青藏高原挤压隆升过程的数值模拟

将大陆岩石层视为由幂指数律控制的一层薄层,它上伏在粘滞性较低的软流层之 上蠕变流动,其运动限制在与东亚大陆构造形态较相似的边界模型的梯形框架之中．设印度 板块以一恒定的速度向北推进,并被视为青藏高原挤压隆升的主要动力．用数值模拟的方法 研究了青藏高原的挤压隆升演化过程,并对数值模拟的隆升过程作了剥蚀修正．结果表明, 由挤压模型所产生的地形和现代青藏高原及其邻区的地形格局比较吻合．同时也表明,挤压 隆升过程受多种因素（如岩石层的力学特性、边界条件以及剥蚀作用）的制约,无论从空间还 是从时间上看,模拟所反映的高原隆升都是不均匀的演化过程．     

青藏高原挤压隆升过程的数值模拟

将大陆岩石层视为由幂指数律控制的一层薄层,它上伏在粘滞性较低的软流层之 上蠕变流动,其运动限制在与东亚大陆构造形态较相似的边界模型的梯形框架之中．设印度 板块以一恒定的速度向北推进,并被视为青藏高原挤压隆升的主要动力．用数值模拟的方法 研究了青藏高原的挤压隆升演化过程,并对数值模拟的隆升过程作了剥蚀修正．结果表明, 由挤压模型所产生的地形和现代青藏高原及其邻区的地形格局比较吻合．同时也表明,挤压 隆升过程受多种因素（如岩石层的力学特性、边界条件以及剥蚀作用）的制约,无论从空间还 是从时间上看,模拟所反映的高原隆升都是不均匀的演化过程．     

青藏高原中部错鄂湖晚新生代以来的沉积环境演变及其构造隆升意义

错鄂湖200m深井岩芯古地磁测年表明,错鄂湖形成于约2．8Ma年前．沉积岩性组合、粒度特征和磁化率变化揭示了约3次大的沉积环境变化过程,反映了至少2次剧烈的青藏高原隆升过程;同时,孢粉组合也揭示了构造隆升导致的植被组合的变化．初步研究认为,大的湖泊沉积环境变化主要是在青藏高原不断隆升的背景上进行的．2．8-2．5Ma和0．8Ma以来的沉积环境演化主要受构造运动的控制,而2．5-0．8Ma环境演化过程更多的受到冰期-间冰期旋回气候变化的影响．     

大陆岩石圈的增厚及对流剥离对青藏高原隆升的影响

伴随着印度板块对欧亚板块南缘的碰撞,挤压,青藏高原地壳及下伏地幔岩石圈的厚度增加了１倍。增厚岩石圈热结构的变化可导致高原海拔下降约１５００ｍ。其对流剥离并被较热的软流圈物质替代可用以解释青藏高原自８百万年或３百万年前开始的快速隆升。大陆岩石圈的增厚及热结构变化和对流剥离可能是青藏高原自９百万年前开始的夷平－快速隆升过程的主导控制因素。     

青藏高原新生代构造隆升阶段的时空格局

青藏高原不同部位低温热年代学记录、沉积记录和构造变形记录揭示出存在60~35,25~17,12~8Ma（藏南17~12Ma）和大约5Ma以来4个主要强构造隆升剥露阶段.除了藏南地区在17~12Ma发生藏南拆离系的活动及其所控制的高喜马拉雅结晶基底岩系的快速抬升剥露这一特殊情况外,青藏高原不同地区主要强构造隆升剥露阶段具有准同时性.几个强隆升剥露阶段对应于几个强构造变形活动时期,反映隆升剥露主要受构造动力控制.新生代以砾岩为代表的粗碎屑物的分布、前陆盆地或走滑拉分盆地的分布及其沉积充填、角度不整合的发育和地层间断缺失,以及受断裂控制的盆山地貌变迁和高原扩展与青藏高原几个强构造抬升剥露阶段也具有良好的匹配关系.本文还讨论了青藏高原作为地表隆升的高原形成过程,揭示高原的形成是随时间演变不断扩展的过程.     

黄土高原黄土-古土壤序列与青藏高原隆升

根据地层记录,对黄土高原黄土-古土壤序列所反映的构造气候旋回与青藏高原冰碛-古土壤序列所反映的隆升过程进行对比,表明它们在地球轨道偏心率的准0.4Ma周期变化方面具有大致同步的相位关系。在此基础上,初步探讨了黄土-古土壤序列记录的东亚古季风变迁和古季风气候递变,对青藏高原隆升及其下垫面变性的响应。     

地球动力学问题的数值模拟研究——以青藏高原现今隆升研究为例

以青藏高原地区为研究对象,考虑活动地块分区和主要断裂带,建立能反映地表起伏和分层结构的岩石圈三维粘弹性有限元模型。选取合适的模型参数、边界条件和加载条件进行计算,模拟了青藏高原地区的现今垂直隆升速率。研究表明,印度板块对欧亚板块的向北推挤作用是高原隆升的主要动力源。下地壳和岩石圈上地幔在印度板块的向北推挤下不断增厚,从而维持青藏高原地区现今的持续隆升状态。     

青藏高原北缘酒西盆地13 Ma以来沉积演化与构造隆升

13 MaBP以来从祁连山剥蚀的物质广泛沉积于酒西盆地南缘, 可划分出5个沉积相组合, 其沉积演化分为4个阶段. 酒西盆地的沉积与高原隆升响应关系揭示出高原自13 MaBP以来先后经历了: 稳定期(>8.26 Ma)、持续逐步较快速隆升期(8.26~<4.96 Ma)和急剧强烈阶段性隆升期(>3.66~0 Ma). 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. 关键词     

青藏高原隆升和夷平过程的数值模型研究

青藏高原自约45Ma前开始隆升以来,经历了多次隆起与夷平的交替过程.基于事实分析和这样一种理论假说:当地磁极性与现代相同时,地球内部对流活动强,造山运动强烈,青藏高原隆起速率大;相反时,地球内部对流活动大为减弱,青藏高原构造抬升速率为零,建立了高原高度随时间变化的微分方程模型.得到了其解析解,并利用古地磁资料和星际氢原子浓度资料计算了自高原隆升以来的高度变迁.对数学模型结果与事实分析结论的比较表明,两者相当一致,该模型较为逼真地再现了地质历史上青藏高原隆升和夷平的交替过程.该模型主要考虑了高原高度对侵蚀速率的影响以及地磁极性和星际氢原子浓度对抬升速率的影响.     

上新世以来构造隆升对亚洲夏季风气候变化的影响

大量地质证据表明,上新世以来(最近5 MaB.P.)青藏高原北部及非洲东部和南部地区出现过显著的构造隆升,而与此同时亚洲季风也经历了显著变化,这两者之间是否存在着因果联系一直是地学界所关心和争论的一个重要科学问题.本文利用美国国家大气研究中心(NCAR)的公用大气模式(CAM 3.1)就上新世以来青藏高原北部及东-南非高原的构造隆升对亚洲夏季风气候变化的影响进行了数值试验研究.结果表明,上新世以来亚洲夏季风的增强与两地构造隆升密切相关,但两者隆升对于亚洲季风子系统的作用是有区别的.青藏高原北部隆升主要造成东亚北部夏季风的增强及季风降水的增多,但对南亚夏季风的作用较小;东-南非高原的隆升明显增强南亚夏季风,但对东亚北部夏季风的影响有限.     

青藏高原二期隆升与亚洲季风孕育关系探讨

青藏高原于 2 5～ 1 7Ma前第二期强烈隆升即相当于喜马拉雅运动的二期 ,所达到高度与宽度 ,足以改变环流形势 ,它和同时期热带太平洋的变暖 ,南极冰盖出现后越赤道气流增强 ,亚洲东缘、东南缘边缘海盆的扩大、亚洲大陆的向西伸展、副特提斯海的萎缩等因素结合 ,共同加强了大陆与大洋的热力差别和动力作用 ,孕育了以夏季风为主的亚洲季风系统 ,替代东亚地面老第三纪的行星风系 ,导致东亚干旱草原带大收缩与湿润森林带大发展等的重大环境变化 .其具体出现时间 ,在高原东北边缘的临夏剖面为 2 1 8MaBP .植被从疏林草原转变为森林 .     

昆仑山黄土与中国西部沙漠发育和高原隆升

昆仑山北坡黄土是塔克拉玛干大沙漠的同期相关沉积. 对出山口河流最高阶地80多米厚的黄土古地磁和古气候记录研究表明, 昆仑山黄土形成于距今约88万年 前, 指出塔里木盆地现代形式环流格局与极端干旱气候和塔克拉玛干沙漠雏形大致于同时出现. 青藏高原、 帕米尔高原和天山山脉的隆起是导致上述过程发生的根本原因, 适应于高原隆升的大气环流变化是干旱化过程进行的机制. 随高原和周边山地的隆升, 中国内陆和塔里木盆地持续干旱化和沙漠化, 沙漠逐步扩大至今天规模, 并在距今约50万年前有一次突变,全球变化仅是叠加于这一变化趋势之上, 并在长期变化和冰期-间冰期旋回演化上, 均表现为西风环流越强, 降水越大, 但水热搭配似仍与亚洲季风区气候变化相似.     

青藏高原东北缘祁连山中部精细地壳结构研究

现今的青藏高原东北缘祁连山地区是在早古生代构造格架的基础之上,于新生代在欧亚大陆与印度大陆碰撞拼合的远程影响下,重新活化进而隆起成为高原的组成部分.因此,该区域地壳结构的揭示不仅可以获得高原地壳变形方式的关键信息,而且也能对该区域早古生代晚期北祁连洋闭合时的相关构造演化提供重要证据.本文以一条穿过青藏高原东北缘祁连山中部地区的深地震反射剖面为基础,结合前人地质、地球物理资料,通过细致的地质构造解译,获得了青藏高原东北缘祁连山中部地区的精细地壳结构.反射剖面图像揭示了海原断裂西段的深部延伸形态、中地壳的双重构造、以及中下地壳的祁连逆冲断裂系等精细的深部构造.结合前人的地质以及地球物理资料,我们提出早古生代晚期北祁连闭合时的南向俯冲以及新生代以来祁连山地区两次陆内俯冲作用可能造就了现今的祁连山.

     

大陆漂移、高原隆升与新生代亚-非-澳洲季风区和干旱区演化

亚-非-澳洲季风区和干旱区的面积约占这三大洲陆地总面积的60%以上.基于新生代以来亚-非-澳洲季风和干旱环境以及东半球海陆分布和青藏高原等地形显著变化的地质事实,利用全球海-气耦合模式开展新生代5个特征地质时期气候模拟试验,系统探讨了新生代亚-非-澳洲季风区和干旱区形成演化及其受大陆漂移和高原隆升的影响.结果表明,亚-非-澳洲季风区和干旱区形成的时间和原因明显不同.北非与南非季风在古新世中期已经存在,南亚次大陆季风在始新世印度大陆移入北半球热带后开始出现,而东亚和澳大利亚北部季风在中新世才建立.北非、南非、南亚和澳大利亚热带季风的建立是大陆漂移的位置和热带辐合带季节性迁移共同决定的,而青藏高原的位置和高度则是东亚季风建立的关键因素.北非、南非、亚洲和澳大利亚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,阿拉伯半岛和西亚干旱区的发展与区域尺度海陆变迁,特别是古特提斯海的退缩密切相关,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.这一研究揭示了地球构造边界条件在地质时期区域气候环境形成演化中的重要作用.     

贵州红枫湖沉积物生物可利用磷分布特征及其与粒径的关系

应用化学提取法分析了红枫湖主要出入湖河口及湖心沉积物生物可利用磷(BAP)的含量,并探讨了BAP空间分布与总磷(TP)和粒度组成之间的关系.研究结果表明,各形态BAP含量顺序为:藻类可利用磷(AAP)NaHCO3可提取磷(Olsen-P)水溶性磷(WSP)易解吸磷(RDP).沉积物柱芯中BAP迅速降低,剖面变化比TP更为明显.各形态BAP与TP显著相关,除RDP与AAP外,其它形态BAP之间也显著相关.Olsen-P是评价红枫湖沉积物磷的生物有效性的最佳指标.红枫湖沉积物颗粒组成以粘土及粉砂为主,湖心沉积物比河口粒度小.表层(0-5cm)沉积物中Olsen-P和AAP的含量与细组分(粘土)的比例呈正相关,而RDP、WSP与细组分呈负相关性,表明沉积物细组分对深水湖泊富营养化的重要性.     

中国地区湖泊沉积物中137Cs分布特征和环境意义

137Cs是人为放射性核素,长期以来,它在沉积物岩芯剖面中的分布被用作近代沉积物定年的重要手段之一,本文全面收集了关于我同湖泊沉积物中137Cs分布的研究文献,对它们进行了综合分析和对比;试图揭示中国湖泊沉积物中137Cs剖面分布特征和环境意义;结合我同湖泊分区和特点,分别讨论了我国5大湖区137Cs的总体特征和主要影响因素,研究表明:影响137Cs沉积剖面分布的因素,除了纬度和海拔外,还应与当地的地貌特征、降雨量、植被状况和人类活动有关;全球核大气沉降是中同湖泊沉积物的137Cs剖面分布最主要的来源,同时我国早期的大气核试验和前苏联切尔诺贝利核泄漏事件对我国部分地区137Cs分布可能有一定的影响.     

青藏高原东北缘和鄂尔多斯地区的均衡重力异常

青藏高原东北缘地区是青藏高原块体与华北板块和华南板块相互作用的交汇地区.在青藏高原隆升并向北东方向扩展的过程中,与华北板块和华南板块发生相互碰撞、挤压,在这里形成了强烈的构造变形和复杂的构造格局,这里也是中国大陆上强震多发的地区,己经多次发生8级和更大地震.     

青藏高原草原带和荒漠带湖泊表层沉积物现代花粉研究

花粉现代过程研究是基于化石花粉谱重建古植被和古气候变化的基础.尽管青藏高原已经有大量花粉现代过程研究,但是仅有少数关于湖泊表层沉积物现代花粉组合的报道.本研究分析了青藏高原草原带和荒漠带34个湖泊的表层沉积物花粉组合,结果显示,这两个高原植被带的现代花粉组合以草本、灌木花粉占优势,不过特征类群的相对丰度具有显著差别.高...