青藏高原中南部新生代地層年代序列改寫(xiě)青藏高原隆升和生態(tài)環(huán)境歷史
中科院青藏高原所新生代環(huán)境團(tuán)隊(duì)方小敏研究員等聯(lián)合中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）王成善院士，蘭州大學(xué)等國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)和高校，精確測(cè)定和建立了青藏高原中南部倫坡拉盆地約4100至2150萬(wàn)年期間的新生代地層年代序列，修正了該區(qū)域古高度年代為4000萬(wàn)年前小于2300米，2600-2100萬(wàn)年前以后才可能達(dá)到3500-4500米。此前，國(guó)際學(xué)界認(rèn)為約4000萬(wàn)年前該區(qū)高原就已隆升到4600米的現(xiàn)代高度。
12月9日，國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）在線發(fā)表了這一研究成果，為深入理解青藏高原形成過(guò)程、機(jī)制及其與氣候環(huán)境和生物演化的關(guān)系提供了新的年代學(xué)約束，推動(dòng)重新深入審視青藏高原隆升機(jī)制模型、大地貌形成以及深部-表層地球圈層相互作用等研究。
青藏高原的隆起過(guò)程及其對(duì)亞洲和全球氣候、生物演化的影響，一直是地學(xué)前沿科學(xué)問(wèn)題。其中，青藏高原高度的變化歷史，最能刻畫(huà)高原地貌變化及其對(duì)氣候環(huán)境和生物的影響。不同高度的變化歷史意味著不同的隆升過(guò)程和驅(qū)動(dòng)機(jī)制，造成氣候環(huán)境和生態(tài)效應(yīng)變化也完全不同。
倫坡拉盆地位于青藏高原中南部，堆積了海拔4千多米區(qū)域內(nèi)最全最連續(xù)的新生代地層，并伴有大量熱帶棕櫚、樟樹(shù)和攀鱸魚(yú)、水蜘蛛等化石和多層古土壤及火山灰發(fā)現(xiàn)，詳細(xì)記錄了青藏高原中南部隆起和氣候環(huán)境變化歷史，是研究青藏高原構(gòu)造、氣候、生態(tài)最為關(guān)鍵的地區(qū)之一（圖1）。
圖1 青藏高原中南部倫坡拉盆地
2006年，外國(guó)科學(xué)家通過(guò)測(cè)定該區(qū)古土壤鈣結(jié)核氧同位素比值，在《自然》雜志發(fā)表了“晚始新世約4000萬(wàn)年前，青藏高原中南部隆起到現(xiàn)今海拔約4600米高度”的觀點(diǎn)成為國(guó)際主流，并催生了有關(guān)地質(zhì)機(jī)制模型、亞洲季風(fēng)和內(nèi)陸干旱演化等諸多學(xué)科研究的新認(rèn)識(shí)及近千篇后續(xù)論文發(fā)表。
經(jīng)過(guò)十多年的持續(xù)研究，方小敏團(tuán)隊(duì)對(duì)倫坡拉盆地北部達(dá)玉山山前海拔近2000米新生代地層剖面進(jìn)行了系統(tǒng)的古地磁年代測(cè)定，對(duì)剖面上發(fā)現(xiàn)的三層火山凝灰?guī)r和沉凝灰?guī)r進(jìn)行了絕對(duì)年齡激光測(cè)定，首次獲得了倫坡拉盆地早新生代連續(xù)高精度的磁性地層年代序列（圖2）。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域古土壤的年代為約2600-2150萬(wàn)年，熱帶動(dòng)植物化石的年代為約3900萬(wàn)年前。
圖2 青藏高原中南部倫坡拉盆地含豐富動(dòng)植物和古土壤、火山灰的新生代地層剖面及其精細(xì)的古地磁年代測(cè)定。
五星代表火山凝灰?guī)r絕對(duì)年代，左下圖為剖面中發(fā)現(xiàn)的熱帶水蜘蛛和攀鱸魚(yú)。
通過(guò)年代測(cè)定并結(jié)合盆地新的古高度歷史與構(gòu)造演化推斷，倫坡拉盆地具有明顯的兩期形成演化和變形歷史：早期約4200萬(wàn)年到2500萬(wàn)年緩慢變形沉陷（100m/百萬(wàn)年），晚期約2500-2000萬(wàn)年快速變形隆升。據(jù)此，研究團(tuán)隊(duì)提出了新的青藏高原中南部隆升認(rèn)識(shí)——約2500到2000萬(wàn)年，倫坡拉盆地兩側(cè)山體下地殼被擠入盆地下方，像千斤頂般托舉盆地，隆升到現(xiàn)在高度。該研究或?qū)η嗖馗咴心喜啃律貙幽甏薅跋嚓P(guān)未來(lái)研究起到承前啟后的關(guān)鍵性作用。第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究是該成果的第一資助項(xiàng)目。
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