六、第四纪地质与全球变化等方面研究
(一)青藏高原东缘第四纪地质调查与研究
对青藏高原东缘第四纪地层、构造地貌、地质灾害形成发育的地质背景以及地震地质灾害等开展了详细调查,并利用其中的黄土、湖湘地层及泥炭等地质记录开展了西南季风区不同时间尺度的古气候演化特征及成因机制研究。
1.晚新生代地层调查:青藏高原东缘晚新生代松散沉积地层分布面积较小,主要分布在河谷及盆地中。然而,这些松散沉积地层不仅是崩滑流等地质灾害的重要载体,也是西南季风区古气候演化研究的理想地质材料。在青藏高原东缘地质调查过程中,对该区不同成因类型晚新生代地层(包括风成黄土、湖湘地层、风成沙、河流沉积及冰碛地层等)的空间分布、岩性特征及形成时代进行了详细调查与研究。
四川盐源上新世湖相地层野外钻探取样及磁性地层研究
2.河流地貌调查:对岷江、大渡河及雅砻江等河流阶地的发育特征及形成时代开展了详细调查。在此基础上,建立了多个阶地演化的时间序列,恢复了青藏高原东缘第四纪以来构造隆升的历史。
金川地区大渡河左岸河流阶地
金川地区大渡河左岸河流阶地
3.古地震堰塞湖调查:对岷江、大渡河及雅砻江等河谷区形成的古地震湖的空间分布特征、与地质灾害体的关系及形成时代等开展了详细调查,确立了青藏高原东缘晚更新世以来几个重要的古地震堰塞湖形成时期。
4.第四纪冰川调查:对青藏高原第四纪冰川的空间分布及形成时代开展了详细调查与研究。
西昌地区冰水沉积及磁性地层学研究
5.利用黄土、湖湘地层及泥炭等等材料对西南季风区不同时间尺度的古气候演化特征及成因机制开展了系统的研究工作。
利用四川冕宁泥炭实现2400年以来的古气温重建
(二)青藏高原五大湖
青藏高原的湖泊演化是高原环境演化的重要组成部分,第四纪以来青藏高原发育了远超出现今规模的古湖泊,在全球自然环境和生态系统中占有重要地位。
地质力学研究所先后承担并完成了《纳木错第四纪环境演变调查研究》、《青藏高原新构造及晚新生代古大湖研究》、《青藏高原古大湖气候变化记录研究》等地质调查项目的研究工作,在青藏高原古大湖演化方面获得了大量新的进展和成果:
1.青藏高原第四纪构造变迁与湖泊演化方面
通过青藏高原第四纪隆升期次、过程及变形特征分析,厘定了青藏高原第四纪构造隆升-沉积耦合形式及其构造控制作用,确定了青藏高原第四纪古湖泊的形成演化与构造演化过程的协同关系。
青藏高原第四纪古湖泊分布区划与构造关系图
Ⅰ-柴达木古大湖发育区;Ⅱ-可可西里古大湖发育区;Ⅳ-羌塘古大湖发育区;Ⅳ-藏南古大湖发育区;1-古大湖分区;2-边界断层;3-隐伏断裂
2.青藏高原第四纪湖相地层分布特征方面
通过对覆盖青藏全区的1:25万区域调查资料综合研究和野外湖相地层实地观测,在野外调查及剖面划分与对比基础上,编制了“青藏高原第四纪湖相地层分布图”,为深入研究青藏高原湖泊分布演化及其环境效应提供了条件。
3.提出了青藏高原第四纪古大湖的分类标准及划分原则,圈定出了青藏高原第四纪以来的古大湖10个,其中大于10万km2巨型(特大型)古大湖3个,大于1万km2古大湖7个,以及各古大湖周源古湖泊共45个,根据U系年代学及数字高程数据,初步确定了羌塘古大湖的动态演化过程。
羌塘古大湖晚更新世动态演化特征
表1 羌塘洞错流域湖蚀钙华铀系测年结果
Former Nos. |
U (ppm) |
234U/238U |
230Th/234U |
Age (kaB.P.) |
Altitudes (m) |
D242-1 D242-4 D242-7 D242-10 D242-13 D242-16 D242-19 D242-22 |
1.661±0.103 1.380±0.052 1.292±0.053 1.916±0.069 1.975±0.052 2.703±0.124 0.684±0.027 1.318±0.022 |
1.202±0.057 1.133±0.030 1.082±0.034 1.145±0.035 1.268±0.022 1.115±0.032 1.202±0.043 1.174±0.046 |
0.147±0.009 0.195±0.009 0.308±0.011 0.380±0.012 0.348±0.008 0.419±0.032 0.465±0.012 0.528±0.030 |
17.1±1.2 23.4± 1.2 39.7± 1.9 51.2± 2.0 45.6± 1.4 58.3± 2.6 66.5± 2.9 79.5± 3.4 |
4655 4688 4702 4710 4737 4750 4792 4837 |
注:U系测年数据为中科院地质与地球物理研究所马志邦研究员测试
4.开展了青藏高原第四纪古大湖的古气候与古环境演化研究
通过湖泊自生碳酸盐C-O同位素分析、孢粉、磁化率、粒度及碳酸盐分析等气候代用指标,对高原中晚更新世以来的长周期气候演化进行了厘定,表明高原在全球同步的冰期-间冰期气候变化旋回基础上存在由高原快速隆升所引起的气候变化过程。伴随着青藏高原的快速隆升,青藏高原的古气候与古环境,迅速经历由湿热→冷干的剧烈变化。
亚东冰川湖泊水上湖芯冬季取样
那曲孔玛盆地湖相地层孢粉百分比与C-O同位素对比图