GRL:古近纪东亚环境演化的构造和气候影响

       大多数沉积盆地的研究通常只关注气候信号,而忽略了构造作用引起的物源输入。最近,地震动力学国家重点实验室蒋汉朝研究员带领团队,与英国阿伯丁大学Ian Alsop教授、地震动力学国家重点实验室张金玉副研究员、中国科学院海洋研究所万世明研究员、中国地质科学院地质研究所闫臻研究员、中国地质科学院地质力学研究所钟宁副研究员等开展合作,对湖北习家店剖面古近系长序列连续河湖相沉积开展细致的磁性地层、粒度、地球化学、粘土矿物、锶钕同位素等的多指标研究。

       研究结果揭示两个构造控制时期与3个气候控制时期交替主宰古近纪南阳盆地沉积演化。以粉尘颗粒变粗、化学风化减弱等为特征的构造作用发生在65.6-59 Ma,在55-54 Ma加强,主要响应于印度-欧亚板块的碰撞。从59 Ma到55 Ma,东亚地区风化逐渐增强,可能受全球增温驱动。54 Ma到50.5 Ma全球继续升温,使得东亚干旱化增强。50.5 Ma到37.6 Ma,全球降温使得东亚蒸发蒸腾作用减弱,同时西风环流加强带来的水汽增加。这两方面因素增加了东亚地区的有效水汽,进而增强了化学风化作用。

       这项成果不仅对阐释构造作用与气候变化交互作用于亚洲古近纪环境演化具有重要科学意义,而且为北太平洋古新世/始新世界线附近最重要但也最具争议的粉尘沉积问题提供了一个合理的解释。

       项目成果已发表于Geophysical Research Letters,该研究成果获得了国家自然科学基金(41572346)和中国地震局地质研究所基本科研业务专项(IGCEA1906)的联合资助。论文信息如下:Jiang, H., Zhang, J., Zhang, S., Zhong, N., Wan, S., Alsop, G.I., Xu, H., Guo, Q., and Yan, Z., 2022. Tectonic and climatic impacts on environmental evolution in East Asia during the Palaeogene. Geophysical Research Letters 49, e2021GL096832. https://doi.org/10.1029/2021GL096832.

相关链接:https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2021GL096832

图1 (a) 秦岭与附近造山带的成因关联简图(Meng and Zhang, 2000), (b) 中国古近纪半干旱带分布与南阳盆地位置图 (Sun and Wang, 2005),(c) 南阳盆地周边地形图 (http://www.geomapapp.org/).

 

图2 湖北习家店剖面河湖相沉积物粒度中值粒径(a)、萨胡Y值(b)和3个模拟端元含量与底栖有孔虫氧同位素记录(Cramer et al., 2009)对比图。

 

图3 习家店剖面主量元素TiO2 (a)、Na2O/Al2O3 比值(b, 摩尔比)、CIA (c)、坡缕石含量 (d)、蒙脱石含量(e)和伊利石/蒙脱石比值(f)及其与深海氧同位素记录(g, Cramer et al., 2009)的对比。

 

图4 秦岭-祁连-昆仑造山带一致动力学性质以及55-54 Ma期间强构造活动证据研究分布