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.     

阿尔金断裂带构造活动的40Ar/39Ar年龄证据

通过对阿尔金山阿克塞和当金山地区出露的元古代、早古生代变质岩样品中云母、角闪石和钾长石单矿物的40Ar/39Ar同位素测年研究, 获得了4组年龄数据, 其中远离阿尔金中部剪切带的样品给出461～445.2和414.9～342.8 Ma的坪年龄, 这两组年龄分别代表了被阿尔金断裂错移的岩块在晚奥陶世～早志留世和泥盆纪发生构造热事件的记录, 应同南北祁连洋槽的闭合相关.在北部构造带中受变形作用改造的花岗片麻岩样品给出178.4～137.5 Ma的坪年龄, 可以解释为阿尔金断裂带在中晚侏罗世～早白垩世发生构造活动的年龄记录, 这一构造热事件与拉萨地块向北拼贴碰撞有关.在阿尔金中部剪切带中的样品给出了36.4和26.3 Ma的两个坪年龄, 说明阿尔金中部剪切带在始新世末发生明显的走滑活动, 并且伴有强烈的绿片岩相变质作用, 这一事件在青藏高原北部的大部分地区都有所表现, 与印度-欧亚板块碰撞后的陆内俯冲有关.该研究表明阿尔金断裂带在印度-欧亚板块汇聚的大陆构造背景下具有多次脉冲式活动的特征.     

阿尔金断裂带构造活动的40Ar/39Ar年龄证据

通过对阿尔金山阿克塞和当金山地区出露的元古代、早古生代变质岩样品中云母、角闪石和钾长石单矿物的⁴⁰Ar/³⁹Ar同位素测年研究, 获得了4组年龄数据, 其中远离阿尔金中部剪切带的样品给出461~445.2和414.9~342.8 Ma的坪年龄, 这两组年龄分别代表了被阿尔金断裂错移的岩块在晚奥陶世~早志留世和泥盆纪发生构造热事件的记录, 应同南北祁连洋槽的闭合相关. 在北部构造带中受变形作用改造的花岗片麻岩样品给出178.4~137.5 Ma的坪年龄, 可以解释为阿尔金断裂带在中晚侏罗世~早白垩世发生构造活动的年龄记录, 这一构造热事件与拉萨地块向北拼贴碰撞有关. 在阿尔金中部剪切带中的样品给出了36.4和26.3 Ma的两个坪年龄, 说明阿尔金中部剪切带在始新世末发生明显的走滑活动, 并且伴有强烈的绿片岩相变质作用, 这一事件在青藏高原北部的大部分地区都有所表现, 与印度-欧亚板块碰撞后的陆内俯冲有关. 该研究表明阿尔金断裂带在印度-欧亚板块汇聚的大陆构造背景下具有多次脉冲式活动的特征.     

新生代全球变冷背景下北部青藏高原变冷和干旱化事件:西宁盆地早第三纪沉积物中正构烷烃和孢粉的记录

位于青藏高原西北部的西宁盆地沉积了年代序列跨度非常长的连续的新生代地层. 这些地层序列记录了有关青藏高原隆升历史及其相关气候变化的丰富信息. 本研究获得了西宁盆地谢家剖面较高分辨率的正构烷烃生物标志化合物和孢粉记录. 整合正构烷烃和古孢粉记录揭示: 在50.2~28.2 Ma 之间, 西宁盆地经历了长期的降温过程, 明显的生态事件发生在 37.5~32.7 Ma 之间. 自此盆地中的植被呈现显著的垂直地带性变化: 较低海拔处生长旱生灌草类植物, 中海拔地带生长亚热带阔叶树, 高海拔带生长针叶林. 这些植被和气候的变化有可能是对始新世早期气候最适宜期之后长期的全球降温事件和早新生代北部青藏高原周围山地隆升事件的共同响应.     

阿尔金走滑断陷盆地的确定及其与山脉的关系

阿尔金断裂带中段发育一种特殊的长条状盆地地貌, 其长宽比略大于50. 盆地两侧的长边界由直线型具走滑分量的正断裂控制, 盆地内分布新生代地层, 阿尔金主断裂通过盆地, 并在盆地内形成一系列走滑地貌. 以盆地为中心两侧为反向的逆冲构造, 使盆地两侧的由古老变质岩组成的地质体垂向挤出, 构成在盆地两侧且平行于盆地的长条形山体(山脉), 这种特殊地貌称之为走滑断陷盆地. 该巨型长条状走滑断陷盆地于上新世开始形成, 晚更新世时期其地貌特征基本形成, 它是阿尔金断裂带走滑变形过程中形成的特殊类型的地貌, 是转换挤压作用和隆升作用的共同结果.     

柴达木盆地路乐河剖面磁性地层年代及其构造变形

青藏高原东北缘的柴达木盆地发育巨厚的新生代地层.这些地层记录了印度与欧亚大陆碰撞以来青藏高原向东北方向扩展过程中的构造变形、地貌演化与气候变化等信息.通过高密度的样品采集、测试与分析,古地磁测年结果显示,柴达木盆地北缘新生代地层出露较为连续、完整的路乐河剖面(路乐河组层型剖面)沉积年龄为30.9～5.2 Ma.路乐河剖面沉积环境与沉积速率分析揭示盆地新生代以来经历了约31与15 Ma开始的两期显著的构造变形事件:渐新世的构造变形导致了柴达木盆地的形成;中中新世以来的强烈构造变形导致了柴达木盆地的变形与改造.     

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.     

本期专题简介

正素有"世界屋脊"之称的青藏高原,平均海拔在4000米以上。可是,在2亿多年前,这里曾经是波涛汹涌的辽阔海洋。由于板块运动,青藏高原历经沧海巨变,成为世界上最高的高原。青藏高原隆升是地球历史上一次重大的地质事件,青藏高原的出现对亚洲气候与环境产生了划时代的影响。本期专题介绍青藏高原东北部地貌演化与隆升过程、青藏高原隆升与东亚季风演化的密切关系,以及青藏高原北部隆升对东亚季风变迁及亚洲内陆干旱气候演化的重大影响。     

青藏高原北部隆升与东亚季风及亚洲内陆干旱演化——来自气候数值模拟的启示

青藏高原隆升是地球历史上一次重大的地质事件,青藏高原的出现对亚洲气候与环境产生了划时代的影响。过去的几十年来,中外学者利用各种气候数值模式模拟研究了青藏高原隆升的气候环境效应,极大地加深了我们对亚洲季风变迁和亚洲内陆干旱化机制的理解。近年来"高原隆升-气候响应"研究的一个重要进展是认识到亚洲区域气候响应与青藏高原隆升的形式密切相关。本文对此进行了概括介绍,重点通过一系列分区域隆升的数值模拟试验的综合分析,指出青藏高原北部隆升对东亚季风变迁及亚洲内陆干旱气候演化具有重要影响,其最突出的特征表现为随高原北部隆升东亚夏季风和季风雨区向北扩展,内陆干旱区和大气粉尘含量及沉积范围增加。这些模拟研究结果对东亚古环境研究具有良好的启示,并由此提出了许多新的科学问题。     

阿尔金走滑断陷盆地的确定及其与山脉的关系

阿尔金断裂带中段发育一种特殊的长条状盆地地貌，其长宽比略大于50。盆地两侧的长边界由直线型具走滑分量的正断裂控制，盆地内分布新生代地层，阿尔金主断裂通过盆地，并在盆地内形成一系列走滑地貌。以盆地为中心两侧为反向的逆冲构造，使盆地两侧的由古老变质岩组成的地质体垂向挤出，构成在盆地两侧且平行于盆地的长条形山体（山脉J），这种特殊地貌称之为走滑断陷盆地。该巨型长条状走滑断陷盆地于上新世纪开始形成，晚更新世时期其地貌特征基本形成，它是阿尔金断裂带走滑变形过程中形成的特殊类型的地貌，是转换挤压作用和隆升作用的共同结果。     

东喜马拉雅构造结上新世以来快速抬升的裂变径迹证据

研究区位于东喜马拉雅构造结的东北侧,近东西向喜马拉雅山与北东向念青唐古拉山、近南北向横断山的交汇地段.这里是印度板块与欧亚板块碰撞的前缘部位,壳层的挤压变形十分强烈,无论是地质边界,还是地形都围绕此构造结发生了最急剧的转折,塑造了世界上著名的高山峡谷地形,其平均切割深度达5000m左右,是探讨青藏高原隆升历史最有利的典型地区.研究区地质上属于冈底斯岛弧的东延部分,其南部主要由一套角闪岩相的变质岩组成,可能是岛弧或拉萨地块的基底,北部主要为古生代的沉积盖层,在基底和盖层中有大量花岗岩     

阿尔金山地区高压变质泥质岩石的发现及其产出环境

阿尔金构造带是亚洲大陆上一条重要的左行走滑断裂带.新近的研究发现,阿尔金断裂的左行走滑不仅表现在中新生代,至少在奥陶纪晚期也发生过类似运动.同时,其北缘有太古界麻粒岩相杂岩基底出露,主体由元古界变质片岩、火山岩、石英岩、叠层石碳酸盐岩地层组成,上覆地层主要是零星分布的下古生界的台地碳酸盐岩沉积和火山沉积,上古生界与中新生界均为小型断陷盆地沉积(图1).总体反映了阿尔金断裂带是在塔里木板块的基底之上发育起来的.     

青藏高原隆升对新生代全球气候变化的影响

青藏高原雄踞亚洲大陆中部,总面积２５０×１０４ｋｍ２,平均海拔４５００ｍ,有“世界屋脊”和“地球第三极”之称。青藏高原隆升是新生代地球地质历史上最重大的事件之一。伴随着距今５０Ｍａ以来青藏高原形成和隆升的历史,不仅改变了高原自身的环境,而且对亚洲甚至...     

昆仑山北坡鸭子泉河阶地发育及其构造-气候意义

昆仑山北坡鸭子泉河流阶地系列是晚更新世以来青藏高原阶段性隆升的地貌标志. 阶地地貌及沉积学研究证明其为构造成因阶地, 是青藏高原北部构造隆升过程中河流阶段性下切作用形成的. 通过粗颗粒石英(90~125 μm)的光释光单片再生法(SAR)及¹⁴C测年研究, 初步确定鸭子泉河各级阶地的形成年代分别约为57.5, 12.8和6.5 ka BP. 三级阶地特征及年代学研究揭示昆仑山北坡在全新世初期河流下切速率明显提高, 从12.8 ka BP开始下切速率平均值由0.43±0.08 mm/a突变为1.59±0.69 mm/a, 显然, 全新世之初昆仑山开始较为强烈地隆升. 青藏高原北部边界的阿尔金断裂构造运动也存在本次变化, 但其隆升速率明显大于昆仑山, 这种差异表明青藏高原北部边缘的地表隆升和地壳增厚有大于其内部的趋势.     

喜马拉雅山脉不会再长高太多

喜马拉雅山南北坡国际综合科学考察队对“世界屋脊”有了新的重要发现,并做出了一些新的科研论断:位于青藏高原上的喜马拉雅山脉不会再长高太多,已大致接近其最高点,几百万年后可能还会下降;尽管全球气候变暖,喜马拉雅山冰川在千年内也不会完全消融。科考中,研究人员发现,由于东西向的拉张力抵消了青藏高原隆升的力量,喜马拉雅山脉不会再长高太多,已大致接近其最高点。已有研究认为,大约6500万年前,在印度板块和欧亚板块碰撞并产生的挤压作用下,青藏高原包括喜马拉雅山脉开始隆升。此次科考中,一路可见六七条南北向的谷地,标志着青藏高原受…     

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。     

喜马拉雅-青藏高原不同子区域隆升对亚洲夏季气候演变影响的数值模拟

鉴于喜马拉雅-青藏高原空间上各重要部分隆升时间上的差异,利用美国国家大气研究中心的通用大气模式就其主要隆升阶段对亚洲夏季气候演变影响进行了敏感性试验研究.研究发现喜马拉雅山和青藏高原北部隆升分别对南亚与东亚北部夏季气候的发展具有重要影响,喜马拉雅山隆升导致南亚夏季风环流的显著增强和区域季风降水的明显增加,而青藏高原北部隆升造成东亚夏季风环流的明显发展和东亚北部降水的显著增加,且随后的阶段性隆升对这些均影响有限.与以往模拟研究相比,试验结果表明对比分析喜马拉雅-青藏高原不同子区域隆升有利于深入理解亚洲夏季风演变历史.     

藏西南札达盆地磁性地层学特征及其构造意义

札达盆地是喜马拉雅山北坡一个重要的晚新生代盆地, 对盆地地层的年代学研究将为反演喜马拉雅造山带隆升与构造演化提供许多重要的信息. 盆地新生代地层厚近750 m, 共采集古地磁定向样品268块. 系统古地磁测量表明岩石经热退磁显示大多数样品在500~690℃之间可以获得稳定的特征剩磁, 实测极性柱与标准极性柱对比表明该套地层的古地磁年龄为9.5~2.6 Ma. 盆地的沉积地层年龄不支持藏南拆离系作为控盆构造的假说, 结合盆地内沉积构造特征及盆地北缘活动构造特征, 认为盆地形成受喀喇昆仑断裂活动控制.     

冈底斯地壳碰撞前增厚及隆升的地质证据: 岛弧拼贴对青藏高原隆升及扩展历史的制约

最近几年的调查发现, 与高喜马拉雅相似, 在冈底斯地块上广泛发育浅色花岗岩. 应用Th-Pb及⁴⁰Ar/³⁹Ar等定年手段分别对冈底斯浅色花岗岩的形成年代及热历史进行了限定, 独居石Th-Pb结晶年龄约为140 Ma, ⁴⁰Ar/³⁹Ar白云母冷却年龄约为130 Ma. 结合前人的构造变形研究及古地理分析, 认为冈底斯地块在约140～130 Ma发生地壳的缩短加厚及快速隆升作用. 与南美安第斯山高原类似, 冈底斯地块(高原)的早期加厚及隆起是新特提斯洋沿冈底斯地块南部俯冲及冈底斯地块北部班公-怒江洋逐渐封闭的结果. 印度板块与欧亚板块最后碰撞之前, 组成高原的各地块就有着增厚的地壳, 存在较高地形的山脉, 通过岛弧拼贴, 碰撞后高原可以迅速增厚、隆起、扩展. 高原的变形不是均匀的, 而是集中在地壳较薄的软弱带.     

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.