西宁盆地是青藏高原向东北延伸的“前哨”,也是东亚季风潮湿气候向中亚内陆干旱气候转变的关键地区。盆地上堆积着厚厚的层,几乎连续的以微立下湖相为主的新生代沉积物,含有丰富的哺乳动物化石,特别以中国早期中新世标准动物群——史东生物群而闻名。顶江露台上积着厚厚的层风和灰尘。详细记录了亚洲内陆干旱和东亚季风演变、动植物继承、黄河形成和高原隆升过程等重要信息。因此,自20世纪70年代发现谢加动物群以来,西宁盆地的古生物富士地层学一直备受关注。但是,西宁盆地新生界年代学,特别是谢家东水军化石地层的准确时间尺度尚未达成协议,争议很大,严重阻碍了对上述热点科学问题的深入讨论。
为此,中国科学院青藏高原优秀创新中心、青藏高原研究所方小民课题组联合国内外科学家,对不同研究组进行的剖面地层序列、岩相特征、古地磁测量年份进行了详细的野外验证和分析。从盆地中央选取地层,选择了较为完整、连续的剖面,开展了新的高分辨率古地磁年代学研究。淀粉古生物、地层序列、岩相、磁性地层的综合集成分析、谢加动物群剖面底部新发现火山灰的绝对年代测定结果表明:以下重要认识: (1)其他研究组从盆地不同位置/剖面获得的古地磁极性事件及地层岩相序列均具有较高的相似性和对比性,重新调整和确定盆地新生代约为54毫米(3)发现,将盆地顺风用粉尘红黏土堆积的时间和最高阶地的形成时间限制在约4.8~3.6 Ma之后,黄河上游的最大支流(黄水流域)开始形成。(4)发现盆地新生代各种气候替代指标记录与全球气温变化趋势和事件基本一致,表明全球寒冷可能成为亚洲内陆干旱化的主体,高原隆升和布特蒂斯海后退的影响重叠。(5)西宁盆地经历了从盆地形成到消亡的完整沉积环境演化过程,在祁连山东部新生代经验的三大构造隆起阶段:初期,出现了约54 Ma和中期22.5 Ma的缓慢隆起,晚期17 Ma、8~7 Ma、4.8~3.6 Ma后明显加速的膜式强隆起。这些是关于印度板块的。
在高原东北部系统建立的新生代中,按最完整、持续的高精度年代顺序,为生物地层学、古气候学、地貌学、构造地质学等相关研究奠定了准确的年代学基础。对深入了解青藏高原隆升、干旱-季风系统、生物多样性进化和未来气候变化有重要的促进作用。
这项成果最近发表在《国际地学杂志EARTH-SCIENCE REVIEW》(FANG X M,Fang Y H,Zan J B,et al,Cenozoic magnetostratigraphy
度1青藏高原东北部西宁盆地位置及构造地形图
度2西宁盆地新生代磁性地层综合集成分析
资料来源:中国科学院青藏高原研究所
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