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札达盆地位于青藏高原西南阿里地区,是在中新世晚期约9.6MaB.P.形成的一个NW-SE向断陷盆地。该盆地在上新世-早更新世发育一套连续的、上千米厚的上新世-早更新世河湖相地层。忠实而完整地纪录了青藏高原和喜马拉雅山系在上新世-早更新世期间的隆升活动和环境变化。从20世纪70年代起逐渐成为研究高原隆升过程和新生代青藏高原气候变化的热点地区,并且发现了丰富的哺乳动物、孢粉等生物化石。磁性地层学研究也为札达地区地层初步建立了精确的地质年代格架。
札达盆地的形成和发育受控于喜马拉雅造山带、喀喇昆仑造山带东南端(阿伊拉日居山)和雅鲁藏布江缝合带西北端。受到藏南拆离系和喀喇昆仑断裂的分支阿伊拉日居山断裂的控制。本文在札达县香孜乡西北约1km处精细实测了上上新统一下更新统香孜剖面,对札达县香孜乡晚上新世-早更新世剖面的沉积构造和其岩性、岩相进行详细分析,认为札达盆地在这一时期广泛发育冲积扇夹滨、浅湖沉积。根据前人的古地磁学研究数据,本文确定早更新世香孜组底界年龄为2.60Ma,并综合前人对沉积速率的计算,得出本次实测剖面地层年龄为2.75Ma-1.67MaBP。
在野外测量砾石扁平面产状,在经过校正之后其原始倾向多为北西方向或北东方向,说明这一时期古水流方向主要由北向南,与现代盆地内的象泉河流向相反,同时发现在2.21MaBP和1.96MaBP之间古水流流向由北东-南西向转变为北西-南东相,且砾石中的花岗岩成分含量明显上升。结合盆地周边地质体出露情况,笔者认为北东-南西向水流体系流向分散,砾石磨圆,分选相对较差,具有明显的流程较短,变化频繁的特点,受到喀喇昆仑断裂东南端活动的影响,带来大量的砂板岩、浅变质岩成分的砾石。而北西-南东向水流则是相对构造稳定期发育的水系,沉积物来源主要来自北方的阿伊拉日居地区的花岗岩侵入体。古流向在早更新世仍与现代相反说明在第四纪时期喀喇昆仑断裂活动才使得札达盆地地貌出现反转。
本文对札达县香孜组剖面进行了孢粉学的分析,共获得1285粒孢粉化石,共29个科属。根据多种植物类型的孢粉属种及其丰度在剖面上的变化,结合对剖面年龄的计算,本文将札达盆地2.75Ma.1.86Ma划分3个孢粉组合带,并进行地层划分对比,
(1)组合带Ⅰ(1-6层;0-15m),发育温暖偏湿的常绿与落叶针阔叶混交林,2.67Ma后气候逐渐向干旱转变。可以和我国北方新近纪孢粉序列的晚期形成良好对比,时代为晚上新世,约2.75-2.60MaBP。
(2)组合带Ⅱ(9-20层;23-68.6m),发育温凉偏湿的亚高山针阔叶混交林。并在2.38Ma之后逐渐转变为针叶林。气候变冷。孢粉种类与我国第四纪标准剖面泥河湾组具有相类似的特点,同时与昆仑山垭口盆地、青藏高原东北缘的临夏盆地等地区早更新世孢粉组合形成良好对比,确定年代为早更新世,约2.54-2.16MaBP。
(3)组合带Ⅲ(22-33层;72.8-110.2m),发育寒冷干旱的高山针叶林,并存在高寒灌丛草甸草原,低海拔处零星分布落叶针阔叶混交林,指示较强的地势差异。时代为早更新世,约2.13-1.86MaBP。
由于本剖面获得的孢粉化石含量较少,且样品之间孢粉含量相差悬殊,所以本文根据孢粉的丰度数据,引用统计学的方法对古降水和古温度作了定性的恢复。同时根据孢粉组合带的划分、主要植被类型的孢粉属种的丰度变化,划分古植被类型演替和气候变化的的8个阶段:
阶段1(2.75-2.67Ma)植被为温暖偏湿的常绿与落叶针叶阔叶混交林;
阶段2(2.67-2.60Ma)植被为温暖偏干的常绿与落叶针阔叶混交林;
阶段3(2.54-2.38Ma)植被为湿冷偏暖的亚高山落叶针阔叶混交林植被面貌;
阶段4(2.38-2.30Ma)植被面貌为温凉干旱的亚高山落叶针叶林;
阶段5(2.30-2.16Ma)植被类型为温凉偏湿亚高山落叶针叶林;
阶段6(2.13-2.03Ma)整体植被呈落叶针阔叶混交林,在高海拔处发育高寒灌丛草甸草原;
阶段7(2.03-1.96Ma)植被为高寒灌丛草甸草原,部分地区发育针阔叶混交林;
阶段8(1.96-1.86Ma)植被是松、雪松和落叶栎等组成的稀疏落叶针阔叶混交林,高海拔处为云杉组成的针叶林,并发育旱生的灌木白刺和草本菊科、藜科、禾本科,气候为寒冷干旱。
通过区域环境及孢粉组合对比,可以发现札达盆地晚上新世-早更新世期间环境变化和孢粉组合与相邻临区可以良好对比,说明晚上新世-早更新世时期气候和环境的变化具有广泛的区域性。札达盆地的气候在这一时期经历了温暖潮湿-温暖干燥-冷湿-冷干-温湿的过程,在2.13MaBP之后,地势的差异导致了植被和气候的分带,但总体上走向干旱寒冷。我们可以清楚的看到2.6MaBP左右的全球气候变冷事件对札达盆地环境的影响。而在阶段1末期和阶段8初期发生的干旱事件在临近的地区也能找到相应的证据。但相比高原周边及其他地区同时期孢粉记录,札达地区孢粉含量、植被种类都较少,且耐寒、耐旱植被种类较为发育,韩健恩等(2005)所得结果具有相同特点,说明在上新世-早更新世之交,在全球变冷的大气候背景下,青藏高原隆升进一步加强了高原及周边地区的干旱。对气候产生深远影响。札达盆地-方面受到全球气候变化的影响,另一方面高原的快速隆升也使得气候相对波动和更加干旱,我们大胆猜测青藏高原隆升本身可能就是造成2.6MaBP全球变冷事件的重要原因。