國際地學(xué)刊物《全球和行星變化》(Global and Planetary Change, Top 5%)近日在線發(fā)表了中科院海洋所萬世明研究組與法國巴黎薩克雷大學(xué)、自然資源部第一海洋研究所等單位合作的最新研究成果“Paleoenvironmental evolution of South Asia and its link to Himalayan uplift and climatic change since the late Eocene”。研究人員通過孟加拉灣的沉積記錄揭示了晚始新世以來南亞河流（雅魯藏布江和伊洛瓦底江等）的形成演化歷史及其與喜馬拉雅構(gòu)造隆升的聯(lián)系。
新生代亞洲構(gòu)造形變?nèi)绾斡绊懘蠛有纬珊脱莼堑厍蚩茖W(xué)的前沿科學(xué)問題,厘清二者之間聯(lián)系的關(guān)鍵在于對(duì)各自的年齡及地質(zhì)演變有精確的限定。自印度-歐亞大陸在距今約5000萬年前發(fā)生碰撞后，喜馬拉雅-青藏高原隨后的階段性隆升被認(rèn)為對(duì)亞洲河流系統(tǒng)的形成和發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響，但是其演化歷史并不清楚，尤其缺少可延伸至中新世之前的連續(xù)記錄，而這被認(rèn)為是喜馬拉雅-青藏高原隆升的關(guān)鍵時(shí)期。相比陸地，大陸邊緣的海相記錄更為穩(wěn)定連續(xù)，且有良好的地層約束。孟加拉扇作為世界上最大的深海沉積扇，新生代以來接受了巨量來自周邊大陸包括喜馬拉雅和印度次大陸的陸源剝蝕物質(zhì)，因此，孟加拉扇沉積記錄是揭示喜馬拉雅地區(qū)“構(gòu)造-河流-沉積”耦合演化的極佳載體。
圖1 南亞海-陸分布及研究站位圖
研究人員利用大洋鉆探計(jì)劃（ODP）121航次在東經(jīng)九十度海嶺北端鉆取的758站位巖芯沉積物，基于極好的鈣質(zhì)超微化石和硅藻生物地層年代約束，通過粘土礦物學(xué)以及Sr-Nd同位素地球化學(xué)方法，研究了晚始新世約3700萬年前以來孟加拉灣南部沉積物物源演化，揭示了南亞河流系統(tǒng)的形成演化歷史及其與喜馬拉雅隆升和新生代氣候變冷之間的聯(lián)系。
圖2 研究區(qū)粘土礦物及Sr-Nd同位素組成的物源示蹤
物源示蹤結(jié)果顯示（圖2），自晚始新世以來，研究區(qū)沉積物在3700-2200萬年前期間主要由印度半島片麻巖和緬甸地區(qū)滇緬馬蘇地塊巖石風(fēng)化產(chǎn)物的混合物源貢獻(xiàn)；自約2200萬年前開始，來自喜馬拉雅地區(qū)風(fēng)化剝蝕的陸源碎屑物質(zhì)逐漸成為物源主導(dǎo)，相應(yīng)來自印度半島和滇緬地區(qū)的陸源貢獻(xiàn)逐漸降低；最終在800萬年前至今，伊洛瓦底江和雅魯藏布江(或布拉馬普特拉河)成為研究站位沉積物最主要且穩(wěn)定的物源供給，同時(shí)研究區(qū)陸源通量開始近2-8倍的急劇增加。
圖3 晚始新世以來南亞構(gòu)造-氣候及河流演化的海-陸記錄對(duì)比
綜合對(duì)比研究南亞區(qū)域的構(gòu)造和氣候演化（圖3），研究人員認(rèn)為發(fā)生于中新世早期（約2200萬年前）和中新世晚期（約800萬年前）的喜馬拉雅造山帶的兩期隆升是南亞河流發(fā)育和孟加拉灣南部沉積物物源變化的主要控制因素。晚中新世以后的全球變冷和南亞的氣候變干可能加劇了喜馬拉雅地區(qū)硅酸鹽礦物的物理侵蝕作用，在此期間向孟加拉灣貢獻(xiàn)了相對(duì)更多的伊利石和綠泥石。結(jié)合沉積物源轉(zhuǎn)換、板塊構(gòu)造演化歷史以及喜馬拉雅-青藏高原隆升運(yùn)動(dòng)等事件表明，伊洛瓦底江和雅魯藏布江-布拉馬普特拉河可能起源于早中新世（約2200萬年前），并在晚中新世（約800萬年前）最終形成，自此成為類似現(xiàn)代流域規(guī)模的南亞河流系統(tǒng)（圖4）。
圖4 晚始新世以來南亞河流和古地理演化重建
本研究是迄今有關(guān)南亞地區(qū)古環(huán)境演化最長(zhǎng)且連續(xù)的陸源沉積記錄，對(duì)于理解喜馬拉雅構(gòu)造和河流系統(tǒng)長(zhǎng)期演化及其成因聯(lián)系具有重要科學(xué)意義。
中科院海洋所宋澤華博士研究生為文章第一作者，中科院海洋所萬世明研究員、法國巴黎薩克雷大學(xué)Christophe Colin教授為文章通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院戰(zhàn)略先導(dǎo)科技專項(xiàng)、泰山和鰲山學(xué)者項(xiàng)目以及國家公派留學(xué)基金支持。
論文出處及鏈接：
Song, Z., Wan, S*., Colin, C*., Yu, Z., R villon, S., Jin, H., Zhang J., Zhao, D., Shi, X., Li, A. Paleoenvironmental evolution of South Asia and its link to Himalayan uplift and climatic change since the late Eocene. Global and Planetary Change, 2021, doi: 10.1016/j.gloplacha.2021.103459.
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921818121000448
