新生代晚期青藏高原强烈隆起及其对周边环境的影响

2001年9月

September,2001

QUATERNARY SCIENCES

第 四 纪 研 究

Vol.21,No.5

新生代晚期青藏高原强烈隆起

*

及其对周边环境的影响

李吉均

¹º

方小敏 潘保田 赵志军 宋友桂

¹¹º¹

(¹兰州大学地理科学系,兰州 730000;º南京师范大学地理科学学院,南京 210097)

摘要 青藏高原主夷平面形成的上限年龄为3.6MaB.P.,临夏盆地新生代湖相沉积同时结束,青藏运动开始,分为A(3.6MaB.P.),B(2.6MaB.P.)和C(1.7MaB.P.)3幕,A幕现代亚洲季风形成,B幕黄土开始堆积,C幕黄河出现;昆黄运动(1.2~0.6MaB.P.)使黄河干流切入青藏高原,大面积山地进入冰冻圈,可能导致中更新世之气候转型;共和运动造成黄河切穿龙羊峡,青海湖孤立,高原达到现代高度。中国三大自然区是高原隆升驱动大气环流改变而导致的中国最高层次的景观分异。本文讨论了8MaB.P.的有限高度隆升及亚洲干旱化的问题,亚洲夏季风22MaB.P.已经开始,是高原隆升及其它因素共同作用的结果,为亚洲古季风阶段。3.6MaB.P.才是现代亚洲季风真正开始的时期,可能北半球进入冰期也与此有密切关系。

主题词 新生代晚期 青藏高原 构造隆升 环境变化

1 前言

早在20世纪50年代由竺可桢先生领导的全国自然区划工作过程中就发现中国存在着3个大的自然区域,即东部季风区、西北干旱区和青藏高原高寒区,任何区划都脱不了这一框架。但是,这种大的区域分异因何而来,则不甚明了。经过几十年的努力,现在基本清楚,在诸多原因中青藏高原的隆升是造成这种巨大分异的主要原因。但是,青藏高原何时隆起,高度变化历史,整体隆升中的区域差异以及相邻其它地区的彼此关系是必须明确的问题。这些问题不能解决,亦将阻碍对高原隆起及其环境影响的进一步认识,因而成为研究热点,意见分歧很大。例如,关于强烈隆起开始的时间,本文作者主张年代很新、最强的隆升发生于3.6MaB.P.,多数西方学者则认为主要发生于8MaB.P.。近来

[7~11]

的发展趋势有相互接近的苗头,关于季风形成时间虽然差异很大,但也有逐步趋近

[1,10,11]

[1~3]

[4~6]

的表现。总之,随着资料的积累和研究的深入,问题将逐步得到解决。

第一作者简介:李吉均 男 68岁 教授、中国科学院院士 地貌学与冰川学专业 E-mail:lijj@lzu.edu.cn *国家重点基础研究发展规划项目(批准号:G1998040809和G1998040815)和国家自然科学基金(批准号:49731010)资助重点项目

2001-05-02收稿,2001-06-29收修改稿

382第 四 纪 研 究 2001年

2 关于青藏高原隆起时间问题

19年,施雅风和刘东生根据在希夏邦马峰北坡上新世野博康加勒地层中发现的高

[12]

山栎等植物化石,首次推测上新世以来喜马拉雅山已上升3000m。徐仁根据青藏高原多处发现的古植物化石,认为碰撞以来始新世是温暖的低地环境,以后逐步升高是一

[13]

个连续的过程。20世纪70年代大规模的青藏高原综合科学考察中进一步搜集到大量证据,提出了三期隆升两次夷平,最强烈的隆升发生在上新世末第四纪初的观点,并把第四纪高原隆升划分为3个阶段。这种观点曾被许多人接受,甚至国外教科书中也

[17]

曾比较详细地介绍了中国学者的观点。与此同时S.Manabe等所作的数值模拟试验揭示,青藏高原的存在与否直接影响到南亚夏季风的有无。这样,便把高原隆升与季风起源联系起来,为过去全球变化开辟了新的研究思路。我们深感过去测年手段的欠缺和古环境变化代用指标的相对性,力求找到比较准确的测年方法和提取比较可靠的高原隆升的信息。在诸多途径中,我们把高原周边与内部的沉积盆地和成层地貌(夷平面、剥蚀面及阶地等)作为主要研究对象。因为隆升主要指高原大面积地区的隆升,个别岩体、山峰以至断层的抬升都仅只是点,而以夷平面为主的各种地貌面的分布范围广泛,高度相对稳定,为计算隆升的时间和幅度提供了相对可靠的根据。沉积盆地所赋存的沉积地层则是相邻山地与高原隆升及剥蚀的天然记录,具有时间连续和环境变化信息丰富的特点。简言之,我们主要依靠地貌学和沉积学的方法,据此建立高原隆升的时间序列并恢复其高度变化的历史。

2.1 兰州黄河阶地与祁连山东段阶地

兰州地区黄河阶地的研究首先取得突破,早年陈梦熊、黄汲清和徐叔鹰等都对兰州黄河阶地进行过研究,但苦于无测年手段,仅只大体给出相对的时间序列,甚至阶地级数也未弄清。由于地处黄土高原的兰州黄河各级阶地均有不同厚度的黄土覆盖,这给阶地测年带来便利。经过反复工作,查清黄河兰州段共有7级阶地,其形成年代分别是1.7MaB.P.(T7),1.5MaB.P.(T6),1.2MaB.P.(T5),0.6MaB.P.(T4),0.15MaB.P.(T3),0.06MaB.P.(T2)和0.01MaB.P.(T1)

[21~23]

[18]

[19]

[20]

[14,15]

[16]

。黄河最高的第7级阶地以上出现一

级被厚薄不一的山麓洪积相砾石层覆盖的山足剥蚀面,其上覆黄土最厚可达300m,一般不超过200m,经古地磁测年底部达到奥杜威极性亚时,砾石层中所含石膏的裂变径迹测年值为1.86MaB.P.。这一级剥蚀面在兰州盆地分布很广,并一直延伸到祁连山麓,是黄河起源以前最新的剥蚀面。这级剥蚀面一般低于周围的主夷平面约800~1000m,虽然是青藏高原隆升较早期的产物,但其年龄不可能代表青藏高原隆升的开始。从地貌学理论考虑,只有主夷平面才能代表高原隆升的起点,剥蚀面和各级黄河阶地的形成指示了其后高原隆升的主要事件。

与兰州地区相对应,祁连山东段北麓也发育着典型的层状地貌面。主夷平面海拔3200m左右,剥蚀面海拔2500~2700m,之下为至少5级河流阶地。剥蚀面和各级河流

14

阶地上堆积了不同厚度的黄土,为地形面定年提供了条件。根据最近的古地磁、TL、C测年结果和黄土-古土壤序列研究,剥蚀面的年代为1.4MaB.P.,大致与兰州的T6阶地[24]

5期 李吉均等:新生代晚期青藏高原强烈隆起及其对周边环境的影响383

年代一致;5级阶地的年代分别为0.8MaB.P.(T5),0.42MaB.P.(T4),0.25MaB.P.(T3),0.15MaB.P.(T2)和0.01MaB.P.(T1),除记录了兰州地区主要的阶地外,还发现了一些新的阶地,指示了祁连山东段第四纪期间的强烈隆升2.2 临夏盆地青藏运动

临夏盆地位于甘南高原的北侧,属于西秦岭的山前拗陷,新生代地层发育,盆地本身被黄河及其支流大夏河切穿,因此是研究青藏高原隆升地层证据的理想地方。这里新生代脊椎动物化石十分丰富,富于研究潜力。研究结果说明,临夏盆地自29MaB.P.以来的沉积是基本连续的,3.6MaB.P.以前主要是河-湖相泥岩和砂质泥岩并夹少量砂砾层,是一种低能环境的沉积,反映构造稳定及地形起伏很小。仅只是自3.6MaB.P.以后出现巨厚的砾岩,砾石巨大,磨圆度很高,并夹有一定数量的泥石流沉积。该砾岩被命名为积石

[26]

组砾石层,它切过了经褶皱变形的此前的新生代红层,因而代表了一次真正的剧烈构造运动。积石组砾岩跨越时段为3.6~2.6MaB.P.,沉积结束后经历一次构造运动,在砾岩拗折低下之处形成新的湖盆,沉积东山组湖相层。此湖相层含三门马化石,顶界超出奥

[26]

杜威极性亚时,故沉积时段约为2.4~1.7MaB.P.。湖相层结束后再次发生构造变动,

[3,23]

大夏河最高阶地砾石层出现,代表临夏盆地被大夏河切穿并注入黄河,黄河终于成为泱泱大川。从临夏盆地的发育史可以看出,3.6MaB.P.之前是一个湖盆发育的低地环境,代表夷平面形成的时期,临夏盆地的红色地层经康乐和冶力关一直延入甘南高原,并与美武高原主夷平面相衔接,充分说明是该夷平面的相关沉积。目前美武高原及毗邻红层海拔3600m,临夏盆地红层高度则不超过2600m,是西秦岭的前沿边界断层的活动把原来相通的湖相地层断开了1000m。地形高差加剧及高原地形的出现,导致新一轮侵蚀循环的开始,黄河这样的巨型水系才因此出现。因此,我们把3.6~1.7MaB.P.期间发生的构

[1~3]

造运动叫青藏运动,并分为A(3.6MaB.P.),B(2.6MaB.P.)和C(1.7MaB.P.)3幕。2.3 昆黄运动

1.7MaB.P.黄河出现,但只有在1.2MaB.P.黄河干流才开始向上游切穿积石峡,

[21]

0.6MaB.P.又切穿李家峡,因此把这段时间的隆升叫黄河运动。崔之久等在昆仑山研究高原隆升时,发现1.1MaB.P.昆仑古湖开始消退而以发生在0.7~0.6MaB.P.的剧烈运动形成新的拉分盆地结束,起初拟命名昆仑运动,但因该名已用于别处,故统一称之为

[27]

昆仑-黄河运动(简称昆黄运动)。昆仑山大断层0.7MaB.P.以来左旋走滑达30km,

[28]

垂直断距超过1000m,整个昆仑山经过这次运动才成为海拔高峻的大山,故昆黄运动是意义重大的一次构造运动。黄河经过1.2~0.6MaB.P.的昆黄运动干流溯源侵蚀进入青藏高原,/黄河发源积石0就现代意义说应当指的就是这一事件。以积石峡以上的循化盆地与兰州盆地的黄河同年龄阶地相比较,兰州的T5阶地高出黄河210m,但循化同

[28]

年龄阶地则高达900m。这意味着0.6MaB.P.以来循化段黄河比兰州附近多下切700m,并代表青藏高原比兰州盆地相对隆升至少这样多。2.4 共和运动

晚更新世青藏高原再次经历了强烈隆升,青海共和盆地的共和组湖相层从2.6MaB.P.

[22]

[25]

。

384第 四 纪 研 究 2001年

开始堆积,应当是青藏运动B幕的产物,与临夏盆地的东山古湖具有同样的起始年龄,但只有在0.15MaB.P.发生的共和运动之后湖泊才被切穿注入黄河。共和运动使日月山隆起,青海湖与共和盆地隔绝,生成倒淌河。十多万年以来黄河切穿龙羊峡达800m,形成深

[21]

邃峡谷。故共和运动的强度亦不可忽视。整个青藏高原正是经过共和运动才达到现代高度的

[1]

。

3 关于青藏高原隆升高度问题

青藏高原隆升高度是一个较之隆起时间更难的问题,从20世纪60年代发现高山栎植物化石以来,古生态学是一个常用的方法。但是,地质时期古气候也是一个变数,而孢粉本身的解释也存在困难。因此,古生态学的方法也仅能供参考,特别是据此作定量计算是不可靠的。在诸多选择中,我们把夷平面列为优先对象。夷平面是地貌长期发育的最终地形,受海平面控制,不仅是跨流域的,其范围可以在整个伸延,甚至可以作洲际对比。以全球洋面为基准的夷平面理所当然地应当具有上述性质。夷平面是各种外营力联合或先后作用的结果,起源相当复杂。但当夷平面最终形成时,由于海拔很低,起伏很小,地面物质移动很慢,风化作用将长期就地持续下去,形成各种类型的风化壳,地面常形成硬壳

[29]

。自地貌学创始人W.M.Davis(1850~1934)提出侵蚀循环和准平原的理论以来,

夷平面研究虽然历经波折,但总是不断兴起新的研究热情,原因不是别的,因为它客观存在。特别是在青藏高原隆起的研究中,如果我们确实认定了夷平面,并能给以准确定年,则隆升的起点和高度计算也就迎刃而解。在青藏高原的很多地方都报道过夷平面的存在,但观点很不相同,有主张一级的,有主张多级的。这样的分歧不难处理,因为夷平面即使是多级的,最低的一级必须是最广泛和最年青的。研究青藏高原隆升,只须聚焦到这一

[1]

级夷平面就够了。这就是近年来文献中常说的主夷平面,过去文献中常有高原面的提法,大体意义相当。主夷平面的特征是分布最广,可以连续追踪,宽敞平坦(图版Ñ),高度比较稳定,西高东低,从高原西北部的5500m以上降到东部的3500~4000m,表面不同程度有风化壳保存。一般在主夷平面上还有一级山顶面,是过去侵蚀循环的遗存,保留面积较小。兰州地区在主夷平面和黄河阶地系列(图版Ò照片1)之间还存在一级山足剥蚀面(陈梦熊早年所指的甘肃期准平原

[18]

应当就是这一级剥蚀面),上覆黄土底界达

[23,24]

1.8MaB.P.,说明该剥蚀面形成于1.8MaB.P.以前。它的存在说明青藏高原已经隆升,因而在山麓形成山足剥蚀面(又叫麓原面)并有同期扇形地砾石层形成。在兰州附近高出山足剥蚀面的是真正的夷平面,黄汲清当年称呼的哈拉古准平原

[19]

以及青藏高原东

北部的美武高原(见图版Ñ图2)就是保存最好的两大片。它们高出山麓剥蚀面约800~1000m,根据前述美武高原与临夏群红层是相互衔接的,红层分布最高的高度也是美武高原的高度(3600m),故是典型的相关沉积。以临夏群结束时间为该夷平面年代是有理由的,故美武高原隆起时间或解体时间也是3.6MaB.P.

[3]

。这是用相关沉积法确定的最成

功的一处夷平面年龄。此外,在青藏高原的东部芒康海拔4400m的分水岭夷平面上覆玄武岩(图1)测得K-Ar年龄为3.4MaB.P.和3.8MaB.P.,应当是夷平面因青藏运动A幕发生沿裂隙喷发的玄武岩,是夷平面解体变形的标志,也为夷平面的最终形成年龄作了肯定。我们还对昆仑山地区的夷平面进行了研究,那里主夷平面削平的最新火山岩的K-Ar5期 李吉均等:新生代晚期青藏高原强烈隆起及其对周边环境的影响385

年龄为7MaB.P.,并被形成于约3.6MaB.P.的昆仑山垭口断陷盆地所错断,也说明主夷平面形成于7~3.6MaB.P.。崔之久等对主夷平面上灰岩溶洞的钙华所做的大量裂变径迹测年说明,岩溶活动从15MaB.P.延至7MaB.P.,此后因气候变干而停止活动。这说明主夷平面主体形成于中新世中晚期,上新世早中期已处于低平状态。主夷平面上常有红色风化壳残留,硅铝率一般为2左右,也时有突岩、叠石保存。这些都说明主夷平面是形成于热带或亚热带低平而温暖的环境中。最近,通过祁连山前现代洪积扇砾石的统计建立了砾石粒径-高原高度模型,然后反演过去高原的高度是一个十分有意义的尝试,应用于玉门老君庙剖面得出祁连山主夷平面在约3.1MaB.P.之前高度低于1000m,之后急剧上升

[31]

[31]

[30]

。因此,青藏高原在3.6MaB.P.之前存在一个分布广泛的主夷平面是确

定的事实,尽管这级主夷平面在构造敏感地区(如山峰地带)可能在7~8MaB.P.就开始一定程度的上升,但广大其它地区继续夷平面的发育直至3.6MaB.P.前后。尽管还需要大量的工作来进一步研究夷平面,但高原最近一次的强烈隆升应以最晚夷平面发育的上限年龄3.6MaB.P.为起点。研究主夷平面的变形是研究新构造运动的最直观的方法,计算机三维成图(见图版Ñ)能很好地表现夷平面的变形和展布状态。

图1 沿30bN的地形剖面及其所表明的芒康地区主夷平面特征

1.玄武岩(3.4MaB.P.和3.8MaB.P.) 2.侏罗-白垩纪砂岩 3.含各期玄武岩碎屑的山麓砾石层

Fig.1 Landformprofilealong30bNlatitudeandageofmainsurfaceinMangkangregion,Xizang

以上论述说明3.6MaB.P.以前青藏高原的主体十分低下,但作为回春性隆起的各大山脉仍然存在,虽然高度并不雄伟。此中喜马拉雅山应当别论。它的强烈隆起始于22MaB.P.前后

[4]

。由于主断层、主边界断层和主前沿断层等的相继活动,印度板块

前沿作薄片状破裂堆砌起来,地形上表现为山体持续向南扩大。没有理由认为喜马拉雅山在新生代晚期曾形成统一的夷平面。根据我们的实地观察,Potwar高原是一级相当于/甘肃期准平源0的山麓剥蚀面,据D.W.Burbank等研究形成于2.1~1.9MaB.P.之间,

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[32]

速度十分惊人,然后才是印度河及其支流Soan河的下切并形成阶地系列。这说明印

度河至少在Potwar高原是晚于1.9MaB.P.之后形成的。这一点与黄河兰州段十分相似。但是,在Potwar高原之北的Murree山北坡有多级剥蚀面存在,显然是按山麓梯地的原理形成的,代表喜马拉雅山22MaB.P.以来的多次隆升。但是,3.6MaB.P.青藏高原的强烈隆升在喜马拉雅山也是明白无误的。克什米尔的卡列瓦系下部砾岩起始于约4MaB.P.

[32]

,代表喜马拉雅山的强烈隆升,而人们早就知道的西瓦利克系虽然是山前凹

陷沉积,反映喜马拉雅山的同期上升历史,但也只有在二三百万年以后才出现/巨砾岩时

[33]

期0,在尼泊尔境内砾岩从2.5MaB.P.开始堆积,它与喜马拉雅山北坡的贡巴砾岩是同时期的产物,记录了喜马拉雅山最新的强烈隆升。

关于青藏高原隆升的高度还有些因素可以对特定时段高度的确定提供重要根

[34]36

据。如迄今发现的青藏高原的最老冰碛不早于0.7MaB.P.,古里雅冰帽底部Cl测年为0.73MaB.P.

[35]

,高原含冰川砂的黄土开始于0.8MaB.P.,它是高原进入冰冻圈和爬

[36,37]

越高原的下层西风环流发生绕流后的产物,这说明0.8MaB.P.以前青藏高原并不很

高,只是昆黄运动才把多数山地推到冰冻圈中,发生大规模的冰川作用。据施雅风等研究,青藏高原要发生较大规模的冰川作用,平均高度应达3000m,山地应在4000m以上

[34]

,这是很合理的计算。大气环流理论分析表明,青藏高原地区爬越高原的气流被迫

[38]

绕流的临界高度也是约3000m。J.E.Kutzbach等的数值模拟也很有意义,他们认为

高原只要达到半山的高度(模型中设定约为1500m)即足以激发季风,形成稳定的西伯利

[39]

亚-蒙古高压。按此推算,黄土于2.6MaB.P.开始堆积,这就要求2.6MaB.P.高原达到平均1500m的高度。正是基于夷平面(3.6MaB.P.)、黄土开始堆积(2.6MaB.P.)以及青藏高原进入冰冻圈(0.8MaB.P.)等因素的考虑,我们提出高原分别在上述时段达到

[1,3]

1000m,1500m和3000m的数字。当然不能认为这是十分准确的,而且,高原的各部分差异很大,这些都有待于今后发展更好的方法,取得更多而可靠的资料才能进一步精确化。

4 关于青藏高原的隆起对周边地区的影响

前面我们集中讨论了青藏高原3.6MaB.P.以来的隆升问题,其实新生代印度板块与亚洲板块碰撞以来隆升是多次发生的,而且影响范围不同。始新世的首次碰撞使冈底斯山隆起形成大片熔岩流,具有岛弧性质的冈底斯山南麓形成磨拉石沉积,藏北红层仍然很细,含大量石膏,说明高原隆升幅度和范围均很小,未能打破纬向分布的行星风系。当时喜马拉雅山并未隆起,故此期隆起几乎没有大的意义。23MaB.P.以后发生的以主断层强烈活动和以花岗岩侵入为标志的喜马拉雅运动第2幕十分强烈,喜马拉雅山崛起,

[1,3]

遍布青藏高原的古近纪夷平面解体隆升,初步计算可能达到2000m的隆升幅度,配合中亚副特提斯海(东端进入塔里木盆地西部)的大规模撤退以及南中国海的大扩张,亚欧超级与大洋的对立激发了亚洲古季风的出现。临夏盆地22~17MaB.P.气候变得湿

[40,41][42]

润温暖,湖泊扩展,森林植被很好,这是亚洲古季风盛行的标志。但是,发生在大洋中的事件和发生在上的事件在推动亚洲古季风的形成中究竟何者占了主导地位不得而知,需进一步研究。我们说它是亚洲古季风阶段指的是没有现代意义的冬季风,也即[1]

5期 李吉均等:新生代晚期青藏高原强烈隆起及其对周边环境的影响387

不存在西伯利亚-蒙古高压。安芷生等最近也承认,只有到了3.6MaB.P.以后冬季风才兴起并在2.6MaB.P.以后大大强化,并把它归结为3.6MaB.P.青藏高原最新的一次强烈隆升等

[10]

。由此看来,中外学者的研究终于找到了汇合点。所不同的是我们认为亚洲夏季

[42]

风的出现比8MaB.P.要早得多,至少从22MaB.P.即开始。这是刘东生等

[43]

、施雅风

和金性春等

[44]

早就指出的。关于8MaB.P.亚洲及全球的干旱化与青藏高原隆升的

关系是一个很有挑战性的问题。临夏盆地孢粉和湖泊地球化学分析表明,8MaB.P.的干旱化十分明显,但这是一种全球性的现象,北太平洋粉尘记录也出现8MaB.P.前后[11]

有近百万年的高粉尘通量时期,粉尘无疑也来自亚洲内陆同纬度的干旱区。临夏盆地风成石英砂在红层中含量也在8MaB.P.猛增

[45]

[40,41]

。陕北高原红粘土(即过去文献中常称的

[46]

三趾马红土)风成起源现已确认,而且年龄越做越老,达到8.1MaB.P.。但是,红粘土

8MaB.P.开始出现能代表亚洲季风的始现期或甚至青藏高原的强烈隆升吗?既然东亚夏季风22MaB.P.即已开始,8MaB.P.充其量只是强化而已。至于8MaB.P.青藏高原是否强烈隆起的问题早已引起本文作者的高度重视。固然,临夏盆地确实没有8MaB.P.高原强烈隆升的信息,但这也许是局部现象。因此,当我们90年代末在酒西盆地开展新生代沉积地层和环境变化历史的研究时就十分注意。结果发现,玉门砾岩沉积的起始年代为3.66MaB.P.,与下伏的牛胳套组之间有一个大的不整合和沉积间断,缺失5~3.7MaB.P.的地层,意味着发生了巨大的构造运动及随之而来的侵蚀,这就是前述的青藏运动A幕。与临夏盆地不同的是,下伏牛胳套组含大量砾石层,从沉积相来说8.2MaB.P.开始从浅湖变成水下三角洲,6.5MaB.P.后转为洪积扇砾石沉积,代表山地上升在8.2MaB.P.即已开始,6.5MaB.P.后山地明显升高。其实,孢粉分析说明在11~8.7MaB.P.之间是一个以柏树为主的森林时期,8.7MaB.P.之后草本植物成主要成分,代表干旱化开始。根据这些资料,说明祁连山西段8MaB.P.已开始有隆升,比临夏盆地要早,但并不是强烈隆升。这一现象在六盘山也有响应,鄂尔多斯夷平面断开,六盘山开始上升

[44]

2)

1)

1)

。看来,8MaB.P.的隆升是存在的,但绝对不能与3.6MaB.P.的相提并论。

最近对六盘山以东朝那红粘土剖面所作的粒度分析表明,8.1MaB.P.以来粒度变化与深海氧同位素变化在4.3MaB.P.之前相关性很差,无法对比,4.3~3.5MaB.P.略有相关,可视为过渡期,只是到3.5MaB.P.之后相关性才显著提高,而2.6MaB.P.之后连细节都能吻合(图2)。既然承认亚洲冬季风与青藏高原隆起有关,则作为冬季风指标的粒度变化与北半球冰量变化的同步性从3.3MaB.P.开始正好说明高原在3.6MaB.P.前后强烈隆升才是全球气候变化的最强烈的信号。近来贝加尔湖钻探计划在湖心位置获得了12MaB.P.的粒度记录,并用粒度增大代表温暖时期,粒度减小代表寒冷时期。在8.5~8.8MaB.P.发生粒度的转折,K.Kashiwaya等认为是这时喜马拉雅山-青藏高原隆升诱发印度季风的显示

[9]

;在5.5~6.2MaB.P.的回暖期是与临夏盆地孢粉记录一致的;在

[9]

4MaB.P.以后粒度出现了频繁的大幅度变化,这必然是与北半球进入冰期相关的。需

要注意的是,在12MaB.P.以来全球变冷、总体粒度减小的趋势下,4~1.2MaB.P.是明显

1)方小敏,赵志军,李吉均等.祁连山北缘酒西盆地晚新生代磁性地层与高原隆升.20012)马玉贞分析388第 四 纪 研 究 2001年

的粒度高值时期,因此,粒度变化似并不单纯受控于冷暖变化,而必然同时受到上新世晚期以来贝加尔断陷带构造运动增强和地形反差增大的影响。P.Tapponnier等早就提出印度板块挤压的远程效应远至贝加尔湖拗陷带,因此,贝加尔湖记录中对上新世晚期以来的构造响应更加明显。过分强调8MaB.P.的高原隆升对气候变化的影响是不妥当的。另外,最近对青藏高原东缘龙门山山前地带的地貌和新构造运动研究也说明,大邑砾岩的ESR年龄为2.6~2.2MaB.P.,基本与玉门砾岩相当,说明龙门山的强烈上升也应发生在3.6MaB.P.前后。更有甚者,部分大邑砾岩还被主要由二叠纪灰岩组成的巨大推覆体(飞来峰)所推掩覆盖(图版Ò照片2和图3),说明2.2MaB.P.之后构造运动也极为强烈,这些都是龙门山在青藏运动期间(3.6~1.7MaB.P.)强烈活动的具体表现(见图3)。

[47]

图2 朝那红粘土剖面粒度气候记录(a)及其与深海氧同位素气候记录(b)的对比

Fig.2 ComparisonbetweenrecordofgrainsizeinChaonasection(a)and

oxygenisotopicrecordindeepsea(b)

图3 龙门山前构造与地貌关系略图

1.古生代变质岩 2.彭灌杂岩 3.二叠纪灰岩 4.三叠纪砂岩和泥岩 5.侏罗-白垩纪泥岩和砂岩

6.大邑砾岩(2.66MaB.P.) 7.早、中更新世砾石层 8.全新世砂砾岩

Fig.3 RelationshipbetweenstructureandlandformsatfrontofLongmenMountains

值得注意的是,M.A.Cane和P.Molnar目前也对3~4MaB.P.之间发生在印度尼西5期 李吉均等:新生代晚期青藏高原强烈隆起及其对周边环境的影响3

亚多岛海的事件给予极大关注,认为正是新几内亚在5MaB.P.之前开始的向北移动导致印度尼西亚海道的关闭,从而使赤道太平洋的暖水不能流入印度洋,印度洋表层海水温度降低2b~3b,这就导致东非的干旱化,古猿从树林进入草原变成直立猿人,他们甚至认为,暖水改道北上使北太平洋增温,导致热带大气向高纬的热量输送减少,从而诱发北半球高纬区在2.75MaB.P.进入冰期。看来,无论在陆地或海洋目前都兴起了关注3.6MaB.P.发生的岩石圈变动引发大气和海洋环流大调整进而推动全球气候巨变的高度热情,必将推动全球变化的研究向更深的层次发展。北大西洋一统天下的观点正在被动摇,亚太地区受到更大的关注,这对科学来说只能是好事。

最后还值得一提的是,1.2~0.6MaB.P.发生的昆黄运动使高原进入冰冻圈

[1,3]

[8]

,必

将通过大量失热使北半球高纬高山在0.9MaB.P.前后冰川大面积扩张,0.1Ma周期开始在全球成为主导周期,这种反馈机制也应进一步研究。

参 考 文 献

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LATECENOZOICINTENSIVEUPLIFTOFQINGHAI-XIZANGPLATEAUANDITSIMPACTSONENVIRONMENTSIN

SURROUNDINGAREA

LiJijun

¹º

FangXiaomin PanBaotian ZhaoZhijun SongYougui

(¹DepartmentofGeography,LanzhouUniversity,Lanzhou730000;ºCollegeofGeographyScience,NanjingNormalUniversity,Nanjing210097)

¹¹º¹

Abstract

StudiesontheuplifttimingofQingha-iXizangPlateauandlongtermclimaticrecordsinandaroundthePlateauholdthekeytounderstandthemechanismsofcontinentalcollision-mountainbuildinganditscouplingwithorimpactsonregionalandglobalclimaticchanges(e.g.,theformationandevolutionoftheAsianmonsoon,dryingoftheAsia,globalcooling,periodicityandmagnitudeofclimaticchange)inPleistocene.Thestratifiedlandforms(pla-nationsurfaces,pedimentandriverterraces)andtherelatedbasinsedimentsrecordedthewholehistoriesofPlateauupliftanditsaccompaniedclimaticchanges.TheselandformsandbasinsedimentsinandalongthemarginsoftheQingha-iXizangPlateauhavebeenrecentlydatedintensivelybymethodsofpaleomagnetism,fissiontrack,K-Ar,TLand

14

C,showing

thatthemainsurfaceonQingha-iXizangPlateauwasendedat3.6MaB.P.accompaniedwiththecessationoftheCenozoiclacustrinedeposits,andsuggestingthecommencementofQingha-iXizanguplift.Thismovementmanifestsitselfasthreephases:A,BandC,atagesofabout3.6MaB.P.,2.6MaB.P.and1.7MaB.P.,respectively,andaccompaniedaccordinglywiththeformationofpresent-likeAsianmonsoon,thebeginningofChineseloessandappear-anceoftheHuangheRiver.TheKunhuang(Kunlun-Huanghe)Movement(1.2~0.6MaB.P.)causedtheHuangheRivertocutbackintoQingha-iXizangPlateauandraisedmostofmountainsintogeocryospherewhichmayleadtotheMid-Pleistoceneclimaticshift.TheGongheMovement(~0.15MaB.P.)hascausedtheHuangheRivertocutthroughtheLongyangGorge,isolatedtheQinghaiLakeandraisedthePlateautoitspresentheight.ItistheupliftofQingha-iXizangPlateauthathascausedthechangeoftheatmospherecirculationsystemthatleadtothehighestlevelofdifferentiationoftheChineselandscape,resultingintheestablishmentofthemodernthreelargephysiographicalregionsinChina.Thepaperhasdealtalsowiththesomeextentupliftatabout8MaB.P.andAsiandrying.Thecomingev-idenceshowsthattheEastAsiansummermonsooninitiatedatabout22MaB.P.,triggeredbyacombinationofQingha-iXizangupliftandotherfactors.Wecallthispaleo-Asianmon-soon.Present-likeAsianmonsoonbeganat3.6MaB.P.andisprobablyrelatedcloselytotheonsetoftheNorthernHemisphereglaciation.

Keywords lateCenozoic,Qingha-iXizangPlateau,tectonicuplift,environmentalchange