西宁盆地中新世以来风尘堆积物源变化及其对高原东北部隆升的指示

Thick eolian deposits in the basins of Northeastern Tibetan Plateau (NETP) document the information of environmental changes and Tibetan evolution. This project focuses on the loess/red-clay sequences deposited since the Miocene in Xining Basin, aiming to 1) establish detailed chronological framework based on supplementary paleomagnetic dating and biostratigraphic ages of critical sections; 2) determine the provenance and the surface erosion area since the Miocene, based on the comparison of spectrum distribution of U-Pb ages of detrital zircons and Nd-Sr isotopic composition from eolian deposit, potential source areas and surface erosion areas, and establish material linkage of them; 3) reconstruct atmospheric circulations during the middle-late Miocene, early-middle pleistocene and the last glacial and interglacial cycle; 4) Trace the change of relative denudation rate in different surface erosion areas based on changes of detrital zircons and the Nd-Sr isotopic composition. Based on the analyses mentioned above, this research would provide new insight into the Tibetan evolution during the Cenozoic era.

中新世以来，青藏高原东北部盆地中堆积了厚层风成黄土-红粘土，记录了高原东北部的环境变化和隆升过程。项目拟以西宁盆地中新世以来黄土-红粘土堆积为研究对象，补充关键剖面的古地磁和生物地层年代数据，完善前期建立的年代学框架；通过对碎屑锆石颗粒U-Pb年龄分布谱和硅酸盐组分的Nd-Sr同位素组成与潜在源区、剥蚀区对比，圈定研究区中新世以来风尘堆积的物源及其变化，建立西宁盆地风尘堆积剥蚀区-源区-沉积区的物质联系。根据源区和沉积区的相对位置，重建中新世中期/晚期、早-中更新世、末次间冰期、末次冰期等特征时段的古大气环流格局。以锆石U-Pb年龄分布谱和Nd同位素组成变化追踪高原东北部各剥蚀区相对剥蚀速率的变化。基于高原东北部隆升与西宁盆地风尘堆积源区变化的可能联系，探索高原隆升过程的新证据。

中新世以来，西宁盆地、黄土高原等区域堆积了厚层风成黄土-红粘土序列，记录了亚洲内陆的环境变化和高原隆隆升过程，但其确切源区还存在争议。项目分析了西宁盆地、黄土高原及潜在剥蚀区（青藏高原东北部、戈壁阿尔泰山、华北克拉通）、源区（柴达木盆地、毛乌素沙漠、腾格里沙漠）地表沉积物碎屑锆石的U-Pb年龄分布特征。结果表明：（1）青藏高原东北部地区、戈壁阿尔泰山、华北克拉通三个剥蚀区沉积物的碎屑锆石U-Pb年龄分布有显著区别。（2）柴达木盆地、毛乌素沙漠、腾格里沙漠等潜在源区的物质主要来自于周边造山带。柴达木盆地地表沉积物主要来自于周围山地（东昆仑山、祁连山、阿尔金山）。腾格里沙漠北部52–83%的物质来自于戈壁阿尔泰山区域，7-32%的物质来自于青藏高原东北部地区，7-29%物质来自于华北克拉通；腾格里沙漠南部的物质51-78%来自于青藏高原东北部地区，0-25%来自于戈壁阿尔泰山地区，11-24%来自于华北克拉通。毛乌素沙地北部43-54%的物质来自于戈壁阿尔泰山区域，沙地东部和东北部物质主要来自于华北克拉通（47-65%），南部和西部物质主要来自于青藏高原东北部。（3）西宁盆地风尘堆积的物源主要来自于柴达木盆地中西部地区。黄土高原风尘堆积（65%-100%）的物质来自于青藏高原东北部地区；长江中下游地区地表沉积物对南京地区风尘堆积有重要的贡献。（4）同时在项目支持下，对敦煌盆地、洛南盆地沉积物进行了环境磁学研究，结果表明洛南盆地风尘堆积指示了该区域古人类生活在相对温暖湿润的环境中，而敦煌盆地第四纪以来经历了逐渐干旱化的过程。这些研究为认识青藏高原演化过程、古大气环流特征提供了基础数据，对于正确理解风尘堆积的古环境替代指标具有重要意义。