Geological Society of America Bulletin：青藏高原东北部柴达木盆地新生代地层磁极性地层学、物源和古气候研究

柴达木盆地是青藏高原东北缘最大的沉积盆地，盆地内巨厚的新生代河湖相地层记录了周边山脉隆升和区域环境演变信息，其中大红沟地区的新生代地层出露良好（厚约6200 m），成为近年来柴达木研究的重点关注地区之一（图1）。然而，此处新生代地层的年代学结果一直存在巨大争议，主要存在两种观点：一种认为其年代为~54-6 Ma，底部年龄为古新世(例如Ji et al., 2017)；另一种观点则认为其年代范围为~25-5 Ma，底部年龄为晚渐新世(Wang et al., 2017)。二者的年代模型相差近3000万年，严重制约了对高原东北缘构造与古环境演化的深入理解。

兰州大学资源环境学院的聂军胜教授（中科院青藏高原地球科学卓越创新中心客座研究员）团队及其合作者近期对这套含中中新世哺乳动物化石的地层开展了磁性地层、沉积物源和古气候综合研究。借助古生物化石提供的地层年代学约束，本文磁性地层学结果表明大红沟剖面的年代为~21-5 Ma，与Wang et al. (2017)的年代学结果较为接近（底部年代略有差异）。所获得的磁极性序列与Ji et al. (2017)和Wang et al. (2017)在该区结果基本类似并可相互对比（图2），但是本文采样剖面更厚，底部地层更全，获得了研究区更为完整的磁极性序列（图2），为该套地层年代学框架的确定提供了更为全面的新数据。

除了进行了古地磁定年工作，作者还对这套地层进行了物源分析，通过综合分析砂岩古流向、锆石U-Pb年代和重矿物成分，捕获了研究区3次源区变化（图3）：

l21-18.5 Ma期间，向东的古水流方向和集中于古生代的锆石年代结果共同指示物源可能来自大红沟西面的祁曼塔格山。

l18.5-11Ma期间，古流向变为向南流，重矿物和锆石U-Pb年代组成也发生了明显的变化（图3），说明物源变为北面的祁连山。然而锆石U-Pb年代呈多峰分布且中生代年代较多，与祁连山基岩的年代不同，说明此时物源应该来自祁连山基岩上覆盖的沉积岩，可能是对祁连山早期隆升的响应。

l11 Ma之后，锆石U-Pb年代又变为集中于古生代的单峰分布模式，与剖面北边祁连山火成岩的年代一致。而磁组构记录也表明剖面的古水流方向从11 Ma之前的近南北向变为垂直于现今祁连山-党河南山走向的北东-南西向，这些证据共同指示了祁连山在11 Ma后发生了向南的快速生长。他们通过环境磁学指标重建了剖面的古降水变化，发现研究站点11 Ma之后降水增加，可能是祁连山向南生长产生的截水效应所致。

l8 Ma后，锆石U-Pb年代变为多峰分布，但是与之前不同，古生代年代要远多于中生代的年代，作者把这一物源的变化解释为祁连山的进一步向南生长，导致剖面北边火成岩南面的沉积和变质岩的隆升与剥蚀，为研究区提供了新的物源。

这项研究通过多指标的综合分析，深化了对柴达木盆地沉积地层年代、物源和古气候变化的认识。作者强调，尽管大红沟地区接受新生代沉积的时间可能较晚，但是前人研究显示盆地西部可能存在较老的新生代地层，因此还需更多的工作来认识柴达木盆地新生代的演化历史及其与祁连山、昆仑山隆升间的动力学联系。最后，作者表示本次研究沿用了前人对大红沟剖面岩石地层单元的划分和命名，这样简单的沿用是否合适也需进一步验证。

研究成果以“Magnetic polarity stratigraphy, provenance, and paleoclimate analysis of Cenozoic strata in the Qaidam Basin, NE Tibetan Plateau”为题发表在国际期刊《Geological Society of America Bulletin》上。该研究得到了第二次青藏高原科学考察项目基金和国家自然科学基金的共同资助。

论文链接：https://doi.org/10.1130/B35175.1

图1研究区地质图. DHG：大红沟剖面

图2柴达木盆地大红沟地区新生代磁性地层对比关系图

图3大红沟剖面物源、磁组构和古气候指标对比图