青藏高原中南部新生代地層年代序列改寫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)隊方小敏研究員等聯(lián)合中國地質(zhì)大學(xué)（北京）王成善院士，蘭州大學(xué)等國內(nèi)外科研機構(gòu)和高校，精確測定和建立了青藏高原中南部倫坡拉盆地約4100至2150萬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4000萬年前小于2300米，2600-2100萬年前以后才可能達(dá)到3500-4500米。此前，國際學(xué)界認(rèn)為約4000萬年前該區(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程、機制及其與氣候環(huán)境和生物演化的關(guān)系提供了新的年代學(xué)約束，推動重新深入審視青藏高原隆升機制模型、大地貌形成以及深部-表層地球圈層相互作用等研究。
青藏高原的隆起過程及其對亞洲和全球氣候、生物演化的影響，一直是地學(xué)前沿科學(xué)問題。其中，青藏高原高度的變化歷史，最能刻畫高原地貌變化及其對氣候環(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程和驅(qū)動機制，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、樟樹和攀鱸魚、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，外國科學(xué)家通過測定該區(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”的觀點成為國際主流，并催生了有關(guān)地質(zhì)機制模型、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)識及近千篇后續(xù)論文發(fā)表。
經(jīng)過十多年的持續(xù)研究，方小敏團(tuán)隊對倫坡拉盆地北部達(dá)玉山山前海拔近2000米新生代地層剖面進(jìn)行了系統(tǒng)的古地磁年代測定，對剖面上發(fā)現(xiàn)的三層火山凝灰?guī)r和沉凝灰?guī)r進(jìn)行了絕對年齡激光測定，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2600-2150萬年，熱帶動植物化石的年代為約3900萬年前。
圖2 青藏高原中南部倫坡拉盆地含豐富動植物和古土壤、火山灰的新生代地層剖面及其精細(xì)的古地磁年代測定。
五星代表火山凝灰?guī)r絕對年代，左下圖為剖面中發(fā)現(xiàn)的熱帶水蜘蛛和攀鱸魚。
通過年代測定并結(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4200萬年到2500萬年緩慢變形沉陷（100m/百萬年），晚期約2500-2000萬年快速變形隆升。據(jù)此，研究團(tuán)隊提出了新的青藏高原中南部隆升認(rèn)識——約2500到2000萬年，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目。
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