青藏高原的隆起与形成是晚新生代以来地球地质历史上最重大的事件之一,对全球气候和环境变化有着非常重要的影响。目前国际上占主流的“构造隆升驱动气候变化”假说认为:新生代以来青藏高原的抬升引起了大体积沉积物的剥蚀与风化,特别是硅酸盐矿物的风化,消耗了大量大气CO2,从而使全球气候总体上趋冷。与此同时,青藏高原的河流还搬运了大量的具有高放射性Sr同位素特征的Sr通量进入海洋,从而引起海水87Sr/S6Sr自40Ma以来稳定增长。　　 为验证这一假说,我们首次对发源于青藏高原东部的金沙江、澜沧江、怒江、黄河、雅砻江、岷江与大渡河在它们刚流下青藏高原的地点进行了综合采样。分析河水中的主量离子含量和Sr同位素比值,计算碳酸盐和硅酸盐风化速率。研究结果显示,青藏高原东部七条河流中,硅酸盐风化供给了约5％-38％(平均16％)的主量离子到河水中,碳酸盐风化与蒸发岩溶解的贡献值分别为26％-81％(平均66％)与8％-36％(平均19％),表明此七条河流主要由碳酸盐和蒸发岩所控制,硅酸盐风化相对较弱。计算得到的碳酸盐风化速率为11.5 t km2a-1-65.2 t km2a-1,硅酸盐风化速率为3.0tkm2a-1-9.1 tkm2 a-1。七条河流的单位面积化学剥蚀通量(包括硅酸盐风化、碳酸盐风化与蒸发岩风化)平均约为56 t km2 a-1,远高于全球平均值,这说明青藏高原区域经历着很强的化学剥蚀。结合其它学者已发表的青藏高原南部三条河流(恒河、布拉马普特拉河与印度河)的数据,源自青藏高原十条河流的硅酸盐风化每年平均共消耗大气CO2为328×109mol a-1,仅占全球大陆硅酸盐岩风化所消耗大气CO28700×109 mol a-1。的3.8％,并仅为全球通过河流向海洋输送有机碳(来自陆地上生物的消耗)通量的2.5％,表明青藏高原地区岩石风化相比全球光合作用对大气CO2的摄取是很小的。　　 青藏高原东部七条河流中,Sr含量为1.60μmol1-1-5.14μmol1-1,87Sr/86Sr为0.71010-0.71296,具有典型的高Sr含量和低Sr同位素比值的特征。硅酸盐来源的Sr占河水中总Sr含量的比例均不超过20％,远低于青藏高原南部的恒河(源水平均70％)与布拉马普特拉河(平均约45％)。七条河流搬运入海的Sr通量为0.75×109mol a-1,平均87Sr/86Sr为0.71123,计算得到的87Srex通量(超过海水87Sr/86Sr部分的87Sr通量)为1.55×106mol a-1。结合青藏高原南部四条河流(恒河、布拉马普特拉河、印度河与伊洛瓦底江)的数据,十一条大河搬运的总Sr通量为3.47×109mol a-1,占全球河流搬运入海总sr通量的10.2％。07Srex通量为27×106mola-1,占全球河流87Srex值的32.5％。假设40 Ma以来全球其它河流输送入海的Sr通量保持常量,而青藏高原区域的十一条河流所贡献的Sr通量从40 Ma前的0线性增加到现在的值,那么与构造抬升相对应的这一Sr通量的增加能够解释同一时期海水87Sr/86Sr增长量的69％,表明青藏高原化学风化对海洋的Sr同位素演化有着非常重要的影响。　　 起源于青藏高原的大河是从高原向海洋搬运剥蚀物质的主要途径,这些河流位于青藏高原腹地和周边的上游直接承载了高原剥蚀与风化过程的重要信息。对于青藏高原南部的恒河、布拉马普特拉河与印度河,源水和中下游的研究均较为充分。而长江作为发源于青藏高原的第一大河,目前对它的研究主要还是集中于中下游。为此,我们首次系统采集了长江源水(沱沱河、楚玛尔河、尕尔曲与布曲)、通天河与金沙江干支流的河水与沉积物样品40余组,测定主量离子含量和Sr同位素比值,分析它们的地球化学特征。结果显示,长江源水主要受蒸发岩所影响。在源水沱沱河与楚玛尔河,Na和Cl含量高达10000μmol1-1左右,Sr含量分别为10.84μmol l-1和11.07μmol1-1,蒸发岩的贡献最高超过90％,并呈现自流域东南向西北递增的趋势。在金沙江干流中,硅酸盐风化随着金沙江缝合带侵入岩、火山岩和高级变质岩的出露而自源水向下游逐渐加强。硅酸盐风化速率在攀枝花达到最大,与攀枝花附近广泛分布的高级变质岩和花岗岩类相一致。流域中最高的碳酸盐风化速率处于攀枝花下游的华弹至宜宾段,与白云岩和灰岩的大量分布相一致。从时间上看,冬季样品的主量离子和Sr含量均低于夏季,而87Sr/86Sr更高,主要是由于源区冬季干寒、水流量极小,从而蒸发岩的贡献明显下降。硅酸盐风化消耗的大气CO2通量为75.8×109 mol a-1,搬运的87Srex通量为1.13×106 mol a-1,均明显低于恒河与布拉马普特拉河,分别占全球河流贡献值的0.9％和1.36％。结合其他学者已发表的长江中下游数据,整个长江流域硅酸盐风化速率和87Sr/86Sr呈现“源水/通天河低-金沙江较高-长江宜宾至宜昌流域低-宜昌至河口较高”的趋势,同时碳酸盐风化速率远高于硅酸盐。从青藏高原区域来看,源自青藏高原南部的恒河与布拉马普特拉河具有独特的高Sr含量和高87Sr/86Sr比值的特征,而澜沧江、怒江、黄河、红河及印度河等均与长江相似,为高Sr含量低87Sr/86Sr比值,硅酸盐风化的贡献相对较小,从而对大气CO2消耗和对海水。87Sr/86Sr演化的贡献远远弱于恒河与布拉马普特拉河。　　 此外,河流沉积物很好的代表了流域中的陆壳平均值,承载了丰富的源区信息,可用来反映流域中的大地构造背景,推断构造演化历史,鉴别构造单元属性和揭示高原岩石圈的地球化学不均一性。本次研究首次在青藏高原不同构造单元内的40余条河流系统采集河床沉积物50余组,分析常量、微量元素及Sr-Nd同位素地球化学特征,追踪沉积物的物源,识别流域中的风化程度、机制及地球化学过程,推测河流流域的构造背景和判断地体之间的构造亲缘性。　　 初步研究显示,青藏高原不同地体内河流沉积物的SiO2含量平均为62.2％,CaO含量在长江源区、拉萨地体的北部及祁连地体的疏勒河等地超过了10％,表明碳酸盐岩也是一个重要的物源。流经缝合带处的样品的Fe2O3和MgO含量明显高于其它河流,反映了基性一超基性岩中铁镁矿物的贡献。化学风化指数(CIA)平均为60.2,风化程度较弱。稀土元素含量较高,EREE(稀土元素总量)平均186.0μgg-1,高于上陆壳平均值。稀土元素配分曲线显示了轻稀土富集、重稀土平坦、Eu异常较为显著和基本无Ce异常的特征。尽管不同地体内河流沉积物的稀土元素总量变化较大,但它们的球粒陨石标准化曲线与上陆壳平均值均非常相似,表明青藏高原河流沉积物主要来自于上陆壳。物源图解分析表明,青藏高原河流沉积物的源岩以长英质组分占绝对优势,镁铁质比重只是在缝合带处超基性岩、基性岩分布的流域相对略高。构造背景图解中,青藏高原河流沉积物源区的构造背景主要为大陆岛孤和活动大陆边缘,反映了青藏高原“多洋盆、多俯冲、多碰撞和多造山”的动力学作用过程。祁连地体的几条河流及拉萨地体的雅鲁藏布江干支流位于被动大陆边缘,与祁连北部华北克拉通和拉萨南部喜马拉雅古老基底相对稳定的构造背景一致。　　 青藏高原不同地体内河流沉积物的Sr-Nd同位素特征表明,喜马拉雅地体和祁连地体具有较高的。87Sr/86Sr和低的end(O)值,反映了古老的、演化成熟的大陆地壳特征。较低的87Sr/86Sr和高的end(0)值主要出现于南拉萨地体(冈底斯)、东昆仑-柴达木地体南部及金沙江缝合带,它们是整个青藏高原区域内构造和岩浆活动最强的地区,蛇绿岩和火山岩广泛分布。南拉萨地体同时展现了由雅鲁藏布江缝合带蛇绿岩和喜马拉雅古老陆壳两个端元的混合特征,表明喜马拉雅带随着特提斯洋板块的俯冲消减及新特提斯洋的闭合,已沿着雅鲁藏布江缝合带俯冲到拉萨地体之下并发生了物质的再循环作用。祁连地体内河流沉积物的平均εNd(O)值更接近于扬子克拉通沉积岩的值,而明显高于华北克拉通沉积岩,表明祁连地体很可能原属于扬子克拉通。松潘-甘孜地体内河流沉积物的Nd同位素特征明显不同于华北克拉通、东昆仑-柴达木和西羌塘变质带,而与扬子克拉通非常接近。因此,巨大体积的松潘-甘孜复理石杂岩的物源也可能是扬子克拉通。