【研究进展】我院张克信教授项目组在“柴达木盆地新生代古气候古海拔重建” 研究方面取得新进展

古近纪早期印度板块和亚洲板块碰撞及之后青藏高原的形成是欧亚大陆新生代最重要的地质事件。青藏高原的隆升深刻影响了新生代全球和区域的气候演化，包括亚洲季风系统的起源和演化及我国西北内陆地区的干旱化等。对青藏高原隆升历史和隆升模型的整体认识有赖于对高原不同块体隆升历史的定量重建。位于青藏高原北缘的柴达木盆地发育有连续的新生代地层，是研究亚洲内陆干旱化进程及其机制的理想地区，也是认识高原隆升模型的一个关键研究区。

最近，我院张克信教授项目组与中国科学院南京地质古生物研究所史恭乐副研究员，中科院西双版纳热带植物园和英国开放大学Robert Spicer教授等合作，研究了产自柴达木盆地东北部大红沟剖面上干柴沟组的植物化石。化石产地现今气候寒冷，极端干旱，年均温1.9°C，年降水量仅为82.7 mm。结合生物地层学年龄的磁性地层学研究表明，植物化石层的精确年龄为30.8 Ma，属早渐新世。在对大红沟剖面早渐新世植物叶化石精确分类的基础上，研究团队运用气候叶相多变量分析程序(CLAMP)和热焓值(moist enthalpy method)的方法，结合大气海洋综合环流模型(GCM)，定量重建了柴达木盆地北部早渐新世的古气候和古海拔。重建结果显示柴达木盆地北部渐新世早期气候凉爽，年均温11.6 ± 2.4°C，湿度中等，海拔为~3.3 ± 1.4 km，与盆地现今的海拔类似，但高于同一时期隆升前的藏南喜马拉雅地区。同时，盆地冬季均温近冰点(1.4 ± 3.5 °C)，夏季凉爽(均温~23 ± 2.9 °C)，温度季节性差异较大但远比现今温度季节性差异低。年降水量很可能超过1000 mm(生长季降水量1229 ± 643 mm)，夏季干燥，冬季湿润，降水季节性差异较低。降水模式显示柴达木盆地北部早渐新世降水主要受西风带控制，水汽来源于退缩前副特提斯洋。亚洲季风在当时尚未影响到柴达木盆地。化石植物类群组成显示柴达木盆地北部渐新世早期的植被是以杨属Populus和豆科绝灭类群柄豆荚Podocarpium占优势的温带落叶阔叶植被。结合早渐新世较为温暖的全球气候背景和化石产地相对较低(38.55° N)的古纬度，重建的古海拔和古气候与植被类群组成和性质是一致的。植物化石显示柴达木盆地北部渐新世早期已隆升至现今海拔，这似乎更支持青藏高原南部和北部在印度与亚洲板块碰撞后同时开始隆升的构造模型。

研究成果发表于国际著名地学期刊“地球与行星科学通讯”（Earth and Planetary Science Letters）（T1）。宋博文讲师、张克信教授和史恭乐副研究员为本文共同通讯作者。研究获得了国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项（B类）、中科院青促会和中国地质调查局项目等的经费资助。

论文信息：Song Bowen*, Spicer R.A., Zhang Kexin*, Ji J., Farnsworth A., Hughes A.C., Yang Y., Han F., Xu Y., Spicer T., Shen T., Lunt D.J., Shi Gongle*, 2020. Qaidam Basin leaf fossils show northeastern Tibet was high, wet and cool in the early Oligocene. Earth and Planetary Science Letters 537, 116175.

论文链接：https://authors.elsevier.com/a/1aey5,Ig4Kpg3

图一. 柴达木盆地早渐新世植物化石

图二. 基于大气海洋综合环流模型(GCM)的全球早渐新世古地理(a)和热焓值分布(b).