新生代以来的板块汇聚对亚洲古地理格局产生了深远的影响,其中新特提斯海的向西关闭是最显著的地貌巨变之一。始新世末期之前,烟波浩渺的新特提斯海从欧洲,经过西亚、中亚,向东延伸到塔里木盆地。这一过程主要受控于印度、阿拉伯、非洲板块与欧亚大陆的汇聚,同时叠加在新生代全球变冷的背景之上。在印度与欧亚板块的持续碰撞的同时,阿拉伯、非洲板块也与欧亚板块汇聚、碰撞,进一步加速了特提斯海的退却。直至今日,曾经的新特提斯海区,已经退缩为现今的地中海、黑海;现今中亚日渐干涸的咸海、大范围收缩的里海就是曾经的特提斯海盆,而塔吉克、费尔干纳和塔里木盆地则在海水退出后,发生“沧海桑田”的巨变。海水退出不仅暴露了广袤的中亚大地,板块汇聚导致的地貌效应,特别是帕米尔、天山、兴都库什、扎格罗斯山脉的隆升,进一步阻挡了西风水汽输送,甚至导致水汽通道的关闭,大大减少了经由西风环流向中亚及亚洲腹地的水汽传输,使曾经的海区演变为干旱的荒漠区,加剧了亚洲内陆的干旱化进程。
此外,新特提斯海的退缩不仅直接影响到西风水汽输送和亚洲内陆干旱化,对东亚季风演化同样有深远影响。尽管印度板块与欧亚大陆碰撞导致的青藏高原隆升,长期以来被认为是亚洲季风强盛的重要原因。但也有****提出,副特提斯海近3000万年以来的收缩和消失, 通过改变海陆配置,对亚洲季风的影响不亚于青藏高原的隆升(Ramstein et al., 1997;Zhang et al., 2007)。
尽管对于新生代特提斯海退却历史的研究由来已久,但在中亚到西亚的关闭时间及其机制研究程度不高,也存在很多争议。中国科学院地质与地球物理研究所新生代地质与环境院重点实验室的孙继敏及其合作者在国家自然科学基金委基础科学基金和中科院先导专项的资助下,对中亚的塔吉克盆地和西亚的伊朗高原开展了新特提斯海演化历史的研究。
他们在塔吉克盆地腹地的研究表明,塔吉克盆地的海退时间为~39 Ma (图1),与塔里木最终的海退时间的非常接近,也就是说塔吉克与塔里木盆地在始新世晚期,发生了“准同期”的海水退出事件。印度与欧亚板块碰撞的远程效应-帕米尔高原的向北突刺和隆升是海退的主控因素 (图2),这远早于渐新世初期南极冰盖形成导致的全球性海面下降 ( Sun et al., 2020, Palaeo-3)。
图1 塔吉克盆地Aksu 剖面的磁性地层学结果表明,海水从盆地中部的退出时间为38.6 Ma
图2 西构造结帕米尔弧北楔入导致的构造抬升和盆地充填,是特提斯海水在晚始新世从塔吉克、塔里木盆地退出的主控因素
尽管在晚始新世的39 Ma左右,海水从塔里木和塔吉克盆地退出。但是,塔里木海仅仅是特提斯海的“沧海一粟”。此时,在塔吉克盆地以西以及西亚和欧洲地区仍有广阔的海洋。
他们对伊朗中部库姆弧后盆地的研究表明,海水从伊朗中部的退出时间为~17Ma (图3)。由于这一时间节点,恰逢全球中-中新世温暖期(海面上升)来临,因此不可能是全球气候变化导致了海退,而是阿拉伯板块与亚洲大陆的陆-陆碰撞加速了亚洲南缘的隆升,阻隔了伊朗中部的陆缘海与特提斯海峡的海水通道 (图4),导致伊朗中部的海水退出 (Sun et al., 2021, GPC)。
图3 伊朗中部Qom弧后盆地的磁性地层学结果表明,海水从伊朗中部退出时间为17 Ma
图4 阿拉伯板块与亚洲大陆的陆-陆碰撞导致了亚洲南缘的隆升,阻隔了伊朗中部的陆缘海与特提斯海峡的海水通道,伊朗中部发生海退
在伊朗中部海退之后,特提斯海峡仍然存在狭窄的海水通道,连接了印度洋、古地中海和大西洋。他们对阿拉伯与亚洲大陆碰撞造山带扎格罗斯前陆盆地的晚新生代地层的研究表明,特提斯海峡最终的关闭时间为12.8Ma (图5),与前几次不同,特提斯海峡的最终关闭,主要与东南极冰盖扩张导致的全球海平面自晚中新世以来的持续下降有关。而且他们提出特提斯海峡的关闭,历经了四个阶段性过程 (图6): 早中新世 (21-19 Ma) 的 “部分”开通; (2)中-中新世温暖期(17-15Ma) 的限制性沟通 (Restricted marine);中-中新世晚期 (15-12.8 Ma)的间歇性沟通 (10万年的海侵周期);晚中新世(12.8 Ma)以来的永久关闭 (Sun et al., 2021, Palaeo-3)。
图5 扎格罗斯前陆盆地的磁性地层学结果表明,海水从特提斯海峡的退出时间为12.8 Ma
图6 特提斯海峡自中新世至晚中新世的阶段性关闭过程
研究成果发表于国际专业学术期刊Palaleo-3及Global and Planetary Changes。本研究受中国国家自然科学基金基础科学中心项目(41888101)和中科院先导项目(XDA20070202)资助。
1.孙继敏*, 张志亮, 曹萌萌, Windley B, 田晟辰, 沙金庚, Abdulov S, Gadoev M, Oimahmadov I. Timing of seawater retreat from proto-Paratethys, sedimentary provenance, and tectonic rotations in the late Eocene-early Oligocene in the Tajik Basin, Central Asia[J]. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2020: 545. DOI:10.1016/j.palaeo.2020.109657.
2.孙继敏*, Talebian M, 靳春胜, 刘卫国, 张志亮, 曹萌萌, Windley B, Sheykh M, Shahbazi R, 田晟辰. Timing and forcing mechanism of the final Neotethys seawater retreat from Central Iran in response to the Arabia-Asia collision in the late early Miocene[J]. Global and Planetary Change, 2021, 197: 103395. DOI: 10.1016/j.gloplacha.2020.103395.1.
3.孙继敏*, Sheykh M, Ahmadi N, 曹萌萌, 张志亮, 田晟辰, 沙金庚, 翦知湣, Windley B, Talebian M. Permanent closure of the Tethyan Seaway in the northwestern Iranian Plateau driven by cyclic sea-level fluctuations in the late Middle Miocene[J]. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2021, 564: 110172, DOI:10.1016/j.palaeo.2020.110172.
删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)
孙继敏等-P3&GPC:新特提斯海“穿时”关闭的时间及其动力机制——从中亚的塔里木盆地到西亚的伊朗高原
本站小编 Free考研考试/2022-01-02
相关话题/阿拉伯 地质 过程 环境 地貌
郭顺等-JGR:彩色宝石揭秘造山带的脱碳方式和过程
地球演化过程中的脱碳作用(碳源)和碳吸收作用(碳汇)共同制约着地球碳循环和长期的气候-环境演化。碳吸收过程主要涉及大陆地壳的风化和海相碳酸盐岩沉积/风化作用等;脱碳过程则主要包括洋中脊火山活动、裂谷去气和岛弧环境的变质-岩浆活动以及碰撞造山带的变质作用。近年来,造山带的碳释放和迁移过程受到了国际学术 ...中科院地质与地球物理研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-02徐德克等-GPC:全新世我国南北方存在500年准周期不同步的季风降水变化过程
近百年来我国季风区降水,正在经历由1970年代之前的“北涝南旱”过渡为1970年代之后的“南涝北旱”气候状态,已对我国的社会、经济和农业产生了深远的影响。然而,现今的我国季风区降水的演化格局,是在地质历史时期的长期演化的背景下形成的。由于自然气候系统的复杂性和模拟预估的不确定性,以及人类器测温度记录 ...中科院地质与地球物理研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-02黄天明等-GRL:水力压裂中地球化学过程精细刻画
水力压裂技术的发展使得页岩油气实现了经济有效的开采,这一颠覆性技术改变了美国能源结构(美国2019年页岩气产量高达7160亿方),影响了全球能源格局,同时消除了人们对油气资源稀缺性的担心(金之钧等,2020)。中国、英国、波兰等国拟大力开发页岩气,中国2019年的页岩气产量也突破了150亿方。然而水 ...中科院地质与地球物理研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-02张帮禄等-EG:西昆仑玛尔坎苏锰矿带大型碳酸锰矿床沉积环境与形成机制
西昆仑造山带西北缘的玛尔坎苏锰矿带是近年中国北方最重要的锰矿找矿新发现。奥尔托喀讷什锰矿位于该锰矿带西端,是赋存于晚石炭世碳酸盐岩地层的大型沉积碳酸锰矿床(图1),发育了国内最富最优质的碳酸锰矿石(平均Mn品位>37%)。对于碳酸锰成矿是还原水体直接化学沉淀,还是锰氧化物成岩转化而成有不同的认识,争 ...中科院地质与地球物理研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-02尧中华等-JGR:磁重联和偶极化过程驱动木星的晨爆和极光注入现象
木星上拥有太阳系中最强的极光现象,其紫外极光图片提供了诸多丰富的特征。事实上,在哈勃太空望远镜对木星的首批极光观测中,人们就发现了巨大的极光增强区域。根据极光形态和发生位置等特征,该现象被命名为木星极光晨爆(Auroral Dawn Storm)。虽然木星晨爆事件被发现至今已有20多年,其物理机制依 ...中科院地质与地球物理研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-02张强等-Geology:海洋风尘记录对源区古环境演化指示意义的新解读
亚洲内陆作为全球重要的风尘释放区,新生代以来,在全球气候变化和区域构造运动的双重影响下,亚洲内陆的环境格局发生了深刻的变化。保存在北太平洋的风尘沉积物记录了亚洲内陆风尘源区古环境演化的重要信息。前人普遍观点认为北太平洋地区风尘通量越高,指示亚洲风尘源区越干旱,然而也有观点指出风尘通量变化与源区干旱化 ...中科院地质与地球物理研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-02苏本勋等-CMP:大型层状铬铁矿床形成过程中的矿物-粒间熔流体反应
大型层状镁铁-超镁铁岩体是研究幔源岩浆演化和成矿过程的天然实验室。对该类型岩体的一系列研究成果不仅促进了矿物学、岩石学、矿床学和地球化学等基本理论的建立和完善,也引领了这些领域的科学前沿。这类岩体赋含有丰富的铬铁矿、铂族元素、钒钛磁铁矿等矿床资源,其中的大型层状铬铁矿床储量占全球资源总量的70%。尽 ...中科院地质与地球物理研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-02贺可洋等-QSR:长江下游全新世海平面变化导致水稻驯化过程延长
农业起源是整个人类发展史上的重要事件,但学术界对野生植物被驯化成作物的过程还有许多不清楚的地方,例如对于农作物是快速驯化还是缓慢驯化的,一直存在争议。一些观点认为农作物驯化是一个快速过程,200年左右就可以完成;但越来越多的西亚小麦、大麦和中美洲玉米植物考古学证据显示,农作物驯化开始于约1万多年前甚 ...中科院地质与地球物理研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-02林红磊等-GRL:嫦娥四号揭示月壤形成机制中的关键过程
在过去的四十几亿年里,小行星撞击产生的粉碎、熔融、粘合和混合等物理过程在很大程度上改变了月球表面。在太空风化的共同作用下,月球表面形成了一层广泛分布、厚约2-15 m的月壤。理解月壤的形成机制具有十分重要的意义:一方面,月壤剖面记录了太阳风和宇宙射线的辐射历史,以及小行星对月面的撞击历史;另一方面, ...中科院地质与地球物理研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-02李兴辉等-GCA:H2O-NaCl-CO2体系热力学模拟及石英溶解度计算对金矿床成矿过程的指示
H2O-NaCl-CO2三元混合流体在岩浆、变质和热液系统中很常见,在成岩和成矿中发挥着重要作用。造山型金矿是世界上最为重要的金矿床类型,矿化以多期H2O-NaCl-CO2±CH4流体叠加成矿为特征。衡量热液系统中流体相平衡和热力学性质(PVTx),对分析成矿流体演化和成矿作用发挥着重要作用。然而早 ...中科院地质与地球物理研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-02