青藏高原东北缘尖扎盆地晚中新世沉积物孢粉记录与古环境变化

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青藏高原对亚洲季风演化、内陆干旱环境形成乃至全球气候变化有深刻影响。青藏高原隆升、全球变冷与亚洲季风-干旱气候环境的形成演化关系是近几十年来地球系统科学研究的热点之一。青藏高原东北缘是印度板块和欧亚板块碰撞引起青藏高原东北向隆升生长的最前端,盆地和山脉相间分布,是揭示青藏高原隆升过程及其环境效应的关键区域。区域内众多的盆地充填了巨厚的新生代沉积物,这些沉积物记录了青藏高原隆升、亚洲季风干旱环境形成演化、全球变化及其它们之间的相互关系。作为气候敏感的研究区域,在青藏高原东北缘多个山间盆地已开展了一系列与构造隆升和气候变化相关的研究工作,获得了一批气候环境演化的成果,但关于孢粉反映气候环境的工作还比较少,尤其在高原内部风成沉积里面的孢粉研究资料缺乏亟待丰富。尖扎盆地位于青藏高原东北缘的季风交汇区,盆地堆积了巨厚的新生代沉积物,主要以风尘堆积为主,中间夹杂有河湖相沉积层,并保存有哺乳动物化石,记录了区域气候变化和高原隆升的详细信息,孢粉研究古植被更替可以恢复该区域的古气候环境变化。本文通过对尖扎盆地加让剖面沉积物进行提取孢粉化石颗粒并镜下鉴定分析,获取了晚中新世11.8-5.8 Ma地层沉积中的孢粉组合特征,重建了青藏高原东北缘中新世古环境晚中新世演化过程,获得了以下研究成果:根据加让剖面的孢粉记录及组合特征,大致划分出6个孢粉组合带,不同的组合带基本代表了不同的植被类型,可以大致反演植被演化过程:ZoneⅠ,361-264 m,桦木属-蒿属-藜科;ZoneⅡ,264-198 m,蒿属-藜科-葎草属-毛茛科;ZoneⅢ,198-154 m,蒿属-毛茛科;ZoneⅣ,154-114 m,桦木属-毛茛科-葎草属;ZoneⅤ,114-58 m,栎属-毛茛科;ZoneⅥ,58-0 m,蒿属-葎草属。为进一步详细的说明青藏高原东北缘的古气候变化和海拔变化,本文中运用表土孢粉组合特征与现代气候实测数据建立的函数关系,以及地层内的孢粉种属变化对尖扎盆地的古气候环境参数进行了定量重建,古气候和海拔参数如下:约11.8-8.6 Ma期间,年均温(Tann):-0.5-2.0℃,平均值为0.4℃,年均降水量(Pann):384-499 mm,平均值为412 mm,古海拔(Elev):3029-3537 m,平均值为3352 m;约8.6-7.2 Ma期间,年均降水量和年均温波动明显,年均温在-0.01-2.1℃,平均值为1.0℃,年均降水量417-525 mm,平均值为472 mm,海拔3308-3693 m,平均值为3477 m,约8.6 Ma海拔开始升高,在7.2 Ma左右,年均温开始有降低的趋势。约7.2-5.8 Ma期间,-0.5-1.2℃,平均值为0.3℃,年均降水量398-505 mm,平均值为433 mm,海拔3177-3683 m,平均值为3431 m。根据孢粉组合和定量重建的气候参数的变化,将尖扎盆地的区域气候环境划分为三个大的演化阶段:约11.8-8.6 Ma期间,孢粉特征为桦木属-蒿属-藜科组合,年均温度较高,反映了半冷半干旱的草原-疏林植被环境;约8.6-7.2 Ma期间,孢粉特征为栎属-桦木属组合,较上一阶段降水量增多,反映了相对湿润的森林-草原植被环境;约7.2-5.8 Ma期间,孢粉组合表现为以蒿属和葎草属为主的草本植物居多,年均温和年均降水量都有明显下降,反映了更加冷干的草原环境。东亚季风的形成与演化过程一直是研究热点,高原隆升及全球气候变化事件都是影响季风的重要因素,通过尖扎盆地孢粉定量重建的温度、降水参数和已有的磁化率及红度等气候指标与全球深海氧同位素和区域夏季风记录进行综合对比分析,认为约8.6 Ma尖扎盆地的气候变暖变湿,主要与青藏高原隆升引起的东亚夏季风降水增强有关;在约7.2 Ma之后气候变冷变干环境,可能受高原隆升和全球变冷的共同影响。
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