青藏高原隆升与亚洲季风演化

s nu Pi
a ce Pi
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e ea c a ss e r
s er p i n ju
la tu e B
us x m ali l U S
ra a ni ed h tri i p N E
ae年龄 厚度 e e e c a r a ea (Ma) （m） pia isi flo in i r l o m e m u n t e b e t ra As Ar G Tu Ch
1
0 70 60 50 40 30 20 10 0
年龄/Ma
李吉均等:
6 5 4 3
1.7 Ma 2.6 Ma 0.15 Ma 0.6-1.1 Ma
2
3.6 Ma
1 0 0 1 2 3 4
Age (Ma BP)
Fig. Schematic diagram showing the uplift process of the Tibetan Plateau and its impact on the environment.
0 70 140
S0 L1
VGP latitude
0 90
210 -90
Observed Polarity
Polarity timescale Age (Cande & Kent, 1995) (Ma)
Brunhes
0
Paleosol Loess Bedrock
S1
1n 30
S6 L8 S5
N1
Jaramillo
图 例
5n
N17
粉砂岩或粉 砂质泥岩 砂岩 粗砂岩
半深湖相 与浊积岩相
R17 R19 R18 R20 R21
5r
N18 N19 N20
100 0
砂质砾岩 砾岩 钙质胶 结砾岩
5An 5Ar
5AAn 5AAr
N21
0
8 16 d ( mm ) -9 0 -4 5
0
45
90
a
b
c
d
洪水坝河剖面初步磁性地层及 其与标准磁极性柱的对比
二、亚洲季风演化
• (一)、沉积相与环境记录 • 1 、8Ma左右: 亚洲气候变干，印度洋季风加强，
• •
•
•
中国北方红粘土（风成）沉积，三趾马草原动物 大繁衍 2、3－4Ma:祁连山北麓、临夏及龙门山构造事件， 酒泉盆地3.3Ma喜冷的云杉林开始出现 3、2.6Ma: 构造事件（贵德盆地）与黄土堆积开 始表示现代冬季风出现 4、1.2－0.8Ma:构造事件（酒泉、新疆天山）、 河西与新疆黄土开始堆积，青藏高原进入冰冻圈 5、0.15Ma：构造事件、马兰黄土、珠峰冰期
N1
洪积中扇
e
1n
图9
老君庙岩性剖面
1800
洪积中 扇至扇缘 洪 积 中 扇 至 扇 缘
d c
1r
R1a R1b R2a R2b
1 2 3 4 5
1700 1600
U3
N21713.6
N3a N3b
1651.8 1625.8
2n 2r 2An
（a)、古地磁极性（c) 及其与标准年表（d） 的对比.粒度（b）和 沉积相分析表明，青藏 高原北部从约7 Ma开始 逐步较快速的隆升，形 成渐进不整合面U1，沉 积环境由原来的湖相和 水下扇三角洲逐步转换成 陆上洪积扇，平均粒径 明显增大，从约3.7Ma开 始高原产生急剧快速的 隆升，形成角度不整合 面U2，然后再经过约1.8 -1.2、0.9和0.13Ma等阶 段性快速隆升，高原北部 最终被抬升到现今的高度
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2Ar
Cotchiti Nunivak
N4 R4 N5 N6 N7 R7 N8 N9 N10 N11 R11 N12 R12 N13 R13 N14 N15 N16 R5 R6
4
180
RC1
Sidujfall Thvera
5
210
RC2 RC3
R8 R10
3r
240
RC4
6
3An 3Ar 3Bn 3Br 4n
Ê ¸ Ò ¼ Ê Æ æ Ã Ð Ö ù À Ò Ñ ã ² ± È ý À
8.6~3.6MaPB期间贵德盆地形成水下扇三 角洲、辫状河流、近源辫状河控型三角洲 与浅湖相交替的沉积组合，剖面平均沉积 速率增加和呈阶梯状高低变化，水下扇三 角洲沉积砾岩开始大量出现，并且剖面层 序向上砾石变粗、砾岩层和厚度变多变厚， 说明此阶段高原具阶段性逐步隆升的构造 特征
高原东部及 东北部
1 2
½ Æ Ð » ² û Õ Ï º (2.6~2.8Ma)
0
(Ma)
3 4 5 6 7 8 9 10
É È ¶ /m î
200
Ä ú ´ ê
3.6 Ma
400
600
800
8.6 Ma
1000
1200
0
20
40
60
0
50
100 (% )
Á ³ ý » Ù Ë Ê Â
(cm/Ka)
–2. 沉积相与环境记录
3－4 Ma是环境变化最大时期
50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 6
新生代大洋沉积速率比较(据Davies et al., 1977)
大西洋 太平洋 印度洋
青藏高原隆升时代幅度的不同看法（据李吉均、方小敏，1998）
5 4
李吉均等模式
3
2
Rea+钟大赉模式
Qin 36 Ling Chengdu
30°
i
Lhasa
H
0
800km
Huan g He
35
Lingtai
35
C
Baoji
34
Jin g
He
He (R.)
Wei
Qin
D
Ling
Xi'an
ii
34
Fig. 10 Morphotectonic map of Liupan Shan and Ordos Platform - central Loess Plateau. The inset shows the location of the region relative to Tibet and Qinling Mts. Major active faults controlling the region are marked out from Huang (1985).
六盘山地区
80°
90°
100°
110° 40°
Kashi
t eser - D i b Go A
108
Alashan Platform
B D C
106 36
107
Ordos-Loess Plateau
Tibetau Plateau
Xifeng Luochuan
Liu n pa Sh an
Chaona
R3
b
1500 1400 1300 1200 1100
玉门砾岩
N4
R4 N5 R5 R6
R7a R7b
洪积中扇
3.131 2.226 3.359 3.808 5.314 4.337
2Ar 3n
N6 N7 1206 N8
U1
a
R8
3r 3An 3Ar 3Bn 3Br 4n 4r 4An 4Ar
洪积扇缘
8.4
600 500 400 300
8.6 9.6
11
200 100 0
0 10 0 10 0 30 60 0 30 60 0 10 0 5 0 10 0 30 0 7 0 11 0
40
0 15 0 20 0 20 40
%
老君庙剖面下部孢粉百分比图
图10 老君庙剖面孢粉记录表明，13-11 Ma主要为草原，气候半干旱； 11-8.6Ma以柏林为主，气候半湿润；从8.6 Ma开始剧变为荒漠草原, 气候快速变干，与此时C3/C4植物转型所反映的全球干旱化同步.
1000
6 7 8 9 10 11 12 13
洪积扇
900
扇三角洲夹 浅湖相和瓣 状河流相
R9
N9 N10 R10 N11 R11 R12 R13 R14 N15 R15 R16 N16
U1
800 700 600
N12 N13 N14
湖相-扇三角洲
浅湖相与扇 三角洲相 夹辫状河流相
500 400 300 200
i
Liupan Shan SW
ii
Elevation (m)
3
P
P
Yongshouliang
Fig. 11 Geological transection between Liupan Shan and Qinling from Figure 1 showing the red clay - loess sequence relative to the break of Ordos planation surface in Liupan Shan, central Loess Plateau and Wei He down-faulted valley.
青藏高原隆升 与 亚洲季风演化
李吉均
兰州大学地理科学系 南京师大地理科学学院
二零零三年二月
前言：中国自然地理区域分异的原因
• 1、中国三大自然区的划分 • 2、有无内在联系 • 3、青藏高原隆起是主要原因
一、高原隆升过程
–1. 构造事件还是气候变化?
从始新世以来高原经历了三次构造隆升与两 次夷平，目前是青藏高原隆升最高的时期
8 (a) (b) (c) (d)
4r
(e)
高原北部
沉积相 组 合
沉积 旋回
f
厚度(m)
2000 1900
岩性
戈壁砾岩
ESR 年龄 主流 (Ma BP) 方向
平均粒度 曲线(mm)
VGP 纬度
实测极性柱
标准极性柱
(Cande & Kent, 1995)
年龄 (Ma BP)
0
酒泉砾岩
0.608 0.946 U4 1.07~1.10 1.205 1.740 2.303 2.223 2.895
106 >2000m 1500-2000m
107 1000-1500m C: <1000m
108 Fault
A: Altyn Tagh Thrust
B: North Qilian Thrust
Haiyuan-Liupan Shan fault (HLF)
D: Danghe Nan Shan - North Qinling Thrusts
H
C
ha on a
2
LF
P Planation surface
P
1
Bedrock Red bed Gravel Sand Red clay Loess Fault
P
0 0 80 160 240 320 Relative distance (km)
Xi’an
?
Qinling
SUS. (10-8m3 /kg) Depth (m) 0
酒东盆地两个剖面初步磁性地层 结果共同说明,祁连山主峰地区从 约 8.7 Ma 开始缓慢隆升,约7Ma 开始逐步较快隆升.
玉门砾岩组
酒泉砾石组
沙沟河河口地貌(A-A')
× ¾× ¾¾ ¨
2438.2m
¾¾ (km)
2.5
° ¾¾¾
1.1-1.4Ma
2.4
N
¾¾¾¾
2225m 2.3
0.83Ma
主要隆升阶段
8-7Ma开始逐步隆升 3.6Ma开始急剧隆升 1.8Ma脉冲隆升 1.1-0.8Ma脉冲隆升 0.15Ma脉冲隆升
Zhang Peizhen,Peter Molnar : 气候变化
Paul Toppnnier, Xu Zhiqin et al ：Oblique stepwise rise and growth
270
RC5
300
K1
R14 R15 R16
7
Fig. 12 Pedostratigraphy (a), magnetic susceptibility (b), and the obtained virtual geomagnetic polarity (VGP) directions (c) and zones (d) of the Chaona red clay – loess sequence. Solid and empty circles indicate normal and reversed directions, respectively. Polarity time scale of Cande and Kend (1995) (e) is plotted in the right for correlation.
Matayama
1
Red clay Coarse silt
60
L12
L9
R1 N2
S13
1r
Olduvai 2n Reuion
S9 L10
90
L15 R2
2
2r
Gauss Gilbert
120
L25 S25 S26
Kaena
3
N3 R3
Mammoth
150
L31 L32
S27 S30 L32 S32
三维地形模型的显示
• 由 北 向 南 远 望 祁 连 山
祁连山
金 塔 河
走廊平原
构成高山带主体的山顶面
•
指 状 延 伸 的 山 顶 面
二郎山掌与百花掌之特征
• 广 阔 而 平 坦 的 夷 平 面
构成中低山带主体的主夷平面
•
平 坦 的 冬 青 顶 夷 平 面
厚度 （m）
600 500 400 300 200 100 0
T5
2.2
2.1
T4 T3 0.25Ma ¾¾¾
0 1
0.14Ma
0.42Ma
2.0
T2
¾ × ¾/¾¾ ù¾ ¾¾ ¾¾ ¾¾ ù¾ °¾
8 9
1.9
¾¾¾¾ ì¾ ¾¾ á¾ °¾ ù¾
10 11 1.8
2
3
4
5
6
7
¾ à¾(km)
三维地形模型的显示
•
仿 真 显 示 的 二 郎 山 掌 夷 平 面