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    我国学者与海外合作者在中央谷地隆升和青藏高原形成方面取得进展

    日期 2022-02-16   来源:地球科学部   作者:郑袁明 初航 任建国 李海龙  【 】   【打印】   【关闭

    图 青藏高原中央谷地3800-2900万年前隆升和消亡过程

    A. 5000-3800万年前:青藏高原呈现为“两山夹一盆”的地貌特征,即高海拔的冈底斯山脉和中央分水岭山脉之间夹着低海拔的中央谷地。中央谷地气候温暖湿润,降水由西风和季风共同主导,亚热带动植物繁盛,是高原内部的“香格里拉”

    B. 3800-2900万年前:中央谷地快速隆升为大于4000 m的高原,地表温度下降,降水减少,且降水主要受季风控制,高山草甸为主要地表植被

      在国家自然科学基金基础科学中心项目(批准号:41988101)等的资助下,中国科学院青藏高原研究所丁林院士团队与外国学者合作,通过开展构造地质演化、岩石圈深部动力学过程、古温度、古植被分析和古气候模拟等多领域、多手段的综合研究,打通圈层隔离和科学界线,定量恢复了青藏高原中央谷地3800—2900万年前的隆升和消亡过程。研究成果以“青藏高原中央谷地古近纪隆升和消亡过程(The rise and demise of the Paleogene Central Tibetan Valley)”为题,于2022年2月9日发表在《科学进展》(Science Advances)上。论文链接:https://science.org/doi/10.1126/sciadv.abj0944。

      印度板块与欧亚板块碰撞后,在早期形成的高大的冈底斯山造山带和中央分水岭造山带之间发育了一个广阔的中央谷地,该谷地的隆起消失即标志着统一高原(Tibet)的形成。由青藏高原深部圈层作用驱动的高原生长过程,是高原地表圈层(大气圈、冰冻圈/水圈、生物圈和人类圈)演化和链式响应的内源驱动力。研究成果表明,雅鲁藏布江缝合线以北从造山带到统一高原的诞生主要发生在晚始新世—早渐新世(3800—2900万年),早于喜马拉雅山(Himalaya)的形成时间,雅鲁藏布江缝合线以南喜马拉雅山脉于中新世早期(2500—1500万年)才达到现在高度。古高度重建过程中,团队实验技术人员经过技术攻关,自主研发碳酸盐团簇同位素测量方法,搭建碳酸盐团簇同位素前处理实验装置,顺利解决了限定古土壤钙质结核形成的温度等难题。通过降水氧同位素模拟等,进一步验证了古高度结果的可靠性。综合区域内古高度、构造活动、岩浆作用等证据,研究认为,中央谷地地表隆升的深部地球动力学机制为俯冲的拉萨地幔拆沉、软流圈物质上涌及上部地壳缩短。从而揭示了中央谷地的隆升和统一高原的形成历史是青藏高原对地表圈层环境巨大影响的肇始(图)。

      该成果在打通高原各圈层演化的时空隧道方面迈出了坚实一步,对青藏高原地球系统科学研究将具有重要的引领示范作用。