本文通过对印度洋北部、孟加拉湾南部的东经九十度海岭上的ODP 758站岩芯沉积物的陆源物质堆积速率、粘土矿物、常微量元素和Sr‒Nd‒Pb同位素组成及浮游有孔虫混合种属Nd同位素开展了系统分析，重建了孟加拉湾始新世以来的物源演化史，探讨了源区喜马拉雅地区化学风化强度的变化及南亚季风演化，提出了指示喜马拉雅风化通量的新指标‒ΔɛNd，进而重建了喜马拉雅地区风化通量历史，揭示了河流演化、风化剥蚀与构造隆升和全球变冷之间的联系。

粘土矿物和Sr‒Nd同位素指示，研究区物源在晚始新世‒渐新世(37‒22 Ma)主要来自印度半岛片麻岩和滇缅马苏地块岩石风化产物，从早中新世(~22 Ma)开始，喜马拉雅陆源碎屑物质逐渐占据主导，在晚中新世(~8 Ma)以来，伊洛瓦底江和布拉马普特拉河成为了研究区最主要和稳定的物源。结合古地理重建和喜马拉雅‒青藏高原隆升历史，提出伊洛瓦底江和布拉马普特拉河可能起源于早中新世(~22 Ma)，并在晚中新世(~8 Ma)最终发育成为与现代相似的流域地貌。喜马拉雅造山带的两期构造隆升是南亚河流发育和孟加拉湾南部物源变化的主要控制因素。

常微量元素、粘土矿物以及Sr‒Pb同位素被用以探讨源区化学风化历史，发现晚中新世以来南亚地区的化学风化强度在7.8‒3.8 Ma期间较弱，在8.6‒7.8 Ma，3.8‒3.2 Ma，2.4‒1.8 Ma以及0.7 Ma以来较强。结合前人有关南亚季风强度的研究，我们认为南亚夏季风在7.8‒3.8 Ma期间明显减弱，在距今约7.8 Ma南亚气候变得相对干旱，这种气候特征维持了约4个百万年，随后在约3.8、2.4和0.7 Ma南亚夏季风增强，南亚气候变得相对湿润。

通过研究浮游有孔虫混合种属的Nd同位素比值，结合印度洋古海洋演化历史，认为印度洋北部海水来源在始新世‒渐新世由南极底层水水团主导，随后喜马拉雅风化剥蚀产物输入逐渐增强，12‒9 Ma期间来自太平洋的印尼贯穿流水团混合对印度洋北部海水组成产生短暂显著影响。基于浮游有孔虫Nd同位素组成，结合前人有关印度洋沉积岩芯碳酸盐组分Nd同位素的工作，重建了新生代喜马拉雅风化侵蚀通量的演化历史。发现新生代喜马拉雅侵蚀通量自35 Ma以来呈现逐渐增长的趋势，暗示了喜马拉雅造山带的隆升起始及对新生代全球变冷的重要贡献。

摘 要 4

Abstract 6

目 录 9

第1章 引言 11

1.1 喜马拉雅-青藏高原隆升和河流演化历史 11

1.2 新生代全球大陆硅酸盐风化剥蚀历史 14

1.3 海水Nd同位素示踪印度洋古海洋演化历史 18

1.4 孟加拉湾地质地理背景 21

1.5 孟加拉湾长时间尺度沉积岩芯研究进展 22

1.6 选题依据和研究目的 25

第2章 研究材料与方法 26

2.1 研究材料 26

2.2 研究方法 29

2.2.1 粘土矿物组成分析 29

2.2.2 陆源物质堆积速率分析 31

2.2.3 常微量元素地球化学分析 31

2.2.4 Sr‒Nd‒Pb同位素地球化学分析 32

2.2.5 浮游有孔虫Nd同位素分析 33

第3章 晚始新世以来孟加拉湾物源演化及其构造气候联系 35

3.1 矿物和沉积学记录 35

3.1.1 陆源物质堆积速率 35

3.1.2 粘土矿物 35

3.1.3 Sr‒Nd‒Pb同位素 36

3.2 始新世以来孟加拉湾南部粘土粒级沉积物来源 38

3.2.1 潜在源区分析 38

3.2.2 粘土矿物约束物源 40

3.2.3 Sr‒Nd同位素约束物源..............................................................................42

3.3 始新世以来南亚古环境演化与驱动机制 47

3.4 小结 53

第4章 晚中新世以来南亚风化历史及季风演变 54

4.1 沉积物地球化学记录 54

4.1.1 常量元素 54

4.1.2 稀土元素 55

4.2 晚始新世以来南亚区硅酸盐化学风化历史及其控制因素 58

4.2.1 化学风化指标及演变 58

4.2.2 晚中新世以来南亚季风演化历史 61

4.3 小结 63

第5章 新生代喜马拉雅风化通量增长的有孔虫Nd同位素证据 65

5.1 浮游有孔虫Nd同位素及其来源 65

5.1.1 Nd同位素 65

5.1.2 海水Nd同位素变化影响因素 66

5.2 晚始新世以来印度洋北部古海洋演化及其驱动因素 68

5.3 新生代喜马拉雅风化通量演变历史重建 70

5.4 小结 76

第6章 结语与创新点 78

参考文献 80

致 谢 107

作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 109