。大陆积雪的变化主要表现在中纬度地区,并呈现出区域性差异。而高纬度地区,大陆冰盖的降雪量有增加趋势。     

四川雅江盆地三叠纪晚期沉积地球化学特征及其大地构造意义

研究区处于青藏高原东南部,研究其高原隆升和盆地的形成背景与演化对探明整个青藏高原的演化和资源环境效应具有十分重要的意义.系统分析了雅江盆地三叠纪典型剖面的细粒碎屑沉积岩的主量和微量元素化学成分,在沉积地球化学研究的基础上,结合古生物研究成果,得出三叠纪晚期雅江盆地的构造环境为由被动大陆边缘发展而来的大陆岛弧或者活动大陆边缘,在地球化学特征上显示具有大陆地壳特点的小洋盆.     

全球海面变化的两极冰盖模型

在Clark等(1976)提出的在粘弹性地球上全球海面变化的数值模型和笔者(1992)提出的一极冰盖质点模型的基础上,考虑冰盖在两极的实际分布,建立两极冰盖质点分布的数理模型。计算结果表明,一极模型中海面变化的的极值区在S极,而两极模型中海面变化极值区在南半球的中纬度地区。     

冰盖下水流速度分布的二维数值模拟分析

基于标准的κ-ε模型,利用有限体积法,对冰盖下水流速度分布进行了二维数值模拟和分析.结果表明:当冰盖和河床糙率比值变化时,水流速度剖面发生变化;冰盖下的最大流速值比速度对称分布时要大,且偏于光滑的一边;在相对光滑壁处近壁流速值大于相应对称分布时的流速值,该结果与实验室实测速度剖面情况吻合.数值试验表明,最大流速点位置的偏移量仅在有限的范围内,冰盖区、床面区及冰盖下水流平均速度相差较小,表明了工程应用中假定各区流速相等是可行的.     

新书介绍

王照波著.2021.中国新生代冰川与环境演化.北京:地质出版社.本书以清晰的图片展示了在中国东部发现的冰川成因的平行擦痕、交叉擦痕、钉头鼠尾擦痕、磨光面、颤痕、新月形凿口、新月形断口、新月形裂纹、冰臼、河曲状冰川岩溶槽、鼓丘、巨型流线构造、终碛条带构造、冰碛垄、漂砾、冰筏坠石、冰石河、冰川袭夺、冰蚀夷平面、多成因U谷、冰斗等各类冰川遗迹;涵盖了山谷冰川、兴安冰帽、松辽冰盖、华北冰盖、云贵冰盖、青藏高原大冰盖等请多地貌;根据最新获得的冰碛堆积年龄,结合深海氧同位素气候演化曲线,从渐新世到全新世初步划分出13个冰期,建立了中国新生代冰期划分方案。重点论述了山体冰蚀过程与三角脊链、冰川滑动过程与各类擦痕、冰川堆积过程与垄槽序列、冰期气候过程与东亚冷槽、风成堆积过程与太行山隆起、青藏高原的降升与青藏高原大冰盖、冰期—间冰期对我国大陆架海陆变迁、古人类演化的影响、冰岛阀门效应与北极冰盖的形成等内容。这是一本极具探索趣味又引人思考的书,其中许多地貌现象的解释在地质、地理学术界尚存在相当尖锐的争论。     

青藏高原北部成矿带划分

青藏高原北部地质构造复杂,成矿条件优越,金属矿产资源成群成带分布特征明显,研究程度相对较低。通过对1999年以来,在青藏高原北部空白区相继完成的1∶25万区域地质调查、1∶5万区域地质调查和一批1∶50万、1∶20万区域化探成果资料的综合研究,根据青藏高原北部金属矿产资源的时、空分布特征,结合区域物、化探资料和区域成矿地质背景,将青藏高原北部地区初步划分为3个级成矿带(域),5个级成矿带,9个级成矿带,对以后青藏高原北部地区地质矿产勘查评价工作具有十分重要的意义。     

青藏高原真的有大冰盖吗？

关于青藏高原在第四纪大冰期时,是否发生过覆盖整个高原的大冰盖这一问题,早在二十世纪初就出现了分歧。斯文赫丁(1899—1902),罗来兴等(1963)、崔之久(1964)、郑本兴等(1976,1979)认为在青藏高原上没有形成大冰盖,但E.涂宁克尔(1930)、B.M.西尼村(1958)认为在大冰期时,整个高原被大冰盖覆盖着。自1985年至今,西德地貌学家M.库勒多次与中国学者辩论,认为在青藏高原发生过大冰盖,从而在国内外地学界引起了对这一问题的关切。两种观点的主要分歧点在于对高原上的沉积物、沉积序列和地貌认识不一致。大量的现代沉积和地貌调查研究表明,多数被视为冰碛物,并用此重建很低的古雪线和大冰盖,实际上是泥石流和坡积类沉积。真正的冰川沉积物并未遍布于高原上,也没有发育大冰盖。     

藏北羌塘中央隆起基性岩墙群年代学、地球化学特征及其意义

基性岩墙群是大陆伸展背景下、主要来自陆下软流圈或地幔岩石圈的岩浆侵入体,对古陆块聚合、伸展和裂解的重建具有至关重要的作用[1～3].藏北羌塘中央隆起地区沿龙木错-双湖缝合带南侧出露有一套基性岩墙群,分布范围西起国境线,东至双湖,长约800 km,是青藏高原内部规模最大的岩墙群,它对理解羌塘地区的构造演化具有十分重要的意义.     

藏北羌塘早古生代岩浆作用及其地质意义

藏北羌塘早古生代岩浆作用及其构造演化对研究青藏高原早期演化历史以及羌塘盆地基底性质结构等具有重要科学意义.本文在综述前人研究基础上,系统总结了藏北羌塘地区早古生代岩浆岩的时空分布特征及年代学格架,初步探讨了青藏高原早古生代构造-岩浆事件对冈瓦纳大陆北缘构造演化以及羌塘盆地基底属性的约束.羌塘地区早古生代岩浆岩主要分布在...     

青藏高原及邻区大地构造单元初步划分

青藏高原及邻区大地构造单元的划分是当前该地区板块构造精细结构研究的关键,也是板内构造研究的基础理论问题。本文在前人工作的基础上,结合青藏高原及邻区新一轮1∶25万区域地质调查成果,基于多岛弧盆系的形成是大洋向大陆岩石圈构造体制演化转换的标志这一认识,将弧-弧、弧-陆及陆-陆碰撞结合带和夹持于其间的陆块、岩浆弧划分为一级单元,构成青藏高原及邻区构造单元的基本骨架;以南昆仑俯冲碰撞结合带和班公湖-丁青-碧土-昌宁-孟连结合带为界,划分出:泛华夏大陆早古生带秦祁昆构造区、泛华夏大陆晚古生代—三叠纪羌塘-三江构造区及冈瓦纳北缘晚古生代—中生代冈瓦纳-喜马拉雅构造区。这样的厘定不仅对青藏高原及邻区的地质科学研究具有重要的理论意义,而且对青藏高原空白区区域地质调查和成矿地质条件分析等也有重要的实际意义。     

冰盖下水流垂线流速分布规律研究

河道中冰盖显著改变了水流流动结构.采用k-ε紊流模型建立了冰盖下水流流动垂向二维数值模型;根据量纲分析理论提出了流速分布规律的影响因素;针对各种因素的不同组合进行了数值计算,并对其流动特性如最大流速点位置、冰区及床面区平均流速等进行了分析研究;对冬季封冻河道的二点测流法精度进行了理论分析.研究结果表明,冰盖下水流的纵向流速在流动核心区并不遵循对数分布规律,同时揭示了冰盖底部与河床的相对粗糙比、河床相对粗糙度及雷诺数对流速分布规律的影响.     

青藏高原冰期环境与冰期全球降温

根据青藏高原及其它地区的降温证据和降温条件下的环境变化模拟,讨论了青藏高原冰期环境变化及机制问题。从模拟结果看,在7～9℃降温条件下,高原冰雪带面积可占高原面积的1/5到1/2.考虑到降温条件下雪盖反射引起的高原冷却所起的正反馈作用,冰期高原上并不排除从山谷冰川发育较大冰盖的可能性。不管冰期高原上有无大面积的冰盖,青藏高原冰期环境出现大的变化是无疑问的。这种变化对冰期季风变化乃至全球气候变化的影响可能是深刻的。     

青藏高原的末次冰期与最大冰期——对M.Kuhle的大冰盖假设的否定

M.Kuhle把青藏高原外缘山地的山麓泥石洪流堆积误认为冰碛,推算出高原上末次冰期雪线普遍比今降低1100-1500m,已低于高原平均高度,以此推断在青藏高原形成了统一大冰盖。本文根据中国学者大量的研究事实和确凿的冰川作用遗迹,重建冰期雪线分布高度,提出了“分散的山地冰川”的观点,并从古气候学和高原构造隆升等方面分析了原因,以此论证了“大冰盖说”的主观性。     

青藏高原南部及邻区深部碳释放规模与成因

不同构造背景下的深部碳释放通量与机制研究对于深刻理解长时间尺度的气候变化具有重要意义,以往的相关研究多集中在洋中脊、大洋俯冲带和大陆裂谷等地质单元,缺少对大陆碰撞带深部碳释放规模与机理的关注,从而制约了对大陆碰撞带深部碳循环过程及其气候环境效应的进一步认识。青藏高原起源于印度和欧亚大陆的碰撞,是研究大陆碰撞带深部碳循环的理想地区。为此,在近年来青藏高原温室气体释放野外观测与研究的基础上,本文估算了高原南部及邻区火山-地热区的CO₂释放规模并探讨了其释放模式。气体He-C同位素地球化学与温泉水热活动特征等显示,青藏高原南部及邻区的深部碳释放主要受深部岩浆房、断裂和浅部水热系统等因素的控制。依据深部流体源区和上升运移控制因素的差异,可以将青藏高原南部及邻区的深部碳释放划分为三大类：(1)以壳内水热系统脱碳为主的藏南地区;(2)深大断裂控制的以水热系统脱碳为主的川西地区;(3)深部岩浆房和浅部水热系统共同控制的滇西南地区。青藏高原南部土壤微渗漏CO₂释放通量介于18.7～52.3Mt/yr之间,温泉溶解无机碳释放通量约为0.13Mt/yr;高原邻区...