轨道强迫(万年尺度)在渐新世冰盖形成后开始显现其重要性。随着南极冰盖规模的扩大,地球反照率对日照量变化的敏感性提高,使得轨道参数变化能够驱动可观测的气候波动。这一机制为随后的新近纪和第四纪冰期旋回奠定了基础。
古近纪大陆地形的重塑与全球地貌演化:
新生代古近纪(约6623百万年前)是地球大陆地形发生革命性变化的时期,这一阶段见证了现代海陆格局的雏形形成,各大洲逐渐接近现今位置,全球造山运动进入新阶段。古近纪大陆地形的演变不仅改变了地球表面的物理形态,更深刻影响了气候系统、生物演化和地表过程。从崛起的年轻山脉到萎缩的古老大洋,从扩张的新生洋盆到沉降的大型盆地,古近纪的地形演变史是一部构造力量与侵蚀作用相互博弈的史诗。
劳亚古陆的解体与北大西洋扩张
古近纪初期,劳亚古陆(Laurasia)的最终解体过程塑造了北半球的基本大陆格局。白垩纪末期开始的大西洋中脊扩张在古近纪加速推进,导致北美与欧洲之间形成完整的北大西洋洋盆。这一分裂过程并非均匀进行,而是表现为一系列阶段性扩张事件。古新世早期(约62百万年前),北大西洋北部开始出现显着的海底扩张,格陵兰与欧洲之间形成初期洋盆,挪威格陵兰海开始发育。这一时期的扩张速率相对缓慢,每年约12厘米,导致北大西洋北部形成独特的地形特征——广泛分布的火山高原和破碎的微大陆块体。
始新世(约5634百万年前)是北大西洋扩张的关键期,特别是约55百万年前的北大西洋大火成岩省形成事件,在格陵兰与不列颠群岛之间堆积了巨量的玄武岩流,形成了法罗格陵兰海台。这一火山活动不仅改变了区域地形,还通过释放大量温室气体影响了全球气候。随着扩张持续,到始新世中期(约45百万年前),北大西洋中脊延伸至北极地区,连接了北大西洋与北冰洋的海水交换。这一洋盆扩张过程造就了现代北大西洋的基本形态,同时也重塑了周边大陆边缘的地形——北美东海岸和欧洲西海岸形成典型的被动大陆边缘,沉积了厚达数千米的古近纪沉积层序。
北大西洋的打开对全球地形产生了深远影响。一方面,它改变了全球海洋环流模式,为后来的北大西洋暖流系统奠定基础;另一方面,北美板块的向西移动增强了与太平洋板块的挤压,导致北美西部造山带重新活化。特别值得一提的是,格陵兰作为北美板块的一部分,在始新世晚期(约35百万年前)才完全与欧洲分离,形成了独立的格陵兰海盆,这一事件标志着北大西洋扩张的基本完成。
特提斯洋的萎缩与阿尔卑斯喜马拉雅造山带形成
古近纪是特提斯洋(Tethys Ocean)逐渐萎缩并最终消失的时期,这一过程造就了地球上最雄伟的山脉系统。非洲阿拉伯板块持续向北移动,与欧亚板块碰撞,导致残余特提斯洋的逐渐闭合。这一碰撞过程在不同区段表现出不同特点,形成了复杂多样的山地地形。
阿尔卑斯造山带在始新世开始主要造山期(约45百万年前),非洲板块与欧洲板块的斜向碰撞导致特提斯洋的欧洲部分逐渐闭合。这一造山过程具有明显的穿时性,从西向东逐步推进:西欧段的挤压变形开始于中始新世,而东段的喀尔巴阡山脉变形则持续到渐新世甚至新近纪。阿尔卑斯造山运动产生了典型的薄皮构造,形成了一系列推覆体构造和复理石盆地,地形高差迅速增大,估计始新世晚期阿尔卑斯山已隆升到2000米以上的高度。这些年轻山脉的快速抬升导致周边前陆盆地(如磨拉石盆地)的快速沉降,沉积了反映造山过程的粗碎屑沉积物。
喜马拉雅造山带的地形演化更为壮观。印度板块在白垩纪末期已开始与欧亚板块接触,但主要造山期始于始新世中期(约50百万年前)。最初的碰撞导致特提斯洋的印度段迅速闭合,残余海道在始新世晚期消失。与阿尔卑斯造山带不同,喜马拉雅的变形主要表现为厚皮构造,印度大陆地壳大规模俯冲到欧亚板块之下,形成双重地壳结构。始新世晚期至渐新世(约4030百万年前),喜马拉雅地区开始快速隆升,初步形成了显着的地形高差。特别重要的是,这一时期的构造活动形成了主中央逆冲断层(MCT),使高喜马拉雅结晶岩系推覆到低喜马拉雅沉积岩系之上,奠定了喜马拉雅山脉的基本构造格架。
小主,
特提斯洋东段的闭合同样产生了重要地形效应。阿拉伯板块与欧亚板块的碰撞形成扎格罗斯造山带,这一过程始于始新世晚期,导致新特提斯洋的最终关闭。扎格罗斯造山带的独特之处在于其同时受到板块碰撞和走滑变形的影响,形成了复杂的构造地貌。在更东部的东南亚地区,澳大利亚板块开始向北移动,与东南亚地块初步接触,预示着未来印度澳大利亚板块与欧亚大陆的更全面碰撞。
北美西部的地形变革
古近纪的北美西部经历了剧烈的地形重组,这一过程与法拉隆板块的俯冲密切相关。拉拉米造山运动(Laramide orogeny)在古新世达到高峰,这一独特的造山事件导致北美西部内陆地区(如落基山脉)发生基底卷入式变形,形成了宽阔的隆起和断陷盆地,与现代典型的俯冲带相关造山模式明显不同。拉拉米造山的非典型性被认为与法拉隆板块的浅角度俯冲有关,这种俯冲方式将变形应力传递到离海沟更远的内陆地区。
始新世时期,北美西部地形继续演变。随着法拉隆板块的进一步俯冲,俯冲角度逐渐变陡,造山活动从内陆向海岸迁移。这一时期形成了着名的盆岭省(Basin and Range Province)雏形,表现为一系列平行山脉与谷地相间的拉伸构造地貌。科迪勒拉火山带开始活跃,特别是在始新世中晚期(约5040百万年前),大规模火山活动在黄石斯内克河平原地区形成了广泛的火山岩高原。这些火山活动不仅改变了地表形态,还通过释放大量火山物质影响了区域沉积环境。
北美西部海岸地区在古近纪经历了复杂的地形变化。法拉隆板块的持续俯冲导致弧前盆地的形成与改造,加利福尼亚海岸山脉开始发育。特别值得注意的是,约30百万年前的渐新世晚期,法拉隆板块完全俯冲殆尽,太平洋板块开始与北美板块直接接触,这一转变预示着后来圣安德列斯走滑断层系统的形成,为北美西部地形演化开辟了新篇章。
南美与非洲的分离及安第斯造山
南美板块在古近纪经历了显着的地形变化。南大西洋的持续扩张导致南美与非洲完全分离,这一过程始于白垩纪,但在古新世始新世达到高潮。南大西洋的打开呈现出剪刀式扩张特征,从南向北逐步推进,导致南美板块整体向西移动,与纳斯卡板块的相互作用日益增强。
安第斯造山带在古近纪进入新的发展阶段。随着南美板块的向西移动,纳斯卡板块的俯冲速率增加,导致安第斯山系开始大规模隆升。始新世是安第斯造山的关键期,特别是中安第斯地区(现今秘鲁和玻利维亚一带),火山弧活动显着增强,形成了广泛的火山岩覆盖层。与北美西部的拉拉米造山不同,安第斯造山主要表现为典型的俯冲相关造山模式,形成狭窄而高耸的山链。渐新世时期(约3023百万年前),安第斯山脉已达到相当高度,开始对区域气候产生显着影响,形成了明显的雨影效应。
南美东部则形成了广阔的内陆盆地系统,如亚马逊盆地和巴拉那盆地。这些盆地在古近纪接受了大量来自安第斯造山带的沉积物,反映了山脉隆升与盆地沉降的耦合关系。特别值得关注的是亚马逊河系统的演化,始新世时期亚马逊河可能已初步形成东西向水系,但与现代南北向水系格局仍有显着差异。
南极洲的地形孤立与冰川准备
古近纪是南极洲地形演化的重要过渡期。随着冈瓦纳大陆的最后分裂,南极洲在始新世逐渐成为孤立大陆。德雷克海峡的打开(约34百万年前)和塔斯马尼亚海峡的扩张将南极洲与南美及澳大利亚完全隔离,形成了连续的南极绕极流。这种地形隔离对后来的南极冰盖形成具有决定性意义。
南极洲本身的地形在古近纪经历了显着变化。横贯南极山脉持续隆升,将大陆分为东南极和西南极两个地形单元。东南极主要由古老稳定的地盾构成,地形相对平缓;而西南极则由多个地壳块体拼合而成,地形更为破碎。这种地形分异为后来冰盖的不对称发展提供了基础条件。
值得注意的是,古近纪大部分时期南极洲并无冰盖覆盖,海岸地区发育温带雨林,内陆则为凉爽温带植被。地形高度分析表明,东南极部分区域在当时已隆升至足够高度(超过2000米),为后来冰川形成准备了地形条件。渐新世初期(约34百万年前)南极冰盖的突然形成,很大程度上得益于这些预先存在的高海拔地形。
亚洲东部的陆缘演化
亚洲东部在古近纪经历了复杂的陆缘演化过程。太平洋板块的俯冲在东亚形成了活跃的沟弧盆系统。日本群岛开始从亚洲大陆分离,形成日本海盆的雏形。这一伸展过程与太平洋板块俯冲角度的变化有关,导致弧后地区处于拉伸应力状态。
中国东部的地形在古近纪主要表现为差异性升降。华北地块经历多期裂陷作用,形成一系列北东向的断陷盆地,如渤海湾盆地。这些盆地接受了厚达数千米的古近纪河湖相沉积,成为中国重要的油气产区。华南地块则相对稳定,地形起伏较小,广泛发育红色风化壳,指示热带亚热带气候条件下的长期风化作用。
小主,