准噶尔腹地始新世以来古环境演变及其动力机制

The Cenozoic era is characterized by significant environment and climatic pattern changes, and the most prominent change is the shifting from "green house" to "ice house", which happened at the Eocene-Oligocene boundary. In the term of earth system science and global change, we focus on studying the Cenozoic deposits in the interior of the Junggar basin, and aim to explore the significant climatic events and their forcing mechanisms. Based on lithology and sedimentary feature analysis, we will firstly subdivide the sedimentary facies of the deposits; Secondly, we will yield a high-resolution time scale, on the basis of biostratigraphy and magnetostratigraphy; Thirdly, we will analyze multiple climatic proxy parameters of the sediments and then reconstruct the paleoenviromental changes since the beginning of Eocene. The ultimate goal of this project is to constrain the timing of significant climatic events, and discuss the forcing mechanism of paleoclimatic changes in the interior of the Junggar Basin.

新生代是地球气候及其宏观格局发生重大改变的时期，最为显著的变化是地球气候从"温室期"进入到"冰室期"，而发生这一转变的时期是始新世/渐新世界线。本项目将从圈层相互作用的地球系统科学角度出发，以独具特色的准噶尔腹地新生代沉积为研究对象，选择新生代重大气候事件及其动力机制为主线。首先在岩性与沉积构造分析基础上，划分始新世以来的沉积相；在生物地层学与磁性地层学基础上，构建高分辨率时间标尺；在系统的孢粉学、碳氧同位素、地球化学、环境磁学、粘土矿物学等古气候分析基础上，重建这一地区始新世以来的古环境演变历史。重点厘定重要古气候事件的发生时间，进而从地球系统科学的角度，探讨准噶尔腹地古气候演化的动力学机制。

新生代是地球气候及其宏观格局发生重大改变的时期，最为显著的变化是地球气候从"温室期"进入到"冰室期"，而发生这一转变的时期是始新世/渐新世界线。本项目从圈层相互作用的地球系统科学角度出发，选择了准噶尔盆地的新生代沉积为研究对象，同时，将研究的空间从准噶尔盆地扩展到塔里木盆地，从而在更大的尺度上，讨论了始新世以来的重大古气候及其动力机制。重要成果有：（1）揭示了准噶尔盆地始新世/渐新世界线气候转型事件，发现了34Ma在该盆地发生了哺乳动物、植物、古气候的同步转型事件，并提出该同步转型事件主要受控于全球尺度的气候变冷事件，是地球生物圈对气候变化的响应；(2)对蒙古国的晚始新世-早渐新世地层，发现了亚洲腹地最老的风成沉积，揭示了蒙古国干旱化加剧始于34Ma始新世/渐新世界线，并认为从始新世向渐新世过渡的干旱化加强事件与特提斯海的水汽输送减少有关。新生代不仅印度板块、阿拉伯板块、非洲板块与欧亚板块的碰撞加速了特提斯海的西退，渐新世初期的降温事件以及南极冰盖的形成，进一步加剧了新特提斯海的退却过程，因此导致了由盛行西风携带的大西洋的水汽减少和下风方向亚洲腹地的干旱化加剧。（3）对准噶尔和塔里木盆地的新生代沉积开展了有机质碳同位素研究，揭示出5.3百万年以来碳同位素均出现相对偏正的趋势，并认为中新世末期以来副特提斯海的快速西退导致的水汽输送的减少是塔里木和准噶尔盆地干旱化加剧的主要因素，而全球气候变冷导致的海平面下降以及印度板块、阿拉伯板块和非洲板块与欧亚大陆的碰撞是副特提斯海退却的主要控制因素。（4）对塔里木盆地北缘库车前陆盆地的晚中新世以来的沉积记录进行了多学科研究，探究了新生代全球变冷与区域构造隆升共同控制下的塔里木盆地的阶段性干旱化过程，在多学科研究基础上，重建了13.3Ma以来的古气候历史，发现了7-5.3Ma和5.3Ma以来的两次干旱化加剧的事件，尤其以后者更为显著。通过与全球气候与区域构造事件的对比，晚中新世以来塔里木盆地的干冷趋势主要受控于全球变冷，但7-5.3 Ma和5.3Ma之后的两次阶段性气候变干事件主要受控于区域构造隆升，二者叠加在全球背景的干冷趋势之上。5.3 Ma之后的极端干旱气候，主要是构造因素导致。此时，受印度板块与欧亚板块碰撞的持续影响，帕米尔已经与南天山碰撞，水汽通道关闭，来自大西洋的水汽被阻隔，导致了塔里木盆地的极端干旱事件。