钙华在第四纪研究中的应用:以青藏高原为例

钙华广泛分布于陆地环境中,且能够提供绝对的沉积年代(如铀系测年)和记录沉积时的地质与环境信息,被广泛应用于第四纪研究中.目前我国大多数古钙华还缺乏系统的研究,尤其是对不同成因类型钙华的地质与环境意义的认识还不够深入且存在争议.故本文以青藏高原上的钙华为例,综述了钙华在第四纪研究中的应用,探讨了钙华研究中需要注意的问题,并展望了未来的研究重点.实例分析显示钙华在重建第四纪古气候环境变化中有很大潜力.其中,青藏高原上热成因钙华的形成和演化,除了受高原强烈的构造活动控制外,还与印度夏季风变化具有密切联系,故有可能为青藏高原提供更多和覆盖更长时间尺度的古气候环境记录.此外,钙华在区域地表过程和地貌演化、构造和地热活动历史以及地质考古等领域也具有很大的研究价值.基于钙华沉积的特点,如分布不连续、沉积形态和岩相结构多样、沉积机理复杂等,提出了需要综合利用沉积学、岩相学、地球化学和年代学等多种手段对钙华进行系统的研究.     

青藏高原地表热平衡研究

青藏高原是我国现代冰川作用最强烈的地区,多年冻土也十分发育。为了研究冰川冻土形成、发育和演变的热量条件,从六十年代起,兰州冰川冻土研究所就开展了太阳辐射和地表热平衡观测研究。二十年来,在我国西部高山冰川和多年冻土区一共进行了18个点的观测。1975—1976年在青藏铁路冻土研究中,首次获得了青藏高原地表面能量转换的周年资料,促进了高原冻土和高原热力作用的研究。     

感受帕隆天险

青藏高原既是世界上最高的高原,同时也是地球上最年轻的高原.专家们通过地质历史考察发现,早在400多万年前,现在的青藏高原南部还是汪洋一片,后来受来自印度板块次大陆与欧亚主大陆碰撞的影响,致使青藏高原逐步隆起.     

甘肃西秦岭新生代钾霞橄黄长岩的40Ar/39Ar同位素定年及其地质意义

提供了从西秦岭6个钾霞橄黄长岩岩筒中分离出的金云母单矿物的⁴⁰Ar/³⁹Ar同位素定年数据, 确定甘肃西秦岭新生代钾霞橄黄长岩的喷发时限主体集中在22~23 Ma之间, 结合对青藏高原及其周边地区新生代火山岩同位素年代学资料的综合分析, 论证了金云母单矿物的⁴⁰Ar/³⁹Ar同位素定年的地质意义, 指出甘肃西秦岭钾霞橄黄长岩与高原及其周边地区其他新生代钾质-超钾质火山岩一样, 属于后碰撞火山作用产物. 西秦岭新生代火山岩的喷发时代与冈底斯带钾质火山岩的喷发时间有部分重叠, 因此西秦岭新生代火山作用是紧随高原腹地之后, 后碰撞火山作用向高原东北方向迁移的反映. 同位素定年数据不仅进一步证明青藏高原后碰撞火山作用具有时空迁移特征, 而且也为探讨和研究西秦岭地区自新近纪以来地质构造演化的深部动力学背景和机制提供了同位素年代学约束.     

陕西蓝田地区新发现黄土地层中的旧石器及其年代

2009~2011年在陕西蓝田灞河右岸新发现8处旷野旧石器地点,采集石制品770件.研究表明,蓝田地区除存在以前认识比较充分的早更新世晚期到中更新世阶段的古人类旧石器地点之外,在灞河流域河流阶地黄土地层中还普遍埋藏有晚更新世阶段的旧石器遗存,这些遗址采取硬锤直接打击法和砸击法技术剥取石片;加工石制品的原料以来自于河流沉积物中的石英岩、石英、石英砂岩和火山岩砾石为主;石制品中既包含直接由砾石和大型石片加工而成的重型工具,如砍砸器、重型刮削器、手斧、手镐、薄刃斧和石球等,同时也含有一些小型石片和由小型石片修理而成的刮削器和尖状器等小型工具.蓝田地区新发现的旧石器产出层位既有灞河第三级阶地以上的中更新世黄土地层,也有第二级阶地上的晚更新世黄土地层,这一发现首次从地层和年代关系上证明蓝田地区阿舍利(Acheulian)类型旧石器工业遗址的时代最晚可延续到距今3~7万年间,它不仅使这一出土早-中更新世人类化石地区的古人类活动时间延续到晚更新世,而且显示在年代学上东亚地区与非洲和欧亚大陆西侧同类旧石器工业之间存在较大的鸿沟.     

史前时代人类向青藏高原扩散的过程与动力

青藏高原是对人类生存最具挑战性的地区之一,研究史前人类向青藏高原扩散的历史及其主要的影响因素,对认识和理解人类对高寒缺氧极端环境的适应机制具有重要价值。通过青藏高原史前遗址的测年分析和动植物遗存的鉴定,结合古气候研究的最新进展,显示史前人类向青藏高原的扩散主要经历了三个阶段：旧石器人群在距今15 000年之前到青藏高原季节性游猎;新石器人群距今5 200年后大规模定居到青藏高原海拔2 500 m以下的河谷地带;距今3 600年后人类永久定居至海拔3 000 m以上地区。气候变化对狩猎采集人群在高原的活动有重要影响,而新石器-青铜时代欧亚大陆农业发展与传播是促使人类向青藏高原大规模扩张和定居的最主要因素。     

青藏高原沙尘特征与高原黄土堆积: 以2003-03-04拉萨沙尘天气过程为例

青藏高原是否是一个重要的粉尘源区, 它关系到对青藏高原和远东-太平洋地区粉尘堆积、来源、环境效应认识和青藏高原隆升及全球海-陆-气相互耦合作用的重大科学问题. 2003年3月3～5日拉萨地区强扬沙天气过程的大气动力学和遥感影像跟踪分析, 表明高原具备沙尘暴发生的所有条件, 并有强大的上升运动将不同粒径的粉尘扬升到不同的高度, 使粗粒粉尘在高原东部就近堆积成粗黄土, 而较细的粉尘则被西风急流携带漂移并沉降到远东地区. 高原40年来沙尘暴时空分布表明沙尘暴主要发生在冬季和初春, 有较高的发生频率, 从冬到春由南向北移动并与西风急流的位置密切相关. 同中国大陆其他12个沙尘区相比, 高原因较高的沙尘暴发生频率, 特别是粉尘极易扬升到西风急流区, 成为远程传输中主要的粉尘源地之一.     

若尔盖高原泥炭δ~(13)C的初步研究

若尔盖高原位于32°20＇-34°10＇N,102°15＇-102°50＇E,海拔3600m,为我国高海拔泥炭发育的主要地区。厚达数米到十数米的泥炭储存着晚冰期以来环境变化的大量信息,是研究青藏高原东部近期环境变化最理想的材料之一。红原泥炭有机碳δ~(13)C稳定同位素组成曲线表明,这里自12ka B.P.以来气候曾经过多次波动     

青藏高原昆仑山垭口盆地晚新生代高精度磁性地层及其意义

位于青藏高原北部的昆仑山垭口盆地发育较完整的晚新生代地层, 在青藏高原北部具有很好的代表性, 确定盆地形成和消亡的年代对高原隆升过程具有重要的科学意义. 过去依据盆地的构造沉积特征提出了“昆仑-黄河运动”, 因其与这一时期的许多全球和高原重大气候环境事件同期而引起了人们的更多关注, 但上述构造运动时代的界定是建立在不明确的年代学基础之上. 文中对昆仑山垭口盆地剖面晚新生代沉积物进行了详细磁性地层学研究, 高密度古地磁采样和测年表明剖面年龄约为3.6~0.5 Ma BP, 地层的沉积演化记录了垭口盆地形成发展及构造经历了五个阶段, 揭示晚上新世以来高原北部~3.6, 2.69~2.58, 1.77, 1.20, 0.87和~0.78 Ma构造隆升的历史, 确定昆仑组砾石层和“昆仑-黄河运动”的年代分别为3.6~2.69 Ma和1.20~0.78 Ma, 为高原隆升过程和全球变化研究提供可靠年代数据.     

青藏高原21世纪气候和环境变化预估研究进展

本文回顾了21世纪青藏高原区域多种气候和环境要素变化预估研究的进展,包括气温、降水、极端天气气候事件、冻土、积雪、冰川、径流和植被等,预估结果主要来自于SRES和RCP情景下气候模式的预估以及物理统计模型的预估.结果表明,未来青藏高原地面气温将升高,21世纪后期增温更显著.总体来说21世纪高原降水以增加为主,极端天气气候事件增加.高原未来冻土面积缩小,冻土活动层厚度增加,积雪日数和积雪深度减少,冰川将以退缩为主.径流的未来变化较复杂,不同流域之间的差异较大,径流在不同流域表现为增加和减少并存.青藏高原植被对气候变化的响应敏感而脆弱,21世纪中后期青藏高原的生长季长度增加,常绿林/森林出现在高原东部和南部,灌丛植被类型将会扩展并入侵高寒草原.根据已有的研究结果,本文对这些气候与环境要素在21世纪中期(2030~2050年)和后期(2080~2100年)的变化进行了综合集成,给出了它们在21世纪中期和后期的可能变化范围.     

青藏高原向东挤出与向北扩展——高原隆升深部过程之探讨

青藏高原下方的软弱物质在印度-欧亚大陆的汇聚挤压作用下,从增厚、抬升的高原中部向东部逃逸挤出.本文基于一条宽频地震密集台站剖面观测给出的青藏高原-秦岭构造转换带地壳和上地幔顶部结构断面,结合前人的地质和地球物理学研究成果,探讨了青藏高原物质向东的挤出,揭示秦岭作为一个可能的通道,将如何协调青藏高原物质的挤出,进而探讨上述地球动力学过程如何影响高原东缘的隆升和扩展,并对比了青藏高原东缘和北缘的地壳变形增厚机制以及地幔岩石圈行为模式之差异.研究结果揭示了,受区域大型断裂带控制的中下地壳软弱物质挤出和由软流圈地幔流触发的岩石圈底部拆沉导致的重力均衡,可能同时在青藏高原东缘下方发生,断裂和块体控制的壳内软弱物质挤出可能是青藏高原东缘边界带上大地震发生的一个重要深部孕震机制.上述两个机制的共同作用导致了青藏高原东缘与秦岭以及四川盆地构造转换带区域的高原隆升和扩展.青藏高原东缘物质挤出的深部过程与处于青藏高原北缘的青藏高原-阿拉善构造转换带区域的高原向北扩展之深部机制存在差异,而造成高原北缘与东缘差异隆升模式的根本动力学原因,可能是从青藏高原中东部(青藏高原内部)到高原北缘岩石圈性质的横向变化.     

高原仙子黑颈鹤

我们问作者：“你用了十多年时间从事灵长类动物的研究和保护工作，为什么转而研究黑颈鹤？”（本刊在2009年第2期上曾刊登作者关于金丝猴的文章《守望美丽的红唇精灵》）他的回答是：“我长期在青藏高原和云责高原从事灵长类动物研究，奔波的足迹恰好与黑颈鹤的迁徙轨迹重叠，因此有机会无数次地在野外与黑颈鹤邂逅。     

青藏高原气象科研交流会议

中央气象局西南、西北协作区于1973年8月25日至9月3日在兰州召开了青藏高原气象科研交流会议。参加会议的有西南、西北9个省(区)气象部门、有关科研单位、大专院校、民航和部队等代表共108人。在批林整风运动的推动下,青藏高原气象科研工作近一年来取得了一些新成绩。会上交流了43篇科研成果,内容涉及高原天气系统的分析研究,高原气候特征及其成因,青藏高原对大气环流和天气系统的影响,高原     

探索科学前沿,服务区域发展——记第16届青藏高原地球科学学术年会

正由中国科学院青藏高原研究所主办,中国青藏高原研究会、中国地质学会协办的"第16届青藏高原地球科学学术年会"于2021年6月2～3日在北京召开.本次年会主题为:青藏高原地球系统科学.学术交流包括31个大会特邀报告、34个分组研讨报告及39个展板交流报告,涵盖了地质学、地球物理学、地理学、大气科学、生态学、考古学等多个研究领域.来自近50家高校、科研单位的院士、专家、学者、管理人员等300余人参加本次年会,与会者就此展开了多方位的学术交流,进一步明确了青藏高原重大科学问题的研究方向,     

青藏高原史前人类活动研究新进展

青藏高原史前人类活动历史是近年多学科研究的热点科学问题.近年,对该问题的研究取得多项突破性进展,主要体现在青藏高原早期人类活动和现代藏族人群起源两个方面.最新两项考古学研究将青藏高原最早人类活动的时间分别推早至距今4万年和距今16万年,显示在现代人之前丹尼索瓦古老型智人(丹尼索瓦人)已经于中更新世开始了适应高原环境的征程.而最新两项独立的语言学和遗传学研究,均证明现代藏族人群主体来自距今5000年前后向青藏高原大规模扩散的仰韶文化和马家窑文化粟作农业人群.以上新成果,为深入理解史前人类向青藏高原的扩散和对高海拔环境的适应等问题提供了关键材料,同时也引发了更多关于青藏高原史前人类活动和东亚中晚更新世人类演化等问题的新思考,为将来开展更深入、更全面的研究提供了新线索.     

青藏高原牦牛驯化的考古学与遗传学研究进展及展望

家牦牛在史前人类定居青藏高原的过程中起到了巨大作用,但牦牛的驯化过程仍存在诸多未解决的科学问题.本文梳理了牦牛驯化的考古学和遗传学研究进展,展望了开展牦牛驯化与人类定居青藏高原过程研究的未来方向.家牦牛最早的考古学证据来自距今3750年前的青藏高原南部拉萨河谷,但现代遗传学研究显示,牦牛的驯化可追溯至全新世中期,驯化地点最有可能位于西藏东南部的昌都地区,其种群数量增长与人类大规模长年定居青藏高原高海拔地区的历史高度相关,且黄牛的基因渗入对牦牛的驯化过程产生了深刻影响.基于现有研究进展,本文建议:(1)针对青藏高原考古遗址开展系统性的动物考古学研究;(2)应用ZooMS和古DNA技术筛选和鉴定牦牛骨骼遗存,结合古环境DNA进行遗传学研究,追溯牦牛驯化的时间和地点;(3)开展野牦牛与黄牛的杂交驯化模式研究,理解牦牛驯化及其扩散对史前人类在青藏高原生存和发展的促进作用.     

青藏高原东北边缘晚新生代哺乳动物化石的磁性地层学

青藏高原东北边缘的贵德盆地发育巨厚的新生代地层，其中含较丰富的哺乳动物化石，在青藏高原北部很具有代表性，较精确地确定其地层年代对我国北方尤其西部哺乳动物演化进程和生态环境变化的研究，以及对高原隆升过程的研究具有重要的科学意义。古地磁测年表明含化石层位的贺尔加剖面年龄约为6．5－3．1MaBP，每一、二和三化石层的年代分别约为5．25，5．1和4．4MaBP。较精确地测定了贵德羚羊和中国互棱齿象的生存时代，它们分别出现于距今5．25和4．4Ma。它们的演化与岩性和沉积速率变化共同指示青藏高原东北部此时处于强烈隆升的开始阶段，高原东部及其邻近山地的高度可能还不足以明显阻碍高原南北动物的交往。     

探访青海的高原名湖

世界最高地--青藏高原有着全球最密集的高原湖泊群.这些大大小小的湖泊如一粒粒清澈的珠玑,散布在苍莽的雪域山原之间,让冷峻奇崛的青藏高原平添了几分妩媚的色彩.据调查,拥有高原湖泊数量最多的是西藏自治区,其次是青海省.青海省的湖泊,与西藏多为咸水湖不同的是,既有咸水湖又有淡水湖,许多湖泊是中国乃至世界名湖,风光绝美,资源丰厚,珍藏甚多,绝无仅有.     

青藏高原东北部黄土堆积的岩石磁学性质及其古气候意义

对青藏高原东北部青海拉拉口、盘子山和东川等地的黄土-古土壤样品进行的磁化率、频率磁化率、c-T曲线、饱和等温剩磁和磁滞回线等测试分析结果表明, 晚第四纪青藏高原东北部风尘堆积黄土和古土壤中的磁性矿物都以磁铁矿为主, 还有磁赤铁矿和赤铁矿. 古土壤中的磁赤铁矿含量高于黄土, 说明在成壤过程中除了形成赤铁矿外, 还新生成了磁赤铁矿, 这些土壤成因的磁赤铁矿使古土壤磁化率明显增强. 这与六盘山以东黄土高原的黄土-古土壤具有相似的特征. 另一方面, 青藏高原东北部的黄土层和古土壤层中的亚铁磁性矿物的平均粒度都是准单畴, 但黄土层中亚铁磁性矿物的平均粒度较粗, 明显偏向多畴区域. 研究区黄土-古土壤序列的磁化率高低与超顺磁颗粒的含量和土壤发育强度基本呈正相关. 气候作用是主导高原黄土-古土壤磁化率增强的主要因素, 即温湿气候增强土壤化作用, 从而导致磁化率增强.     

青藏高原东北部地貌演化与隆升

揭示青藏高原生长过程和重建不同时期的古高度,是备受关注的科学问题。在青藏高原东北部,广泛分布的高大山系和盆地,是高原地貌演化的结果,也成为认识高原隆升过程的重要地质记录。对西宁盆地的沉积分析表明,这里的山盆体系在距今～50 Ma就开始发育,并相对稳定地持续到了16～10 Ma,表明这段时间高原东北部已经基本形成。在16～10 Ma,盆地河湖相沉积停止,遭受侵蚀、河流开始下切,指示这时有一次重要的构造活动和地面抬升。在～2.0 Ma以来,广泛发育的河流阶地序列(高度差达400 m以上),指示了气候变化和构造活动对地貌的影响;存在的数百米的河流阶地高差、河流侵蚀速率近10倍的增加是地面构造抬升控制河流下切的证据,指示青藏高原东北部在～2.0 Ma以来的抬升。西宁盆地及其周边山系地貌发育过程,可能是高原东北部隆升对欧亚和印度板块碰撞和挤压响应的体现。