原标题:新近纪,是什么地质变化让青藏高原“繁衍”了冰川动物。
在20世纪70年代首次对青藏高原进行全面科学考察时,在吉隆县沃玛盆地和汝县布龙盆地中新世地层中发现三趾马化石,作为证明青藏高原抬升过程和振幅的重要证据之一。 进入新世纪,根据在阿里地区扎达盆地上新世地层中发现的毛犀牛、雪豹、北极狐、盘羊等祖先型化石,提出了“走出青藏高原”的理论。 中新世和上新世构成了地质时期的新近纪,新近纪青藏高原的显著隆升对东亚乃至世界的气候环境产生了巨大影响,因此青藏高原新近纪地层框架的建立对地球科学各个领域的研究具有重要意义。
中国科学院古脊椎动物与古人类研究所和中国科学院青藏高原研究所的研究人员对青藏高原及其周边地区的新近纪地层和化石群进行了总结,建立和完善了青藏高原新近纪综合研究者可用于国际比较的地层学框架, 识别青藏高原及其周边地区新近纪古气候环境的演化特征。日前,相关**发表在《中国科学:地球科学》上。
国际新近纪年代地层系统根据海相分为中新世6目和上始新世2目。 新生代以来,陆地地层所占比例迅速增加,到新近纪时已远远超过海相地层,几乎全部为青藏高原及其周边地区的陆相地层。 中国中新世包括谢家目、山王目、桐鼓期、巴河期、宝德目五个阶段,上新世包括高庄目和马泽沟期两个阶段。 新近系谢家组和八河组地层剖面分别位于西宁盆地和临夏盆地,有精细的古地磁测年和哺乳动物化石,其他阶段的底界在青藏高原也能有效确定。
哺乳动物起源于中生代,进入新生代后,哺乳动物化石在陆生地层的划分和比较中起到了非常重要的作用,尤其是新近纪的啮齿类、食肉动物、长鼻类、奇有蹄类和偶蹄类动物。 在青藏高原的布龙、吉隆、扎达盆地、青海柴达木盆地、甘肃临夏盆地、青藏高原南缘西瓦利克地区等一系列新生代盆地中发现了丰富的哺乳动物化石。 哺乳动物化石与其他化石的最大区别,也是最有利的,是它们进化迅速,形态特征鲜明,易于识别。 即使在化石很少甚至不完整的情况下,古肿瘤学家也可以很容易地根据化石的进化阶段对化石进行时间顺序排序,在化石地层尚未被详细研究的初始阶段。 东亚许多哺乳动物最早出现在青藏高原及其周边地区,尤其是东北部的临夏盆地和西南部的西瓦里克。
新生代初期,青藏高原完成了特提斯海陆改造和陆块一体化,成为统一的陆块,进入大陆内演化阶段。 青藏高原新生代盆地根据构造演化背景和形成机制、构造地貌景观、沉积充填层序和沉积环境演化过程,将青藏高原新生代盆地及其邻近地区划分为南江-西昆仑地区、柴达木-祁连-西秦岭地区、黔塘地区、云南西部-川西地区、岗地-喜马拉雅-锡瓦利克地区5个地层区,可进一步细分为5个地层区次地层区域。在生物地层学和磁地层的约束下,以地质时代为框架,对青藏高原及其周边地层划分的岩相单元进行了精细比较。
对青藏高原及其周边地区所含新生代沉积物和哺乳动物化石的牙釉质和古土壤碳氧同位素进行分析,重建了气候环境背景和植被发育特征,发现它们不仅与全球变化有关,而且具有区域特征。 基于碳同位素变化的晚中新世C4植物扩张事件的证据来自青藏高原南缘,但与此相反,多个草食性哺乳动物类群和古土壤碳酸盐和有机质的δ13c表明,直到新近纪末,青藏高原北缘仍缺乏明确或显著的C4植物信号。 δ18O分析表明,新生代发生了几次重大的气候变化事件,特别是晚中新世末期约700万年前的δ18O正常漂移,表明青藏高原南北两侧向更加干旱的环境过渡。 中新世晚期青藏高原的强烈隆起加强了陆地和海洋的热对比,增强了季风环流,导致南亚地区C4植被的扩张,但东亚夏季风能为中国北方带来大气降水和适宜C4植被的气候, 不足以影响青藏高原北部。整个青藏高原在中新世已经上升到海拔约3000米,成为大型哺乳动物交流的障碍上新世达到了4000多米的现代海拔,形成了冰冻圈环境,导致了冰川动物祖先类型的出现。
作者: 邓, 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员
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