青藏高原东北缘中新世风成沉积记录的东亚夏季风轨道尺度变化及其驱动机制

研究人员针对青藏高原东北缘15-10 Ma期间高分辨率风成沉积记录缺乏的问题，通过磁性地层学、旋回地层学和碎屑锆石物源分析，建立了中中新世东亚夏季风(EASM)演化的天文年代标尺。研究发现EASM变化主要受405 kyr偏心率周期调控，西秦岭山脉13-12 Ma的快速隆升导致物源转变，揭示了轨道尺度上低纬夏季太阳辐射与南极冰盖波动共同驱动降水变化的机制。

　　

理解东亚夏季风(EASM)的历史演变对预测未来气候变化至关重要，然而青藏高原东北缘15-10 Ma期间的风成沉积记录存在明显空白。这一时期正值中中新世气候最适宜期(MMCO)向中中新世气候转型期(MCT)过渡的关键阶段，全球气候从温暖期急剧转向冷却期。长安大学地球科学与资源学院（Key Laboratory of Western Mineral Resources and Geological Engineering, Ministry of Education of China）的研究团队在《Geomorphology》发表的研究，通过青藏高原东北缘尖扎盆地89.1米厚的风成红黏土剖面，揭示了中中新世EASM的轨道尺度驱动机制。

研究人员采用磁性地层学确定剖面年龄框架（12正11反极性带，对应GPTS的C5n.2n-C5Bn.2n），利用频率依赖性磁化率(χ_fd)作为季风代用指标进行旋回地层分析，结合碎屑锆石U-Pb物源示踪和沉积速率(SAR)计算等关键技术。通过高斯带通滤波提取405 kyr偏心率信号，建立了15.231-10.439 Ma的高分辨率天文年代标尺。

磁性地层与年代框架

剖面识别出12个正极性带和11个反极性带，与地磁极性年表(GPTS)的C5n.2n-C5Bn.2n段精确对应，确定剖面年代为15.26-10.39 Ma。χ_lf值在2.1×10^-8-25.7×10^-8 m³/kg之间波动，在35.6 m、45.2 m和81.3 m处出现峰值，对应河流-湖相砂砾岩层。

风成沉积证据

粒度分布显示20-50 μm主峰（粉砂占比65-75%），与黄土高原庄浪(ZL)和洛川(LC)典型风成沉积一致；X射线衍射显示石英、长石和方解石为主的矿物组合；稀土元素配分模式与黄土高原样品高度相似，确认为风成成因。

物源转变与构造活动

碎屑锆石U-Pb年龄谱显示14.08-10.2 Ma期间古元古代锆石比例从43%增至62%，揭示西秦岭山脉在13-12 Ma快速隆升成为主要物源区。沉积速率分析显示SAR在13-12 Ma从1.6 cm/kyr骤增至9.4 cm/kyr，对应构造抬升事件。

轨道尺度季风变化

χ_fd记录的频谱分析显示显著的405 kyr偏心率周期（7.31 m沉积旋回），其次为126.8 kyr和95 kyr短偏心率周期。与全球海洋δ¹⁸O记录对比发现，低χ_fd值对应偏心率极小值和δ¹⁸O极大值，反映冷期季风减弱。

研究将中中新世EASM演变分为三阶段：15.231-13.0 Ma随全球降温快速减弱；13.0-10.7 Ma受西秦岭隆升影响短暂增强；10.7-10.439 Ma随南极冰盖扩张显著减弱。创新性提出盆地边缘2°-3°临界坡度带的"弱河流/强风成"沉积模式，阐明轨道尺度上偏心率调控的低纬夏季太阳辐射与南极冰盖波动共同驱动降水变化的双机制。该研究不仅填补了中中新世亚洲风尘记录空白，为理解构造-气候耦合作用提供新证据，也为预测未来全球变暖背景下季风系统响应提供了地质参照。