喜马拉雅-青藏高原不同子区域隆升对亚洲夏季气候演变影响的数值模拟

鉴于喜马拉雅-青藏高原空间上各重要部分隆升时间上的差异,利用美国国家大气研究中心的通用大气模式就其主要隆升阶段对亚洲夏季气候演变影响进行了敏感性试验研究.研究发现喜马拉雅山和青藏高原北部隆升分别对南亚与东亚北部夏季气候的发展具有重要影响,喜马拉雅山隆升导致南亚夏季风环流的显著增强和区域季风降水的明显增加,而青藏高原北部隆升造成东亚夏季风环流的明显发展和东亚北部降水的显著增加,且随后的阶段性隆升对这些均影响有限.与以往模拟研究相比,试验结果表明对比分析喜马拉雅-青藏高原不同子区域隆升有利于深入理解亚洲夏季风演变历史.

深地震反射剖面揭露青藏高原陆-陆碰撞与地壳生长的深部过程

印度板块与亚洲板块的碰撞使喜马拉雅-青藏高原隆升,地壳增厚并生长扩展。探测青藏高原深部结构,揭露两个大陆如何碰撞以及碰撞如何使大陆变形的过程,是对全球关切的科学奥秘的探索。深地震反射剖面探测是打开这个科学奥秘的最有效途径之一。二十多年来,运用这项高技术探测到青藏高原巨厚地壳的精细结构,攻克了难以得到下地壳和Moho面信息的技术瓶颈,揭露了陆-陆碰撞过程。本文在探测研究成果的基础上,从青藏高原南北-东西对比,再到高原腹地,系统地综述了青藏高原之下印度板块与亚洲板块碰撞-俯冲的深部行为。印度地壳在高原南缘俯冲在喜马拉雅造山带之下,亚洲板块的阿拉善地块岩石圈在北缘向祁连山下俯冲,祁连山地壳向外扩展,塔里木地块与高原西缘的西昆仑发生面对面的碰撞,在高原东缘发现龙日坝断裂(而不是龙门山断裂)是扬子板块的西缘边界,高原腹地Moho面厚度薄而平坦,岩石圈伸展垮塌。多条深反射剖面揭露了在雅鲁藏布江缝合带下印度板块与亚洲板块碰撞的行为,不仅沿雅鲁藏布江缝合带走向印度地壳俯冲行为存在东西变化,而且印度地壳向北行进到拉萨地体内部的位置也不同。在缝合带中部,研究显示印度地壳上地壳与下地壳拆离,上地壳向北仰冲,下地壳向北俯冲,并在俯冲过程中发生物质的回返与构造叠置,这导致印度地壳减薄,喜马拉雅地壳加厚。俯冲印度地壳前缘与亚洲地壳碰撞后沉入地幔,处于亚洲板块前缘的冈底斯岩基与特提斯喜马拉雅近于直立碰撞,冈底斯下地壳呈部分熔融状态,近乎透明的弱反射和局部出现的亮点反射以及近于平的Moho面都反映出亚洲板块南缘处于伸展构造环境。

深地震反射剖面揭露青藏高原陆-陆碰撞与地壳生长的深部过程

印度板块与亚洲板块的碰撞使喜马拉雅-青藏高原隆升,地壳增厚和生长扩展。探测青藏高原深部结构,揭露两个大陆如何碰撞,碰撞如何使大陆变形的过程,是全球关切的科学奥秘。深地震反射剖面探测是打开这个科学奥秘的最有效途径之一。20多年来,运用这项高技术探测到青藏高原巨厚地壳的精细结构,攻克了难以得到下地壳和Moho清晰结构的技术瓶颈,揭露了陆陆碰撞过程。本文在探测研究成果基础上,从青藏高原南北东西对比,再到高原腹地,系统地综述了青藏高原之下印度板块与亚洲板块碰撞俯冲的深部行为。印度地壳在高原南缘俯冲在喜马拉雅造山带之下,亚洲板块的阿拉善地块岩石圈在北缘向祁连山下俯冲,祁连山地壳向外扩展,塔里木地块与高原西缘的西昆仑发生面对面的碰撞,在高原东缘发现龙日坝断裂而不是龙门山断裂是扬子板块的西缘边界,高原腹地Moho薄而平坦,岩石圈伸展垮塌。多条深反射剖面揭露了在雅鲁藏布江缝合带下印度板块与亚洲板块碰撞的行为,印度地壳不仅沿雅鲁藏布江缝合带存在由西向东的俯冲角度变化,而且其向北行进到拉萨地体内部的位置也不同。在缝合带中部,显示印度地壳上地壳与下地壳拆离,上地壳向北仰冲,下地壳向北俯冲,并在俯冲过程发生物质的回返与构造叠置,使印度地壳减薄,喜马拉雅地壳加厚。俯冲印度地壳前缘与亚洲地壳碰撞后沉入地幔,处于亚洲板块前缘的冈底斯岩基与特提斯喜马拉雅近于直立碰撞,冈底斯下地壳呈部分熔融状态,近乎透明的弱反射和局部出现的亮点反射,以及近于平的Moho都反映出亚洲板块南缘的伸展构造环境。

青藏高原化学风化和对大气CO_2的消耗通量

为了评估青藏高原化学风化对全球气候的影响,笔者等对中国境内源自青藏高原的七条主要河流(金沙江、澜沧江、怒江、黄河、雅砻江、岷江和大渡河)进行了采样和地球化学分析,估算了硅酸盐、碳酸盐风化对河水中主量离子的贡献,以及硅酸盐风化和碳酸盐风化所消耗的大气CO2。研究显示,七条河流流域中硅酸盐风化引起的大气CO2消耗约为0.7×105～3.7×105mol/(km2.a)。结合国外学者对于喜马拉雅山南缘三条河流(恒河、布拉马普特拉河和印度河)的研究结果可以得出,发源于喜马拉雅山—青藏高原的主要十条河流流域硅酸盐风化平均共消耗大气CO2328×109mol/a,仅占全球大陆硅酸盐岩风化所消耗大气CO28700×109mol/a的3.8%,并仅为全球通过河流向海洋输送有机碳(来自陆地上生物的消耗)通量的2.5%。

西藏雄村大型铜金矿床的特征、成因和动力学背景

详细的蚀变矿化特征剖析揭示,雄村矿床的矿化样式可明显地区分为两种类型,即早期的细脉浸染状Cu-Au矿化和晚期的脉型金(银)-多金属矿化。早期细脉浸染状矿化的蚀变组合为:(钠长石化)-钾硅酸盐蚀变(局部)-红柱石化-广泛的绢英岩化-绿泥石化(青磐岩化?);晚期脉型金(银)-多金属矿化蚀变组合为:强烈硅化-绿泥石化-高岭石化。蚀变矿化组合、流体包裹体测试结果及稳定同位素(H、O、S)组成揭示,早期细脉浸染状Cu-Au矿化可能属于未发育成熟的斑岩型矿化,晚期脉型金(银)-多金属矿化为介于高硫型与低硫型之间的过渡型浅成热液矿化。雄村矿床可能为一套生矿床,是未发育成熟的斑岩型矿化与浅成热液型矿化套生的产物;成矿流体组成上的一致性,表明套生的两期矿化可能属于同一热液体系的两个连续的矿化阶段,只是在两个矿化阶段成矿环境发生了较大改变。热液绢云母40Ar/39Ar测年和似伟晶岩脉中的钾长石K-Ar测年,表明雄村成矿系统形成于47.62±0.7Ma^38.11±0.9Ma间,与喜马拉雅—青藏高原造山带52~40Ma间歇性松弛或N-S向伸展有关;但雄村矿床的最终套生定位,与造山带40~38Ma间的强烈挤压隆升有关。

NCEP/NCAR再分析资料在珠穆朗玛峰—念青唐古拉山脉气象研究中的可信性

由于珠穆朗玛峰-念青唐古拉山脉极高山区特殊的自然环境,这一带的气象观测资料极其匮乏。2003年在青藏高原南部念青唐古拉山脉(30o24'44.3"N,90o34'13.1"E,5850ma.s.l.)建立了自动气象站;2005年在珠穆朗玛峰北坡垭口(28o01'0.95"N,86o57'48.4"E,6523ma.s.l.)建立了自动气象站。利用这两自动气象站的观测资料与NCEP/NCAR再分析资料进行对比,检验NCEP/NCAR再分析数据在喜马拉雅山脉—青藏高原南部一带的可行性。研究结果表明,NCEP/NCAR再分析资料能够较好地反映气压和气温的天气尺度的变化。但是,再分析的气压和气温值系统性低于相应观测值,而且,某种程度上,低估了实际的变化幅度;再分析天气事件,在珠穆朗玛峰地区,超前于实际观测一日发生,而在念青唐古拉地区,基本上是与观测事件同一日发生。由于受相似大气环流的影响,珠峰和念青两者之间的观测资料、再分析资料都高度相关。