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中国西部季风区新生代剥蚀风化记录与季风气候变化


第二课题名称:中国西部季风区新生代剥蚀风化记录与季风气候变化

研究目标:通过我国西部印度季风区和东亚季风区代表性盆地新生代地层高精度年代学序列的建立,完成各种风化及气候代用指标记录的分析;估算新生代以来不同阶段盆地新生代剥蚀-风化速率和通量及其无机碳消耗和有机碳埋藏通量,揭示剥蚀风化与高原隆升阶段、不同季风系统气候变化的关系,为揭示全球范围内青藏高原隆升-大陆剥蚀风化-碳循环与全球变化相互影响和机制研究提供区域实例和记录保证。

研究内容

1. 我国西部季风区代表性盆地新生代地层年代序列研究

通过青藏高原周边印度季风区和东亚季风区代表性新生代盆地天然剖面和部分已有钻探岩心(包括兰坪-思茅盆地勐腊地区新近挖出的良好的天然剖面及已有1200米深钻岩心(中国科学院青藏高原研究所和中国地质科学院矿产资源研究所联合钻探)组成的古新世至渐新世地层,以及剑川盆地出露的渐新世至中新世的地层、云南鹤庆深钻岩心获取的上新世-第四纪地层、黄土高原新生代盆地地层和庄浪黄土-红粘土钻探组成的新生代地层序列)的高密度采样和系统的古地磁年代测定,结合哺乳动物和孢粉等微体古生物化石地层年代学及部分可能的火山岩或火山沉积的放射性同位素测年,建立完整连续的新生代地层年代序列,保证剥蚀风化记录的精确年代控制。

2. 我国西部印度季风区新生代剥蚀记录研究

通过上述高精度的新生代地层的年代序列,结合云南兰坪-思茅、剑川和鹤庆盆地地震资料、天然剖面和已有钻探岩心以及部分相关剥蚀区的热年代冷却剥蚀历史分析,精细计算不同时期盆地的沉积速率和有机碳埋藏通量,估算盆地边缘山地的不同时期的剥蚀和碳埋藏量变化;详细分析各种风化(如Rb/Sr、硅酸岩粘粒及化学成分、生物或自生Sr-Li同位素组成)和气候(生物或自生碳酸盐C-O稳定同位素、Fe矿物、粘土矿物、孢粉、有机质组成等)代用指标,获取这些盆地完整的新生代风化和气候变化记录,推算不同时期硅酸盐风化速率与通量,考察它们与印度季风气候变化的关系。

3. 我国西部东亚季风区新生代剥蚀/风化速率与通量研究

通过上述有精细年代控制的新生代地层序列,结合兰州盆地地震剖面和庄浪钻孔资料以及部分相关剥蚀区的热年代冷却剥蚀历史分析,精细计算不同时期盆地的沉积速率和有机碳埋藏通量,估算盆地边缘山地的不同时期的剥蚀和碳埋藏量变化;详细分析各种风化(如Rb/Sr、硅酸岩粘粒及化学成分、生物或自生Sr-Li同位素组成)和气候(生物或自生碳酸盐C-O稳定同位素、Fe矿物、粘土矿物、孢粉、有机质组成等)代用指标,获取这些盆地完整的新生代风化和气候变化记录,推算不同时期硅酸盐风化速率与通量,考察它们与东亚季风气候变化的关系。

4、不同季风/构造系统背景下新生代剥蚀风化的区域差异及其制约机理 将上述两个季风系统条件下重建的新生代地表剥蚀风化和碳消耗序列与Baikal湖深钻等其他长时间尺度大陆气候记录及深海氧同位素进行时空对比,揭示高原隆升阶段的空间差异性及其对季风气候、地表剥蚀风化以及碳消耗通量的内在联系;通过与海洋记录的全球剥蚀风化速率和CO2变化的对比,为检验“高原隆升-剥蚀风化-气候变化”假说提供陆地记录实例,进一步理解构造、季风、风化之间的耦合过程。

经费比例:24%

承担单位: 中国科学院地球环境研究所(第一承担单位)、中国科学院青藏高原研究所

课题负责人: 金章东

参加人员: 颜茂都、吴福莉、韩文霞、敖红

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