中国地质学会于10月8-11日在西安召开2015年学术年会期间,中国科学院地球环境研究所组织了“新生代地质与环境演变”分会场,就新生代东亚环境变迁与青藏高原生长进行了专题研讨。来自中国科学院地质与地球物理研究所、中国科学院寒区旱区环境与工程研究所、中国科学院地球环境研究所、南京大学、长安大学、中国地震局地质研究所、兰州地震局等单位的专家,以及西安地区相关单位的研究生等近30人参加了分会场的报告和讨论。

研究青藏高原东北部构造生长过程对于理解现在青藏高原生长动力学及全球气候效应等都具有非常重要的意义。虽然目前可通过不同的方法对青藏高原在不同地质时期的古高度与范围进行重建,但这些记录主要是从高原某一区域分析入手,对于欧亚与印度板块碰撞之后,亚洲广大范围内是整体抬升还是山体隆升、是否提高风化与物质搬运造成附近盆地高度变化,还存在争议。而且,对于两大板块在碰撞之后很快就把应力传递到东北部边缘的构造应力场,从而引起高原内部生长的细节变化,还有很多疑问。

研究青藏高原东北部构造生长过程对于理解现在青藏高原生长动力学及全球气候效应等都具有非常重要的意义。

讨论会涉及我国不同环境单元气候代用指标和环境演化的研究。提出中更新世北半球超级间冰期的温暖气候为人类第二次走出非洲提供了条件,展示了孢粉记录的柴达木盆地中新世气候变化过程,利用黄土生物微钙体重建了过去150万年以来黄土高原降水变化,讨论了兰州盆地始新世-中新世磁性地层年代及生物群信息,建立了南海北部2500年的温度变化历史,分析了高分辨率石笋记录显示的我国西南地区最近2300年季风降雨变化特征等。在青藏高原隆升生长方面,提出青藏高原东北缘祁连山经历了中部中中新世生长到晚中新世和上新世分别向东西两侧扩张的模式,通过对比青藏高原内部和周边的GPS速度场特征提出现今青藏高原北部下降而周边明显隆升,根据青藏高原东北部盆地新生代地层年代学及沉积学的研究指出中中新世到晚中新世高原隆起及其可能的气候环境效应,通过数值模拟试验提出蒙古和云贵高原等小地形的变化对东亚季风会产生显著影响等。

中国科学院地球环境研究所研究员常宏联合国内外同行,在研究员安芷生主持的国家自然科学基金委项目(重大国际合作、重点)和国家重大基础研究项目的共同支持下,对青藏高原东北部的柴达木盆地、塔里木盆地及相邻的阿尔金山、昆仑山等区域进行了大范围的野外调查及综合研究,通过新生代剖面年代学、沉积学、变形特征等分析,建立了渐新世以来新生代地层框架,结合区域气候研究的结果,识别新生代地层中构造运动的信息。结果显示,青藏高原东北部渐新世就开始了生长过程。物源区隆升造成了磨拉石建造的发育,特别是在中新世中期大范围的构造运动再次活跃,使得柴达木盆地周边和内部断裂活动性提高及沉积物分布与厚度的明显变化。15Ma左右沉积速率数倍的突然提高及其与当时气候变化的不协调,显示了构造运动在这一区域地貌演化过程中的重要意义。该项研究成果目前已发表在国际地学期刊Earth
and Planetary Science Letter
上(Chang et al., 2015 Earth and Planetary
Science Letters
)。

虽然目前可通过不同的方法对青藏高原在不同地质时期的古高度与范围进行重建,但这些记录主要是从高原某一区域分析入手,对于欧亚与印度板块碰撞之后,亚洲广大范围内是整体抬升还是山体隆升、是否提高风化与物质搬运造成附近盆地高度变化,还存在争议。而且,对于两大板块在碰撞之后很快就把应力传递到东北部边缘的构造应力场,从而引起高原内部生长的细节变化,还有很多疑问。

与会代表对学术报告进行了热烈讨论,大家认识到气候环境变化信息提取过程中不同气候指标物理意义的解释非常重要,区域环境演化与全球气候变化过程密切相关,青藏高原不同部位隆起对于亚洲不同区域气候变化具有重要影响而且与全球变化之间存在多层次的正负反馈作用。鉴于不同研究方向对亚洲新生代环境变化过程尚存在各种矛盾,与会专家建议在未来的研究过程中应在一定范围内及时开展相关学术交流,积极推动学科发展。

该项研究成果也是我国新生代沉积地层研究重建区域构造运动过程的一个新进展。新生代沉积地层中记录了自身沉积过程中的构造运动特征及气候变化信息,是一种理想的区域地质研究载体。但是由于其受到众多因素的影响,所以在解析某个单独影响因子过程中有很多不确定性。近十年,常宏在青藏高原东北部盆地分析研究过程中与美国科罗拉多大学教授Peter
Molnar等专家合作,对青藏高原东北部新生代地层及其与区域构造单元的时空关系等开展了细致的研究。由于阿尔金断裂对于青藏高原北部边界的限定,首先通过地层古地理环境、沉积速率等,对阿尔金断裂在上新世构造活动的性质进行了分析(Chang
et al., 2012 Journal of Asian Earth
Science
)。随后在大陆科学钻探项目的支持下对前人认为基底处于稳定状态的塔里木盆地开展了沉积特征与构造单元协同演化的研究,发现塔里木盆地基底在早更新世也进入了构造活跃期,引起隆起区沉积速率明显降低(Chang
et al., 2014)。

中国科学院地球环境研究所常宏研究员联合国内外同行,在安芷生研究员主持的国家自然科学基金委项目(重大国际合作、重点)和国家重大基础研究项目的共同支持下,对青藏高原东北部的柴达木盆地、塔里木盆地及相邻的阿尔金山、昆仑山等区域进行了大范围的野外调查及综合研究,通过新生代剖面年代学、沉积学、变形特征等分析,建立了渐新世以来新生代地层框架,结合区域气候研究的结果,识别新生代地层中构造运动的信息。结果显示,青藏高原东北部渐新世就开始了生长过程。物源区隆升造成了磨拉石建造的发育,特别是在中新世中期大范围的构造运动再次活跃,使得柴达木盆地周边及内部断裂活动性提高及沉积物分布与厚度的明显变化。15Ma左右沉积速率数倍的突然提高及其与当时气候变化的不协调,显示了构造运动在这一区域地貌演化过程中的重要意义。该项研究成果目前已发表在国际地学期刊Earth
and Planetary Science Letter
上(Chang et al., 2015 Earth and Planetary
Science Letters
)。

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