西寧盆地精確年代測定及其意義研究獲進展

西寧盆地是青藏高原向東北擴展生長的「前哨」，也是東亞季風濕潤氣候向中亞內陸乾旱氣候過渡的核心地帶。盆地內堆積了厚層、幾乎連續的以細粒河湖相為主的新生代沉積物，含有豐富的哺乳動物化石，尤以產中國早中新世標準動物群——謝家動物群而著名，頂部河流階地上覆蓋了厚層風成粉塵堆積，它們詳細記錄了亞洲內陸乾旱和東亞季風演化、動植物演替以及黃河形成與高原隆升過程等重要信息。因此，西寧盆地的古生物氣候地層學自上世紀70年代發現謝家動物群以來，一直備受關注。然而，西寧盆地新生界年代學、特別是含謝家動物群化石地層的準確時間標尺至今並未能達成共識且爭議頗大，嚴重阻礙了對上述熱點科學問題的深入探討。

為此，中國科學院青藏高原卓越創新中心、青藏高原研究所方小敏課題組聯合國內外科學家，對不同研究小組所開展的剖面地層序列、岩相特徵和古地磁測年進行了詳細的野外核查和分析，並在盆地中央選擇了地層出露較為完整、連續的剖面開展新的高解析度古地磁年代學研究，結合全盆古生物、地層序列、岩相和磁性地層的綜合集成分析，以及含謝家動物群剖面底部最新發現的火山灰絕對測年結果，獲得了以下重要認識: (1) 不同研究小組在盆地不同地點/剖面所獲得的古地磁極性事件以及地層岩相序列都具有很高的相似性和可對比性，重新釐定和確定盆地新生代大約從54 Ma開始河湖相沉積並連續堆積至4.8 Ma，從而建立了青藏高原東北部最完整、連續的新生代地層高精度年代序列；(2) 確證謝家動物群的年代為晚漸新世約25 Ma，為修訂中國陸相「謝家階」和相應的陸生哺乳動物分期「謝家期」提供了年代學依據；(3) 限定盆地純風成粉塵紅粘土的堆積時間以及最高階地的形成時間均在約4.8~3.6 Ma以來，揭示黃河上游最大支流(湟水流域)自此開始形成；(4) 發現盆地新生代多種氣候代用指標記錄與全球溫度變化趨勢和事件基本吻合，暗示全球變冷可能是亞洲內陸乾旱化的主控因子，高原隆升和副特提斯海退卻的影響疊加其上；(5) 發現西寧盆地經歷了盆地形成到消亡的完整沉積環境演化過程，記錄了祁連山東段新生代經歷的三大構造隆升階段: 早期開始於約54 Ma和中期22.5 Ma的緩慢隆升，晚期17 Ma、8~7 Ma以及4.8~3.6 Ma以來開始明顯加速的幕式強烈隆升，它們是對印度板塊與歐亞板塊自約55 Ma開始碰撞以來持續推擠變形的遠程同步響應，暗示需要新的青藏高原的變形隆升機制才能解釋。

這是高原東北部系統建立的新生代最完整、連續的高精度年代序列，為生物地層學、古氣候學、地貌學及構造地質學等相關研究奠定了準確的年代學基礎，對深入理解青藏高原隆升、乾旱-季風系統和生物多樣性演化與未來氣候變化具有重要的促進作用。

該項成果近期發表於國際地學期刊Earth-Science Review(Fang X M，Fang Y H，Zan J B，et al.，Cenozoic magnetostratigraphy of the Xining Basin，NE Tibetan Plateau，and its constraints on paleontological，sedimentological and tectonomorphological evolution. Earth Science Reviews，2019，190: 460–485)。該研究得到國家自然科學基金 (41620104002) 和中科院A類戰略性先導科技專項 (XDA20070201) 的資助。

圖1 青藏高原東北部西寧盆地位置及構造地貌簡圖

圖2 西寧盆地新生代磁性地層綜合集成分析

來源：中國科學院青藏高原研究所

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