青藏高原及其周边新近纪综合地层、生物群与古地理演化

青藏高原在新近纪的显著隆升对东亚乃至全球的气候环境产生了巨大的影响,因此,建立青藏高原新近纪地层框架对地球科学各领域的研究都有重要的意义.国际新近纪年代地层系统以海相为标准,分为中新统的6个阶和上新统的2个阶.新生代以来,陆相地层在陆地上所占的比例迅速增加,到新近纪时已远远超过海相地层,在青藏高原及其周边地区几乎全部为陆相地层.中国的中新统包括5个阶,上新统包括2个阶,除中中新统的通古尔阶以15Ma为底界外,其余各阶都与对应的国际海相阶具有相同的古地磁定义和时限.哺乳动物化石在新生代陆相地层的划分对比中占有非常重要的地位,在新近系尤其倚重于啮齿类、食肉类、长鼻类、奇蹄类和偶蹄类化石.青藏高原有不少地层出露好且富含哺乳动物化石的盆地,新近系谢家阶和灞河阶的底界层型剖面分别位于西宁盆地和临夏盆地,并有精细的古地磁定年与哺乳动物化石相互配合,其余各阶的底界在青藏高原也可以有效确定.东亚地区许多哺乳动物首现属出现在青藏高原及其周边地区,在东北缘的临夏盆地和西南缘的西瓦立克地区尤为典型,其中,西瓦立克的原恐象Prodeinotherium首现于中新统底界,旧大陆最早的三趾马Hipparion首现于临夏盆地的灞河阶底界.对青藏高原及其周缘地区新生代沉积物及其所含的哺乳动物化石进行的牙釉质和古土壤碳氧同位素分析重建了气候环境背景及植被发育特征,发现其既与全球变化相关,又有地区性的特点.根据碳同位素变化得到的晚中新世C4植物扩张事件证据来自于青藏高原南缘,但形成鲜明对比的是,多个食草哺乳动物类群和古土壤碳酸盐及有机质的δ13C指示在青藏高原北缘直到新近纪末期仍然缺少明确或显著的C4植物信号.δ^(18)O分析显示在新生代存在几次重大的气候变化事件,尤其是晚中新世末期约7Ma的δ^(18)O正漂指示了青藏高原南北两侧向更干旱环境的转变.青藏高原在晚中新世的强烈隆升强化了海陆热力对比,由此加强了季风环流并导致C4植被在南亚扩张,但能够为中国北方带来大气降水和C4植物适宜气候的东亚夏季风还不足以影响到青藏高原北部地区.青藏高原在中新世整体上已上升至海拔3000m左右,成为阻碍大型哺乳动物交流的屏障;至上新世达到4000m以上的现代海拔高度,由此形成冰冻圈环境,导致冰期动物群祖先类型出现.

饲喂不同净能含量的干玉米酒糟残液对生长育肥猪生长性能和胴体品质的影响

设计4种添加不同来源的干玉米酒糟残液(DDGS)的饲粮,净能(NE)含量为8.7~11.5 MJ·kg^(-1),将生长育肥猪(平均体重22.0±4.3 kg,共432头)随机分配到4组(每栏9头,每组12栏),饲喂并观察其生长性能和胴体品质变化。4组饲粮均以玉米和大豆为基础,均添加DDGS 40%,但NE含量不同。A组NE最低,为8.7 MJ·kg^(-1);B组NE为9.4 MJ·kg^(-1);C组NE为2 469 MJ·kg^(-1);D组NE最高,为11.5 MJ·kg^(-1)。NE含量通过商用测算系统评估提供,试验饲粮配方以满足或超过营养需要为标准,满足包含NE在内的可消化赖氨酸需求标准。总体来说,B组猪的日采食量(ADFI)显著高于C组和D组(P<0.05),但与A组无显著差异。A、C、D组间无显著差异。B组育肥猪的平均日增重(ADG)与A组、D组相近,且组间无显著差异,但显著低于C组(P<0.05)。B组G:F显著低于其他3组(P<0.02)。各组间热胴体重、屠宰率、背膘厚、眼肌面积、胴体瘦肉率均无显著差异(P>0.19)。通过匹配实测G:F与NRC(2012)标准中的G:F,来评估饲料中相应的NE含量。采用NRC(2012)标准中的玉米、大豆NE含量计算得出A^D组的DDGS的NE分别为9.9、8.0、10.9、10.5 MJ·kg^(-1)。通过8个明确的方程来计算,并与确定的NE模型比较来预测4组中DDGS的NE含量。育肥猪的G:F表明,商用测算系统评估提供的B组和D组的NE含量值超过预估,而A组和C组低于预估。试验表明,添加DDGS 40%,NE较低的饲粮可提高ADFI,降低ADG和G:F,但DDGS中NE含量低于2.9 MJ·kg^(-1)或饲粮NE含量低于1.1 MJ·kg^(-1)均对胴体品质无显著影响。

特提斯演化对地球环境演变的影响

对地球未来环境变化的准确预测应该建立在正确认识地球环境演变规律的基础之上,而地球固体圈层与表层圈层的耦合过程研究是获取上述规律认识的重要环节.本文重点探讨显生宙以来地球固体圈层演化与三次大冰期之间的关系,旨在厘清地球固体圈层变化影响环境演变的关键因素.地球自5亿年以来一个重要的特征是,主体处于南半球的冈瓦纳大陆通过不断的裂解、漂移,最终形成今天陆地主体处于北半球的洋陆格局,而原、古、新特提斯洋开启与关闭主导了这一陆块的南北大迁移.从冈瓦纳裂解的陆块聚集于低纬度区(南北纬20°之间)造成陆地面积明显增加时,恰好对应显生宙以来三次大冰期的降温时期.低纬度区是地球系统接受太阳能量密度最大的区域,但该地区大陆面积的增加会减少地表对能量的吸收,降低所吸收的能量向两极的传导与对流,从而导致全球表层温度降低.低纬度区由于日照充足,同时也是海洋浮游生物物种繁盛地,因而易形成富含有机质的沉积物.当大陆进入低纬度区时,大量生物残骸沉积在大陆边缘,为未来的成烃成藏创造了有利条件.在大洋关闭过程中,这些沉积物发生俯冲,降低了上盘岛弧地区岩浆的氧逸度,从而使特提斯域形成还原性岩浆热液矿产(钨、锡、锂等)资源特色.因此,在地球系统中,表层的板块运动通过改变洋陆格局和能量分配,使地球环境发生响应式改变,而这种改变又通过板块俯冲导致的物质循环使地表过程对深部构造产生重要影响.显然,特提斯是理解地球系统过程与变化的理想天然实验室.

新特提斯洋的打开时间和机制:雅江缝合带混杂岩的约束

新特提斯洋的长期演化至最终闭合是地球中生代以来最重要的地质事件之一,但目前对该大洋的完整演化历史尚缺乏有效约束,特别是大洋的打开时间存在二叠纪和三叠纪的主要争议,大洋的打开机制是否存在地幔柱效应.本文聚焦西藏南部雅鲁藏布江缝合带的混杂岩,通过厘定混杂岩中的基性岩岩块的形成时代和成因,约束雅江新特提斯洋的打开时间和潜在动力机制.野外地质特征指示雅江混杂岩具有分段性,即西段(仲巴以西)和东段(桑桑-仁布)为大洋板块地层岩石组合,代表新特提斯洋俯冲在亚洲大陆南缘形成的增生杂岩;中段(仲巴-萨嘎东)普遍具有泥砂质成分,为构造混杂至亚洲大陆南缘的特提斯喜马拉雅地层.根据本文地球化学研究和前人资料,雅江混杂岩中的基性岩岩块普遍具有洋岛玄武岩型地球化学特征,形成时代包括晚二叠世-中三叠世、中-晚侏罗世、早白垩世三期.本文在西段仲巴混杂岩中厘定了约253Ma的洋岛型玄武岩岩块,为目前雅江缝合带报道的与新特提斯洋演化相关的最古老洋岛型基性岩.地球化学特征指示,该玄武岩不同于典型的大洋板块内部洋岛玄武岩,可能形成于大陆岩石圈张裂至海底扩张初期.根据板块离散-汇聚耦合体系运行原理,结合前人报道的中三叠世早期海山、硅质岩和洋中脊玄武岩型洋壳,本文提出雅江新特提斯洋的打开应主要发生于早三叠世,不晚于中三叠世早期,即约250~243Ma;大洋的打开并无地幔柱的贡献.此外,在东段白朗混杂岩中识别出一系列约160Ma的洋岛型玄武岩,与前人在仲巴混杂岩中报道的洋岛型玄武岩应属同期事件.由于这些岩石多以岩席形式顺层产出于大洋地层中,可能属于大陆裂谷玄武岩,本文提出中-晚侏罗世洋岛型玄武岩应形成于冈瓦纳大陆北缘的一期大陆张裂过程,在混杂岩和喜马拉雅地层中均有响应,但其构造意义的探究尚需更多工作的支撑.以雅江混杂岩的研究为基础,结合前人有关雅江蛇绿岩、冈底斯弧岩浆岩和沉积岩的研究成果,本文重建了雅江新特提斯洋的完整威尔逊旋回,主要涉及大陆张裂-大洋打开、俯冲起始、超慢速洋脊-海沟转换和俯冲再起始、大洋闭合及印度-亚洲初始碰撞导致蛇绿岩构造侵位等关键节点,同时伴随冈底斯岩浆弧的爆发期和间歇期以及蛇绿岩的两次构造就位,从而为新特提斯洋雅江段的演化和特提斯地球动力学研究提供了关键依据.

喜马拉雅淡色花岗岩铷铯成矿作用

西藏喜马拉雅淡色花岗岩带中新发现铯沸石锂云母钠长花岗岩,其中铯沸石是首次在中国喜马拉雅带内发现的铯独立矿物.该岩石位于吉隆岩体的北部,与吉隆岩体电气石二云母花岗岩共生.其主要稀有金属矿物包括锂云母、锂辉石、铯沸石、锡石和细晶石等.矿物化学分析结果显示,云母主要为含锂白云母-锂云母,Li_(2)O和Rb_(2)O平均含量为4.07wt.%和0.76wt.%;锂辉石的Li_(2)O平均含量为7.95wt.%;铯沸石的Cs_(2)O和Rb_(2)O平均含量为34wt.%和0.16wt.%.全岩Li_(2)O、Rb_(2)O和Cs_(2)O含量分别为0.49~1.19wt.%,0.12~0.24wt.%和0.69~2.33wt.%,均达到了工业品位.锡石和独居石定年结果表明,该岩石形成于19~18Ma,略晚于吉隆电气石二云母花岗岩(22~20Ma).结合上述两类岩石之间的脉动接触关系、形成时代及全岩和矿物化学成分,本文认为它们应形成于同一岩浆体系,铯沸石是岩浆发生强烈分异作用的产物.相比于喜马拉雅普士拉锂辉石伟晶岩和江西雅山黄玉锂云母花岗岩,吉隆铯沸石锂云母钠长花岗岩具有不同的全岩和矿物成分,反映了它们在岩浆源区成分和分异过程方面的差异,特别是F含量的差异可能是控制稀有金属元素富集程度的关键.吉隆铯沸石锂云母钠长花岗岩的发现表明喜马拉雅带内存在多期、多类型的受藏南拆离系控制的稀有金属成矿作用.该淡色花岗岩与雅鲁藏布江一带出露的铯硅华矿床一起,构成了跨圈层跨时空的两个稀有金属元素迁移富集体系,反映了喜马拉雅不同造山阶段对成矿作用的控制,同时也表明喜马拉雅地区具有巨大的铷铯找矿潜力,是中国未来铷铯资源勘查与利用的重点地区.

重力驱动的特提斯单向裂解-聚合动力学

地球自5亿年以来,大量陆块从南方的冈瓦纳大陆不断裂解,相继形成原、古、新特提斯大洋.这些陆块随后陆续漂向北方的劳亚大陆,并与之发生碰撞拼合,形成全球最显著的大陆碰撞造山带,又称特提斯构造域.对源自冈瓦纳陆块的漂移历史,目前已建立了较为清晰的框架性认识,但上述大陆单向裂解-聚合的驱动机制却是特提斯研究中极具争议的问题.通过重新审视特提斯构造域内陆块裂解-拼合历史、大洋俯冲起始的地质记录和全球大尺度深部地球物理特征发现,特提斯洋的大洋板片向欧亚大陆的俯冲是这些陆块运动的"引擎".大洋向欧亚大陆的持续俯冲作用,使得处于大洋另一侧的冈瓦纳大陆被动陆缘发生裂解,进而形成新的大洋.由于持续的俯冲作用,老的大洋不断消减并最终导致裂解的陆块与欧亚大陆碰撞,同时裂解的陆块和冈瓦纳大陆之间新的大洋不断扩张.碰撞以后,俯冲作用能够从碰撞带跃迁至大洋内部产生新的俯冲带,从而使得俯冲"引擎"得以持续运转.多期次的碰撞-俯冲-裂解的转换,使大陆块体周期性地从冈瓦纳裂解并陆续的向欧亚大陆汇聚拼合.俯冲向欧亚大陆之下的大洋板片如同一列单程列车,不断地把陆块从冈瓦纳运向欧亚大陆,使得冈瓦纳不断减小,欧亚大陆持续增大.由于这些大洋板块均属特提斯构造域,我们因此将其称之为"特提斯号"单程列车,而驱动列车单向运行的机制是俯冲板块的重力作用.

黑钨矿微区原位U-Pb年代学方法及应用

钨(W)是重要的关键性金属资源之一,广泛用于电子、石油、化工及军事工业等领域.中国钨矿资源丰富(储量占全球~60%,年产量占全球~80%),是世界上重要的钨金属资源基地,其中华南地区(赣南-粤北-湘南)是中国钨矿成矿带重要产区.充分了解其矿床成因、精细成矿过程和矿床分布规律,将进一步指导矿床的寻找和勘查.成矿时代是解决上述问题的基础,也是矿床学研究中的难点与热点.

青藏高原——现代生物多样性形成的演化枢纽

青藏高原是当今地球上最独特的地质-地理-生态单元,拥有独特的生物资源,在世界生物多样性版图中占有重要地位.新生代以来,青藏高原地区经历了剧烈的环境变化,出现了从"热带动植物乐土"到"冰期动物群摇篮"的转变.近年来高原古生物学领域的一系列重要发现,让高原环境巨变背景下青藏地区生物多样性演变历史的细节日趋清晰,也为讨论这一生命历史进程对高原周边乃至更广阔地区生物区系的影响准备了条件.文章基于高原古生物学最新研究成果,涵盖众多动植物类群,总结高原生物多样性的演变过程及其世界性影响.我们认为青藏高原是现代生物多样性形成过程中的"演化枢纽",它在生物演化史上的影响主要体现为以下三种模式:(1)土著物种本地起源,(2)本地起源并"走出西藏",(3)途经西藏地区的洲际扩散.第一种模式以高原特有的淡水鱼类区系的主要成员裂腹鱼类的演化历史为例,其形态特征的阶段性分化、聚集地海拔的阶梯状分布、化石类群的递进式演化,构成了"演变与隆起并进"的典范,是响应高原隆升的结果.第二种模式主要以上新世以来众多哺乳动物和一些植物类群的演化史为支撑.冰期动物群的祖先类型,如披毛犀、北极狐、盘羊等动物的祖先起源于已隆升并进入冰缘环境的青藏高原,随后在第四纪大冰期来临时,"走出西藏"扩散至北极圈地区;豹亚科的祖先最早出现在青藏高原地区,随后扩散至亚洲、非洲和美洲,其后裔仍是今天各地生态系统中的顶端捕食者;胡颓子科等一些植物的早期代表也已出现在晚始新世的西藏,之后扩散并广布于其他地区.第三种模式中,臭椿在印度次大陆起源,随板块碰撞首先扩散至西藏,后经西藏扩散至东亚、欧洲甚至北美等其他地区;淡水鱼类中的攀鲈始新世中期在东南亚起源后扩散至西藏,并经印度次大陆最终拓殖于非洲,这些实例说明了西藏作为板块碰撞区在生物扩散历史中的独特作用.以上三种模式,既是高原生物多样性历史的缩影,更是高原隆升生物环境效应的体现.

西藏札达盆地上新世植物群及古环境

文章系统报道了青藏高原西端札达盆地香孜地区上新统地层中发现的植物叶片化石组合,共鉴定植物化石10科12属21种.研究表明札达盆地上新世的植被是以栒子、绣线菊、锦鸡儿、沙棘、杜鹃花、金露梅等灌木构成的落叶灌丛,叶形普遍微小.通过共存分析法和叶相-气候分析法重建古气候,表明札达香孜地区在上新世时有着较现今高的温度和降水,降水季节性差异明显.古海拔重建表明札达盆地在上新世的高程已经与现代相近.在亚洲中部干旱化的大背景下,该地区在新生代晚期以来的逐渐干旱导致了植被由灌丛向荒漠的转变,植物区系成分也随之发生改变.

渤海湾盆地晚中生代构造地层划分及对比:对燕山运动的启示

通过对渤海湾盆地中生代地层同位素年代学研究、地震资料解释和测井、录井资料分析,将渤海湾盆地中生代地层划分为下-中三叠统、下-中侏罗统、上侏罗统、下白垩统、上白垩统等五个构造层.通过碎屑锆石的分析,渤海湾盆地碎屑岩记录了两期侏罗纪的岩浆活动,分别为180~175Ma、160~152Ma,可分别与燕山地区南大岭组和髫髻山组对应.但是,由于在渤海湾盆地没有直接发现侏罗纪火山岩,推测这两期活动可能主要集中在华北克拉通周缘而不是内部.通过火山岩和火山碎屑岩锆石的分析,渤海湾盆地早白垩世的岩浆活动主要有两期,分别为120~125Ma、110~100Ma,可以和华北克拉通东部岩浆活动对应.这些锆石年龄唯独缺乏了在华北克拉通北缘极其常见的土城子后期和张家口期火山活动,这可能与渤海湾盆地在晚侏罗世后期抬升有关.通过对比渤海湾盆地与燕山构造带中东段造山带中生代盆地构造和沉积地层发育过程,发现两者总体可以对比,但是也存在明显的差异.燕山构造带中东段缺少早-中三叠世的地层,渤海湾盆地缺失晚侏罗世晚期-早白垩世早期的地层.结合燕山构造带中东段晚中生代沉积构造相关研究成果,本文认为渤海湾盆地及其周缘燕山运动A幕表现微弱,而燕山运动B幕对渤海湾盆地及其周缘均产生了强烈的影响.目前的资料表明其表现方式存在差异,渤海湾盆地表现为垂直隆升,华北克拉通北缘表现为水平挤压隆升.

中国东南沿海火山-侵入杂岩型铍成矿带初步研究

铍(Be)是战略性新兴产业和国防军工行业中不可替代的一种关键金属,主要来源于火山岩型铍矿.火山岩型铍矿因此成为当前铍资源勘查与找矿的重点.中国东南沿海地区发育一条巨型晚中生代火山-侵入杂岩带,具有良好的铍成矿背景,相应地区均出现了强烈的铍矿化现象.通过对浙东南、闽东北、闽东南等地区进行野外考察和室内分析,发现东南沿海火山-侵入杂岩地区铍矿化与热液作用相关.浙东南青田地区花岗斑岩发生了强烈的铍矿化,其Be含量高达939ppm;平阳地区张基流纹斑岩中强烈铍矿化部位Be含量高达11400ppm;闽东北霞浦地区大湾发育日光榴石与绿柱石组合的铍矿床;闽东南平和地区福里石为石英脉型绿柱石铍矿.初步研究表明,东南沿海火山-侵入杂岩地区铍矿化范围广,具有良好的铍成矿潜力,可望成为中国重要的铍成矿带.未来应加强东南沿海火山岩地区花岗斑岩、流纹斑岩、石英斑岩、石英脉等铍资源的调查和研究,为火山-侵入杂岩型铍矿的勘查与指导找矿提供理论依据.

藏东南郎杰学群是印度大陆北缘原地沉积而非外来地体——来自同时代浅海相曲龙贡巴组沉积物源的证据

郎杰学群是西藏特提斯喜马拉雅东段一个特殊的地质体.它在构造位置上属于特提斯喜马拉雅(北带),但却与典型的特提斯喜马拉雅岩石存在显著的物源差异.由于郎杰学群与其他特提斯喜马拉雅地层均为断层接触关系,关于它的大地构造属性和沉积模式一直存在争议.部分学者认为郎杰学群最初沉积于印度北缘,属于特提斯喜马拉雅沉积体系的一部分;而另一部分研究者认为它是一个独立的地质体,在印度-亚洲大陆汇聚过程中拼贴至印度北缘.本次工作对特提斯喜马拉雅南带(浅海相)与郎杰学群同时代的地层开展了详细的沉积学和物源区研究工作,拟通过物源特征对比限定郎杰学群的古地理归属.研究发现,特提斯喜马拉雅南带曲龙贡巴组存在晚古生代-早中生代的特征碎屑锆石U-Pb年龄峰(约400～200Ma),而且砂岩中含有丰富的酸性火山岩岩屑(10～30%)和少量斜长石(1～6%),这些物源特征与郎杰学群一致.由于曲龙贡巴组确定属于特提斯喜马拉雅地体,它与郎杰学群一致的物源特征证实后者亦为印度大陆边缘原地沉积,并非外来地质体.由于印度北缘缺乏晚古生代-早中生代的岩浆活动,郎杰学群、曲龙贡巴组的火山岩岩屑和晚古生代-早中生代碎屑锆石可能来自于冈瓦纳大陆东南缘与古太平洋俯冲有关的岩浆弧.曲龙贡巴组沉积于晚三叠世早期土隆群泻湖相灰岩之上,又迅速被三叠纪末期德日荣组滨岸相石英砂岩所覆盖.曲龙贡巴组、郎杰学群及相关沉积体系在晚三叠世中期短暂的出现明显受区域构造作用控制,冈瓦纳大陆北缘晚三叠世的裂解事件很可能是其主要控制因素.

16年随访的前瞻性队列中521120名个体的膳食脂肪摄入与总死亡率和特定原因死亡率的关系

饱和脂肪摄入与心血管健康相关性的证据存在争议。不饱和脂肪和总死亡率及心血管病死亡率的相关性存在不一致性,并且关于非心血管病死亡率的数据较少。该文旨在评估膳食脂肪与总死亡率和特定原因死亡率的关系。方法和结果:研究者分析了来自随访16年的美国国立卫生研究院一美国退休人员协会膳食与健康研究年龄50~71岁的参与者521 120人的数据。通过食品频率问卷评估饱和脂肪酸(saturatedfatty acid,SFA )、反式脂肪酸(trans-fatty acid,TFA)、单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acid,MUFA)与多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fattyacid,PUFA)的摄入量。

儿童期、青年期和中年期血压对中年期大动脉僵硬度的影响

血压与动脉僵硬度相关,但是不同生命时期血压的影响尚不清楚。该研究评估儿童期、青年期和中年期血压对中年期大动脉僵硬度的相对影响。方法和结果:纳入芬兰年轻人心血管病风险研究的参与者1 869人,在儿童期(6~18岁)、青年期(21~30岁)和中年期(31~45岁)测量血压。大动脉僵硬度的评估指标为中年期脉搏波传导速度和颈动脉扩张性。研究采用贝叶斯相关生命过程暴露模型(Bayesian relevant life course exposure models)。