青藏高原可可西里盆地晚白垩世—早中新世地层年代学新进展及其对地层和古环境的指示意义

青藏高原构造隆升是新生代重大地质事件之一,是东亚构造—气候演化的重要边界条件之一,也是研究全球气候变化绕不开的一个重要因素。目前,关于青藏高原的隆升历史和机制等存在较大的争议,其中,一个最重要的原因是地层年代学问题,可靠的地层沉积年龄是后续研究的基础。青藏高原中北部可可西里盆地保存有晚白垩世至中新世较连续的沉积,是研究青藏高原构造演化不可多得的研究材料。笔者等基于可可西里盆地最新的晚始新世至中新世地层年龄研究结果,同时,结合其他已发表的、有绝对年龄控制点的地层年龄,认为风火山群和沱沱河组是两套独立的地层单元,即在可可西里盆地,地层划分从老到新可划分为:风火山群、沱沱河组、雅西错组和五道梁组。在可可西里盆地地层沉积年龄最新进展基础之上,综合盆地的古高度、古纬度、古温度、古地磁、沉积相变化、地层接触关系、全球温度、大气二氧化碳以及亚洲季风和高原隆升之间关系的模拟等证据,指出:①青藏高原面上类似于现在向东、东南逃逸的GPS速度运动场方向可能在始新世就已经形成,沱沱河盆地以东的物质向东南逃逸,以西没有这种趋势,沱沱河盆地可能是一个重要的边界;②类似于现在的东亚季风—内陆干旱化格局形成于晚渐新世—早中新世;③青藏高原中北部晚始新世以来发生了明显的两阶段隆升,>38.5~26(24)Ma的隆升主要由印度与欧亚板块的碰撞挤压缩短所致,16 Ma—现在的隆升由岩石圈地幔对流拆沉引起,26(24)~16 Ma是隆升相对平静期;④青藏高原中北部主夷平面可能发育于26(24)~16 Ma期间;⑤角度不整合接触不是构造事件发生的可靠判别标志;⑥石膏等盐类矿物的出现不是干旱化的可靠指标,但似乎表明在盐类矿物沉淀析出之前,区域应该存在至少一期湿润的气候,按此结果,可能暗示了至少在古新世我国中东部可能已经存在季风气候。

可可西里地区北部湖泊水体中铷和铯分布特征及其形成机制

可可西里盐湖中富集的铷和铯在保障我国资源安全中具有极其重要的战略地位。为了解可可西里湖泊水体中铷和铯资源元素的分布规律及其富集机制,本研究测试了湖水、地下水、河水以及降水的水化学、稳定同位素(δD和δ18O)以及元素含量,研究结果表明:(1)可可西里北部湖泊水的总溶解固体(TDS)值变化范围较大,介于0.42~31.99 g/L之间。铷和铯的含量范围分别为2.32~2467.7μg/L(均值:210.85μg/L)和0.65~945.53μg/L(均值:98.23μg/L)。在空间分布上,铷和铯的含量与TDS呈现中部最低、西部高于东部的趋势。其中,勒斜武担湖的铷和铯含量及其TDS值最高。然而,湖水存在明显的淡化现象,这将对未来盐湖铷和铯资源的开发利用带来挑战。(2)氢氧同位素组成显示可可西里北部湖水受大气降水、岩浆水以及河流和地下水共同补给,泉在上升过程中受到降水的混合作用与河水汇集补给湖区。除了饮马湖、盐湖以及库赛湖东部,其他湖泊中铷含量均高于铯含量,即Rb/Cs>1,物源和迁移过程共同控制了可可西里北部湖泊水体中铷和铯含量的差异。湖水中铷和铯的富集主要受高铷铯含量的热泉补给、水体蒸发浓缩作用和水岩作用影响。本研究一方面丰富了对可可西里盐湖铷和铯稀有金属富集机制的理论认识,另一方面为提升盐湖铷和铯资源持续保障能力提供了科学依据和基础支撑。

1∶20万区域重力调查成果分析——以可可西里湖地区为例

可可西里湖地区位于青藏高原北部,地质工作程度较低,为认识测区主要地层展布、断裂构造、岩浆岩及沉积盆地分布,在可可西里湖地区开展1∶20万区域重力调查,进行数据处理和综合研究,结果表明:本区地壳趋于均衡补偿,莫霍面与地势大致呈“镜像”关系;共推断断裂21条,东昆仑南断裂是西域板块和华南板块的边界,其以北地区莫霍面快速抬升,东昆仑中断裂位置较以往偏北约12 km;圈定侵入岩10处,主要在东昆仑中缝合带发育;识别中新生代沉积盆地9处,并反演底界面埋深变化,楚玛尔河盆地新生界厚度在2000 m以上;在速度结构和电性结构约束下,通过重力2.5维定量反演建立了地质地球物理剖面模型,分析了主要构造单元的地质特征,同时初步划分金属矿找矿远景区4处。

可可西里盐湖时空演化规律及漫溢成因分析

可可西里盐湖漫溢水流给下游工程设施带来了较大的安全隐患。通过对盐湖遥感影像、所在区域气温、降雨、地温,冻土上限变化,漫溢河流水位和流速的监测数据分析,研究了盐湖时空演化规律、漫溢成因及对下游潜在的安全风险。研究表明:在空间上可可西里盐湖呈“K-C-O”三阶段变化特征,2022年盐湖面积较2011年增加了3.73倍;时间上表现为明显的“快-慢”两阶段增长期,快速期增长率为慢速期增长率的2.78倍,盐湖向下游工程走廊漫溢速率为0.31 km/a;随着季节性潮涨潮落及流速“峰谷”值变化,给下游桥梁桩基造成了一定的冲刷和热侵蚀作用;盐湖漫溢与多年冻土区气温、降雨、地温等因素呈正相关,近30 a气温升温速率为0.052℃/a,年均降雨量线性增速为3.09 mm/a,地温线性升温速率为0.036℃/a,气候暖湿化特征是造成盐湖漫溢的主要成因。研究成果可为可可西里盐湖下游工程防护措施制定提供理论与技术指导。

可可西里“野牦牛队”

多年来,每当列车经过可可西里大地,车窗外有藏羚羊在飞奔,车厢内的旅客便欢呼雀跃,藏羚羊用灵动、自由、奔放的身姿演绎着生命的优雅与美好,广阔的高原因为有了它们才显得更加生机勃勃。然而,游客可曾知道,为了这些高原上的精灵能够自由驰骋,无数英雄如守护神般扎根在这里,逝者长眠于斯,生者前赴后继,他们把用生命书写的爱融入巍峨的格拉丹东雪峰,化作无声的春水,滋润着可可西里这片迷人的荒野、野生动物的天堂。

可可西里:碧霄雪影临世外

沿着109国道,从北京直达青海格尔木市,再向西南方向翻越玉虚峰与玉珠峰东西耸峙的昆仑山口,就会进入一片茫然无际的无人区。这里的碧空如同湛蓝的宝石,比任何地方都要纯净、深邃。阳光穿过稀薄寒冷的空气,与巍峨的雪山、静默的冰川、广袤的荒野、清澈的湖水交相辉映,照亮了深藏于青藏高原腹地的世外之地——可可西里。

《可可西里》生态环境美学的体现

在蒙语中,可可西里又叫"美丽的少女"。作为中国境内最后的原始荒原,美丽寂寥的可可西里神秘莫测,广阔浩瀚,平均海拔4 700米,是"高原精灵"——藏羚羊最后的栖息地。随着时代的发展,不少盗猎分子为了谋求高额经济利益,大肆屠杀藏羚羊。藏羚羊的数量急剧递减。为了保护家园,保护藏羚羊,维护生态平衡,可可西里当地政府成立了一支巡山队。电影《可可西里》就是讲述这支巡山队的故事。本文先阐释电影《可可西里》的文化价值,接着探讨生态环境学在其中的体现,具有一定的参考价值和启发意义。

可可西里盆地新生代沉积演化历史重建

青藏高原北部可可西里盆地是高原腹地最大的第三纪沉积盆地,分布着厚度达5737.5m的新生代沉积。本文根据遍布整个盆地的野外实测剖面和地质观察点资料,采用典型剖面精确古地磁测年为基础的时间框架,开展沉积层序、岩性特征、沉积环境和古水流变化综合对比研究,将可可西里盆地新生代(约56Ma至约16Ma)划分为7个演化阶段,其中在30Ma至约23Ma期间盆地经历抬升变形,没有沉积作用发生。结果显示,前6个阶段(约56Ma至30Ma),盆地沉积中心逐渐向北、向东迁移,盆地南缘和西缘的构造逆冲作用逐步加强,而且在晚渐新世发生强烈南北向地壳缩短,反映青藏高原腹地早期隆升过程是依靠南北向地壳缩短和北东向逆冲扩展作用来实现的。在早中新世(约23Ma至约16Ma),盆地沉积物遭受低度变形,表明此期间高原以差异隆升为主。

青藏高原可可西里卓乃湖溃堤成因及其影响分析

受青藏高原暖湿化趋势的影响,近年来高原湖泊水位普遍上涨,湖泊溃堤时有发生.利用青藏高原可可西里卓乃湖、库赛湖、海丁诺尔湖和盐湖所在区域的TM(ETM+)等历史文献数据和环境减灾卫星(HJ1A/B)CCD数据,结合五道梁气象站气温、降水资料,分析了卓乃湖周边湖泊面积变化情况.结果表明:1961-2014年近54 a来,可可西里地区持续增加的降水是卓乃湖溃堤的基础,2011年8月22日之前的两次强降水过程和之后的持续降水是导致卓乃湖湖水大量外泄,并最终溃堤的主要原因;溃堤前的两次地震可能对卓乃湖的湖盆结构产生了一定的影响,从而加速了溃堤过程.溃堤导致湖岸线退缩,并产生大片的沙化土地,恶化了藏羚羊的产仔环境,对周边草地生态环境和重大工程设施产生了不利影响.

青海可可西里地区蛇绿岩的时代及形成环境

青海可可西里地区发现两条蛇绿混杂岩带,它们沿逆冲带分布。古生物、地层和同位素定年资料表明其时代为早石炭世-早二叠世。其岩石组合代表大洋岩石圈残迹。镁铁质岩主要形成于洋岛环境。硅质岩形成于深海、半深海环境,部分生成于洋岛或洋脊附近热水活动区。这是一套弧前蛇绿混杂岩,是古特提斯洋壳俯冲过程中形成的增生楔。这些资料表明,可可西里地区至少在早石炭世就已存在古特提斯洋,洋盆中有一些洋岛,洋盆在早二叠世末期基本闭合。

可可西里地区藏羚的社群特征

藏羚(Pantholopshodgsoni)的集群类型有雌性群、雄性群、母仔群、雌雄混群和独羚5种形式。2002年7月～2003年12月,在可可西里地区沿青藏公路设立试验区,直接观察到936群次,计13795只次藏羚。藏羚的集群类型受到生育周期的影响,季节间差异显著。春季以雌性群(60.49%)和雄性群(30.86%)为主;夏季和秋季主要为雌性群(41.65%,49.66%)和母仔群(49.36%,33.67%);雌雄混群(58.14%)主要出现在冬季。雄性群在1年中很少见,尤其是夏秋两季,冬季较为常见,多由亚成体雄性组成。独羚是一种特殊的集群类型,占11.32%。常见的集群大小为2～20只,占71.90%,其次是21～200只的群,占16.35%;>200只的集群极少,仅占0.43%,且仅出现于夏季产羔往返迁徙途中。藏羚的集群大小受竞争、捕食风险以及迁徙繁殖的共同影响。藏羚的集群极不稳定,交配期雌雄混合群受雄性亚成体的干扰经常改变,而在迁徙季节大群和小群之间的转换也很频繁。大型集群为雌性群或母仔群,其最适集群大小为2～20只。

可可西里自然保护区藏羚羊的食性分析

2005年7月和2006年1月在可可西里国家自然保护区内收集藏羚羊的新鲜粪样各33份和55份。利用粪便显微分析法分析了该地区藏羚羊的食物构成及其冷季(1月)和暖季(7月)的变化。结果表明,在藏羚羊粪便中镜检到的可识别植物碎片为15科24种(属)植物,其食物谱构成主要包括禾本科、豆科、菊科、柽柳科及玄参科植物;禾本科是藏羚羊全年的主要食物,它在食物组成中所占的比例为60.5%;莎草科、豆科、菊科、柽柳科及玄参科植物是藏羚羊全年都取食的主要食物,其所占比例分别为16.7%、9.2%、6.4%、4.9%及0.9%。藏羚羊在冷季和暖季的食物构成有显著变化,莎草科和柽柳科在冷季所占比例较低,分别为7.7%和0.8%,而禾本科、豆科和玄参科在冷季所占比例较高,分别达到了70.4%、12.6%和2.4%。

青海可可西里盐湖水化学及硼同位素地球化学特征

本文主要依据2009—2010年间的考察对可可西里地区盐湖进行了水化学及硼同位素分布特征研究。结果表明,除前人发现的5个盐湖外,可可西里东部新发现的多秀湖、茶错、布查湖和果木错玛德日4个湖泊也属于盐湖;勒斜武担湖为氯化物型盐湖,其余8个盐湖均为硫酸盐型盐湖;盐湖及周围水体皆富集B、Li元素,形成以盐湖为中心的含量高值区,且B-Li元素对显示出协同消长关系,表明在该地区这两种元素的物质来源、搬运条件及富集环境具有相似性;正热电离质谱法测量结果显示,本区盐湖δ11B值的变化范围在+4.77‰^+12.52‰之间,远低于海水δ11B值,证明这些盐湖均属陆相成因,与前人对青藏高原地区盐湖成因的研究结果相一致;勒斜武担湖和布查盐湖北部均出露有大量泉水,水化学分析和硼同位素分析数据表明,勒斜武担湖和布查盐湖分别与各自周围的泉水具有同源性,认为这些泉水是这两个盐湖的主要物质来源;根据区域地质构造特征和硼同位素地球化学数据,可判断出新青峰喷泉中的硼主要来自于深部火山岩溶滤。

可可西里苟仁错湖泊沉积物元素地球化学特征及其环境意义

湖泊沉积物元素地球化学特征及其比值,有效地揭示了湖泊沉积物物源区的化学风化程度,已成为反映古气候波动的有效指标。根据可可西里苟仁错湖泊沉积物的元素地球化学特征,通过CIA,ICV等元素比值的结果,揭示该地区1400AD以来化学风化作用十分微弱,因此湖泊沉积物元素组成,对气候变化非常敏感。研究表明1400AD以来该地区气候经历多次冷暖波动,且呈干旱化的趋势,1420AD左右进入小冰期,其中1480～1520AD最为寒冷,1900AD后干旱化加剧。

可可西里BDQ0608钻孔沉积物色度环境意义及其影响因素

通过对青藏高原腹地可可西里边缘地区古湖泊体BDQ0608钻孔岩心分析发现,色度在干样和湿样测试中,它们的变化趋势相同,但值有很大的不同,a*和b*值变化较小,而L*值变化较大,达到了22.48,并且色度值随岩心明暗有很好的变化趋势,说明岩心颜色反映一定的成岩环境,可以作为一个环境指标来恢复过去环境。进一步分析认为,L*值高低变化主要是由于总有机碳含量高低引起的。粒度与L*相关分析表明,沉积环境的改变会影响总有机碳的储存情况,进而影响L*值的变化。通过对彩度Ca*b*与其他环境代用指标的分析,认为引起沉积物彩度Ca*b*值变化的主要原因可能是由于当时的温度和水分所引起的氧化-还原反应所生成的致色矿物。彩度Ca*b*值与磁化率、总有机碳和碳酸盐含量都呈正相关关系,而且高的彩度值通常与高的黏土组分含量变化表现出较好的一致性,说明彩度Ca*b*的高值可能指示了较高的湖面,此时研究区环境相对暖湿。

古新世—中新世以来青藏高原北缘隆升的特征——来自可可西里盆地的报告

关于青藏高原隆升的时间有45Ma、32Ma、14Ma等见解,一直存在争议。本文以青藏高原腹地最大的红色盆地可可西里为例,从古新世—中新世时期的沉积、生物、火山岩的特征等诸多方面,阐述青藏高原显著开始隆升的时间、表现特点和作用,并认为中新世初期,青藏高原有一次强烈的降温事件;在物质组分上,以钙质粘土、埃达克(Adakitic)火山岩为主;生物上以寒冷、干旱标志的裸子植物为主的植硅体;中新世中期之后青藏高原全面抬升。

可可西里1970—2013年气候变化特征及其对景观格局的影响

气候变化对青藏高原景观产生的影响越来越强烈,本文使用1990、2000和2013年3期遥感影像资料,选取具有代表性的6个景观类型,通过Arc GIS 10.0和ERDAS 9.2软件进行数据处理,研究了可可西里国家级自然保护区景观格局变化特征;结合当地1970—2013年气象数据,分析该区气候变化特征及其对景观格局的影响。结果表明：44年间可可西里保护区的降水量以20.3 mm/10年的速率显著上升,年平均温度以0.38℃/10年的速率上升,从2000年开始,该区降水量和年平均温度均出现较大幅度增长;但44年间的潜在蒸散量和相对湿度没有明显的趋势性变化。该区冰川和永久积雪、水域、高寒草甸和高寒草原景观格局变化的主要驱动因子分别为年平均温度、降水量、潜在蒸散量和相对湿度。冰川和永久积雪、水域、沼泽湿地景观的变化体现在连续11年间的气候累积效应与该区域气候的波动周期一致;而高寒草甸和高寒草原则受到短时间（2~5年）气候变化的影响,说明可可西里植被的脆弱性。气候变化对可可西里的景观分布具有重要影响。

青海西部可可西里湖地区晚三叠世诺利期地层的厘定及其意义

三叠纪巴颜喀拉山群是可可西里湖地区最为发育的海相沉积地层,主要分布于可可西里-巴颜喀拉沉积盆地内。通过1∶25万可可西里湖幅区域地质调查,在饮马湖、马兰山一带发现了三叠纪地层最高层位,取得了丰富的沉积岩相资料。采集到大量古生物化石,其时代定为晚三叠世诺利期。种种迹象显示,巴颜喀拉山群顶部这套陆棚-海陆交互相的进积型沉积应为该盆地闭合期的产物。

可可西里——东昆仑活动构造带强震活动研究

青海昆仑山口西 8.1级地震发生在具有新生性特征的可可西里—东昆仑活动断裂带上。该断裂带在 190 0年以来的 10 0多年中经历了一个强震活动过程。在该强震活动过程中 ,地震沿整个可可西里—东昆仑活动构造带分段破裂 ,强震的破裂长度和震级之间大致满足对数线性的统计关系 ,强震活动呈现指数型时间分布的加速特征。这种强震加速活动特征可以用含多个震源体的孕震系统的强震成组活动模型给予解释。

青海可可西里地区新生代火山岩的岩石特征与时代

可可西里地区的新生代火山岩属于藏北火山岩带的东段。火山岩主要以熔岩台地、桌状山的形式产出，熔岩厚约４０—１００ｍ。除少量的高钾流纹岩、粗面岩和粗面英安岩外，在数量和分布上以普遍含二辉石斑晶的安粗岩占优势。岩石以富碱（尤其富钾）和富ＬＲＥＥ为特征。火山活动发生在中新世，根据Ｋ／Ａｒ定年结果划分为早、中、晚三期。本区火山岩的特征与西藏境内的同时代岩石完全可以对比。