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青藏高原东北部西宁盆地中始新世—渐新世沉积物颜
色与气候变化
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徐丽
1
,苗运法
2
,方小敏
2, 1
,宋春晖
1
,夏维民
1
,闫晓丽
1
,韩文霞
1
,
张启波
1
,陈传飞
1
,戴霜
1
1 兰州大学西部环境教育部重点实验室&资源环境学院,兰州(730000)
2中国科学院青藏高原研究所盆地与资源环境研究中心,北京(100085)
E-mail:xul2005@lzu.cn
摘 要:始新世—渐新世是古近纪气候变化中最为显著的时期。通过对西宁盆地 42.5~26Ma
时段沉积物颜色指标的详细分析,发现颜色参数 L*、a*、b*曲线明显以 32.8Ma 为界分为上
下两段,其中 L*值在下段(42.5~32.8Ma)波动剧烈并呈缓慢降低趋势,至 32.8Ma 左右大
幅度降低,此后(32.8~26Ma)波动变小、稍有回升。a*、b*值则与 L*值变化趋势相反,在
下段(42.5~32.8Ma)呈逐渐增大趋势,剧烈波动,在 32.8Ma 左右时突然大幅度升高,至上
段波动变小。结合西宁盆地孢粉、有机质及 CaCO
3
含量变化的特征分析,揭示本区域在
32.8Ma 时气候可能发生大幅度的降温事件(对应于海洋记录所揭示的 Oi-1 事件),此事件
之前气候干旱程度相对较弱、氧化作用逐渐增强、气候波动剧烈。在 Oi-1 事件之后大陆性
干旱程度增强、氧化强烈、气候波动幅度较小。这是在该区高分辨率获得 Oi-1 事件前后气
候变化的记录,它对始新世—渐新世全球气候变冷背景下陆地系统响应研究具重要意义。
关键词:颜色 气候变化 古近纪 西宁盆地 青藏高原
中图分类号:P512
1. 引言
海洋氧同位素记录清晰地揭示了新生代以来地球从两极无冰的“温室”变为现今两极终
年有冰的“冷室”状态,经历了持续变冷的过程和多次冰盖扩张事件
[1, 2]
,其中最引人注目的
是早始新世气候最适宜阶段(约55-52Ma)开始的长达20Ma之久的深海温度累计下降7℃左
右的持续降温过程
[1-2]
以及其后在始新世/渐新世界线附近(约34Ma)发生的速度最快、程度
最剧烈的降温事件—南极大冰盖扩张事件(Oi-1事件)
[3]
(图1c)。该事件使得地球从温室直
接进入“冰室”时代,底层海水温度从12℃降低为4.5℃,并发生大规模海洋生物更迭,是地
球系统中气候-环境-生物现代化进程中最为重要的事件
[2, 4, 5]
。那么陆地气候和生态环境是如
何响应这个变化过程的?虽然一些学者对欧美
[6, 7]
和我国
[8-12]
从古植被和古动物方面对古近
纪气候变化进行过宏观框架性的研究,但由于缺乏精确的测年资料,至今未见陆地高分辨率
古近纪气候环境变化记录的报道,这就限制了对Oi-1事件前后陆地系统响应的深刻理解,以
及进行海陆对比和机制的探讨。同时,在全球气候变冷的同时,亚洲大陆发生了极为瞩目的
地质事件,即青藏高原的隆起,研究表明这些因素共同作用制约着亚洲内陆干旱区和季风系
统的形成与演化
[13-20]
。对于始新世降温过程和Oi-1事件之后这些重大的气候和地质事件与全
球变化之间如何耦合,是否相互作用和影响,目前还无法解决。
西宁盆地位于青藏高原东北部,我国东部湿润季风区、西北内陆干旱区和青藏高原高寒
区三大自然地理区的交界处,也是我国黄土高原的西部边缘,对环境、气候的变迁十分敏感,
同时盆地内沉积的新生代地层厚达 2000 多米,比较完整地记录了高原东北部的变形隆升、
源区风化剥蚀历史和气候环境变化过程,因此,加强该区域的研究对了解全球气候变化、高
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本课题得到中国科学院知识创新工程重要方向项目(项目编号: kzcx2-yw-104)、国家 973 重点基础研
究发展计划项目(2005CB422001)和教育部科学技术研究重大项目(项目编号:306016)联合资助。