高原生長與演化

科考分隊長丁林院士
青藏高原是世界上海拔最高范圍最廣的高原地區,以其最復雜的構造格局、最重要的環境效應成為全球地球科學研究關注的焦點。在這一區域,發生了和正在發生著強烈的構造作用,大陸碰撞造成高原不斷隆升,巨厚的巖石圈托起海拔最高,面積最廣的世界地球第三極,對區域和全球氣候演化產生了重要影響。高原隆升是大陸碰撞的主要變形構造,高原的高程變化是對大陸板塊碰撞構造變形過程的準確計量,高原高度的變化敏感地影響著河流、冰川等地貌過程的演變以及亞洲甚至全球的氣候系統。開展高原生長與演化科考研究對深化認識構造—氣候—地貌—生物協同演化過程、促進青藏高原地球系統科學發展,以及應對全球氣候變化都具有十分重要的意義。
本任務主要圍繞青藏高原隆升與機制及演化這一關鍵科學問題,開展古高度、綜合地球物理、構造地質、古生物、古地理、古環境、巖石地球化學、地球動力學模擬等綜合考察研究,揭示青藏高原不同山脈的隆升歷史、隆升的深部動力學機制和淺部響應,闡明隆升與古生物、古地理環境及風化剝蝕的協同演化關聯機制。重點針對青藏高原北緣的昆侖山、祁連山、阿爾金山和東南緣橫斷山等古高度變化,結合海陸轉換、盆地響應、地殼尺度的變形響應、動力學模擬等,解析高原不同塊體的隆升過程與動力學機制。選取藏北可可西里、南迦巴瓦、南亞通道等關鍵區,完成橫切青藏高原南北巖石圈大斷面的深部結構圖,結合可可西里、羌塘、拉薩和喜馬拉雅等研究薄弱區中新生代巖漿巖及深源包體和變質巖考察研究,揭示高原生長的深部動力學過程、高原深部巖石圈的組成與熱狀態及演化過程。聚焦古地理格局和構造地貌演變,開展關鍵時段古構造、古地貌、古氣候、古生態特征研究,恢復印度—亞洲碰撞以來的古地理格局與地貌過程。通過查明風化剝蝕與氣候、地形、地表物質組成等關系,揭示不同氣候區風化剝蝕的過程、時空變化及其與高原隆升和全球變化的關系。通過對青藏高原關鍵地區關鍵時段深時地層和古生物研究,恢復各地塊之間的相對空間對比關系,結合大陸拼合過程研究,構建高原早期演化過程。通過識別新生代高原動植物群更替的過程,揭示新生代高原動植物群更替與高原隆升、水系變化、邊界建成和氣候環境變化之間的關系,提出化石資源利用和保護的建議。
本任務設置了8個專題:關鍵地區巖石圈精細結構與淺部響應、典型地區巖石圈組成演化與深部過程、特提斯域大陸增生與第三極形成、碰撞以來古地理格局與構造地貌過程、生物與高原隆升協同演化、深時特提斯生物與環境演變、高原風化剝蝕歷史及氣候環境效應、高原不同地塊的隆升過程與動力學機制。
本任務承擔單位為中國科學院青藏高原研究所,專題承擔單位包括中國科學院青藏高原研究所、中國地質科學院地質研究所、中國科學院廣州地球化學研究所、北京大學、中國科學院古脊椎動物與古人類研究所、蘭州大學、南京大學。任務分隊長為丁林院士,執行負責人為白玲研究員、高銳院士和沈樹忠院士。

