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学科主题: 地球科学::地质学
题名: 青藏高原北部新生代古高度变化研究
作者: 许强
答辩日期: 2010-06-09
导师: 丁林
专业: 构造地质学
授予单位: 中国科学院研究生院
授予地点: 北京
学位: 博士
关键词: 古高度 ; 碳氧同位素 ; 珐琅质 ; 古土壤 ; 青藏高原北部
摘要: 青藏高原是地球上海拔最高的高原,是国际地学界公认的研究大陆动力学的实验室。青藏高原新生代高程变化是对大陆碰撞的敏感响应,因而可以有效约束高原的隆升机制;同时高度变化也敏感地影响着河流、冰川、降水等地貌过程的演变甚至主导着亚洲乃至全球新生代气候环境系统的变化。 本文以定量估算青藏高原北部新生代以来的古高度变化历史为研究重点。首先建立了现今青藏高原南北河水氧同位素与高度的变化关系以及食草动物珐琅质碳氧同位素分别对植被和地表水的响应关系,为重建新生代青藏高原地区,尤其是北部古高度变化提供定量估算方法基础。利用羌塘和可可西里地区地区新生代地层中泥岩碳氧同位素重建羌塘和可可西里两大块体新生代的隆升过程,并探讨其隆升的动力学机制及其在区域及全球环境变化中的作用。 以中央分水岭山脉为界,现代青藏高原南北河水氧同位素由于水汽来源和水汽循环方式不同而存在显著差异。受海洋性气团影响的藏南地区河水亏损氧同位素,δ18Ow平均值为-15.6‰,而受大陆性气团影响的藏北地区河水受蒸发富集影响而显示高值,δ18Ow平均值为-8.6‰;分别建立藏南和藏北地区河水氧同位素与高度的经验关系,其平均氧同位素随高度的变化率分别为-0.24‰/100m,和-0.15‰/100m。这为青藏高原古高度研究工作的开展提供了一种可行的定量计算方法。 拉萨地块和羌塘地块南部珐琅质δ13Ce(PDB)为-11.3±1.1‰,羌塘北部和可可西里地区珐琅质δ13Ce(PDB)为-10.2±1.4‰,与高原以C3植被为主的植被碳同位素(-25.5‰)富集14.8‰,表明珐琅质碳同位素能准确反映青藏高原地区的主要植被特征,为古植被和古环境的重建提供了基础。珐琅质δ18Oe(PDB)值从南到北逐渐升高,与河水氧同位素具有一致的变化趋势,因而珐琅质氧同位素可反映当地地表水氧同位素组成,从而分别建立青藏高原地区南北食草动物珐琅质氧同位素值获得当地地表水氧同位素值,为利用食草动物化石氧同位素重建青藏高原古高度提供了依据。 利用羌塘和可可西里等新生代盆地中开放体系中沉积的泥岩碳氧同位素,通过现代氧同位素与高度的关系重建青藏高原北部新生代古高度变化历史。 康托组合唢呐湖泥岩氧同位素预测的古高度表明,羌塘地区的50~42Ma的古高度最低为4000m,平均高度为4700~4900m左右。沉积特征和碳同位素指示的古植被特征表明当时为以C3植被为主的干旱温凉环境,而50~42Ma全球却为炎热环境,支持羌塘地区始新世已经为高海拔地区。野外观测的紫红色砾岩和膏岩的岩石组合的也证实了干湿交替的古环境。因此,羌塘地区现今的干冷、高海拔的环境和地形特征在50~42Ma前可能就已经建立起来。 对可可西里中新世泥岩氧同位素的研究结果表明,可可西里在~13Ma左右的古高度在4210~4790之间,预测最大高度在5300m左右,与现今可可西里盆地的高度基本相当。结合风火山群碳酸盐氧同位素结果,揭示可可西里地区始新世时的古高度大于2900m,从始新世到中中新世,可可西里地区的海拔高度上升了1000-1500m,并达到现有高度。 本文证明羌塘地块和可可西里地块在始新世时期和中中新世时期已经分别隆升到4000m以上,与始新世和中新世全球的降温时间已经亚洲北部区域的干旱化等重大环境变化在时间和空间上有着密切的耦合关系,但仍然需要进一步的工作。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://ir.itpcas.ac.cn/handle/131C11/1337
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许强.青藏高原北部新生代古高度变化研究[博士].北京.中国科学院研究生院.2010
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