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始新世时期半湿润的中亚古环境
亚洲中纬度干旱区发展成现今的大范围干旱区,有其深刻的大地构造背景。我们知道地球上最近的一次超大陆汇聚发生在距今 2.5 亿年前的潘基亚超大陆时期,但从距今 2.3 亿年以来,潘基亚超大陆开始裂解。尤其是白垩纪末期(距今 9 400 万年)以来,南半球冈瓦纳大陆的裂解加剧,非洲、印度板块纷纷从南极洲板块脱离向北漂移。直至距今 6 000 万年前后,印度板块的前端已经与亚洲南缘沿着雅鲁藏布江缝合带的中段发生碰撞。但是在印度板块与亚洲板块碰撞带的东、西构造结,一般认为碰撞较晚,直至距今 5 000 万年前后才完全碰撞。不仅印度板块向北漂移,非洲板块同样北漂,二者与欧亚板块的汇聚,加速了新特提斯海的收缩。
距今5 000 万年的早始新世时期(图 2),区域大地构造演化已经影响到中亚的古气候。最近的研究表明,印度次大陆自冈瓦纳大陆裂解以后,当漂过赤道,到达热带辐合带(Intertropical Convergence Zone,ITCZ)控制范围时,已经有南亚季风的形成,这已被早始新世的数值模拟所证实。同时,Shukla 和 Mehrotra在印度西北的拉贾斯坦邦发现了早始新世(距今5 500 万年—5 200 万年)指示气候湿润的煤系地层,且通过对大量阔叶植物化石的分析,表明当时的降水量可达 1 800 毫米/年,干、湿季节分明,这说明南亚季风有可能在距今 5 000 万年前后即已形成。
需要说明的是,印度与亚洲板块在距今 5 000 万年已经完全碰撞,碰撞边界的山脉隆升至少会在一定程度上阻挡南亚季风深入亚洲大陆腹地。此外,尽管受非洲、印度板块与欧亚板块碰撞导致新特提斯海范围有所缩小,但是在现今的中亚地区及其以西地区仍然存在广阔的海域,西风环流可以将大量水汽带入中亚。
即使到了始新世晚期(距今 4 000 万年左右),海水才从塔里木盆地退出,这也与 Carrapa认为在连通塔里木与塔吉克盆地的阿莱海峡最西端(塔吉克盆地的最东端)的海退时间为距今 3 900 万年前相吻合,因为处在阿莱海峡东部的塔里木盆地不应比这更晚。但是,晚始新世(距今 4 000 万年)海水从塔里木盆地的退出过程主要与帕米尔高原的向北突刺有关。此时,在帕米尔高原以西的塔吉克盆地大部及其以西地区仍有广阔的海洋。而且,此时的帕米尔高原并没有与南天山相撞,二者之间至少存在 300 公里的水汽通道,并且此时天山山脉尚未发生构造复活,仍保留中生代长期剥蚀后的低海拔,西风环流可以将来自大西洋和新特提斯海的水汽带入中亚。无论在塔里木盆地的苏维依组,还是准噶尔盆地的紫泥泉子组,都是以湖湘地层为主;更东边的蒙古国南部地区在晚始新世也是湖泊-河流相沉积环境。这表明,这一时期的中亚至少是半湿润气候。