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祁连山东段0.8Ma以来的构造隆升与气候变化

邬光剑  
【摘要】:最近1.0Ma 以来,全球气候经过中更新世气候转型,开始进入周期为100kyr的冰期旋回。这一转型不是经典的Milankovitch 理论所能完全解释的。青藏高原的隆升作为新生代最显著的地质事件之一,对高原自身及其周边地区甚至对全球气候都有强烈的影响。祁连山作为青藏高原和中国西北干旱区的边界,明显地留下了构造隆升的烙印,该区的气候记录也受到了这两大区域的影响。这为探讨构造、气候及二者的关系提供了良好的条件。 沙沟河的阶地系列是祁连山阶段性隆升和向北扩展的直接地貌证据。根据形态特征和成因分析,沙沟河五级阶地主要是构造隆升形成的,可以用阶地形成年代来确定构造隆升历史。根据古地磁、热释光、放射性14C 的测年以及黄土地层序列的对比,这五级阶地分别形成于0.83Ma、0.42Ma、0.25Ma、0.14Ma、0.01Ma。它们反映了祁连山自中更新世以来的5 次强烈隆升事件,发生时间与阶地形成时间相同。这些构造隆升事件与青藏高原其它地区的隆升有良好的对应关系。尽管高原隆升过程中的一致性显著,区域差异也是存在的。 河西走廊东段的黄土堆积开始于约1.4Ma,晚于黄土高原地区,其原因可能是作为沉积基底的稳定的地形面形成较晚。这里位于夏季风的边缘区并临近腾格里沙漠,使得该区黄土具有较高的沉积速率和分辨率,有利于敏感地记录气候变化的细节。而且,这里的黄土位于沙漠?黄土边界带内,可以反映沙漠演化的特征。本文采用粒度、色度作为主要的气候指标,反映了沙沟剖面0.8Ma 以来的气候变化。根据一些年代控制点年龄和粒度年龄模型,建立了沙沟剖面的年代序列,与深海钻孔标准曲线较为吻合。砂粒含量显示,中国北方沙漠至06?0.7Ma 时开始了周期性的大规模扩张,至0.42Ma 时锯齿状的周期更为明显。粒度记录反映了各个冰期中气候逐渐变冷,至末期时成为冰盛期,沙漠范围扩张至极大。然后,突然的终止期(冰消期)使得气候快速进入间冰期。MIS16 阶段,全球冰量最大,青藏高原上发育最大规模的冰川。这两种因素的叠加,使得MIS16 阶段时沙漠极端扩张。沙沟剖面中主导周期为100kyr,与全球冰量周期吻合。地轴倾角周期(41kyr)也较为明显,但岁差周期微弱。这说明在冰期旋回尺度上,沙沟剖面的黄土堆积主要受北半球高纬地区(特别是冰盖)的控制,热带海洋的影响相对较小。频谱分析也证实了亚轨道尺度的气候事件的存在,千年尺度的气候波动贯穿于整


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