上新世与中新世之间的边界不是一个全球性的事件，而是地区性的从比较温暖的中新世转化为比较寒冷的上新世，上新世与更新世之间的边界一直被认为从更新世冰川的开始，但最近的分析认为这个边界有点太晚了。

根据不同的动物上新世又可分为三个期：

上新世晚期（皮亚琴察阶）（360–258.8万年）

上新世早期（赞克尔阶）（533.2–360万年）

上新世时气候开始变冷变干，四季比此前的中新世分明，有点像今天的气候。

上新世开始前后南极洲开始被冰雪覆盖，中纬度的冰川在上新世末期前也已发展，北冰洋的冰层形成。上新世末南极洲已经终年被冰雪覆盖。

上新世的海洋依然相当温暖，但其水温在不断下降。北冰洋的冰盖形成后使得气候变得干燥，北大西洋上的浅寒流加剧。

巴拿马地峡上新世时大陆板块继续向它们今天的位置移动，上新世初它们离今天的位置约为250千米，上新世未它们离今天的位置约70千米。

南美洲与北美洲通过巴拿马地峡连接到一起，导致南美洲的有袋类动物几乎灭绝。

巴拿马地峡的形成对地球的气候有很大影响，原来沿赤道的大洋暖流被切断，大西洋开始变冷，大西洋和北冰洋的水温降低。

非洲板块与欧洲板块的碰撞使地中海开始形成。古地中海消失。

海面的降低使亚洲和阿拉斯加之间形成了一条地峡。

在地中海、印度和中国有上新世的海底岩石暴露，其它地方上新世的海底岩石一般在海岸附近可以找到。

上新世气候的变化对植物带来的变化很大，全世界热带种类减少，落叶森林扩展，北方被松柏林和冻土地带覆盖，除南极洲外在所有的大陆上草原扩张。只有在赤道地区还有热带森林，在亚洲和非洲热带大草原和沙漠出现。

上新世植物群除包括少数藤类和裸子植物外，多数是被子植物，主要有山毛棒科、榆科、械树科、桦木科等；其次有杨柳科、桑科、胡桃科、芸香科、无患子科、蔷薇科、豆科等。最多的是栋属、械属和榆属。以暖温带的属种占优势，少量北亚热带成分。

上新世的榆社盆地湖沼广阔，水生、湿生植物繁盛，有眼子菜、香蒲、木贼等。这些植物化石的保存是恢复古气候与古地理环境的重要依据。

不论是海生动物还是陆地动物，上新世的动物已经相当现代化了，陆地动物还有些原始。

最早的类人的动物在上新世末出现。

非洲与欧亚大陆的碰撞，南北美洲之间的地峡的形成和亚洲和北美洲之间的地峡的形成导致过去分散存在的种类混合、迁徙和互相接触。

草食动物和一些肉食动物变的体型巨大。

在北美洲，啮齿目动物、乳齿象和铲齿象类，负鼠依然昌盛，而有蹄类动物则变少，骆驼、鹿和马的数量降低。犀牛、貘和爪兽类灭绝。食肉动物中鼬鼠家族种类增多，犬科和熊科也很成功。树懒、雕齿兽和犰狳等沿巴拿马地峡从南美洲进入北美洲。

在欧亚大陆上啮齿动物繁荣，而灵长目的分布范围减小了。象、鬣齿兽和剑齿兽属动物在亚洲繁盛。蹄兔从非洲进入亚洲，马的分布减少了，而爪兽类和犀牛相当成功。牛和羚羊也很繁盛，一些骆驼从北美洲进入亚洲。鬣狗和早期的剑齿虎出现。

在非洲有蹄类动物最多，灵长目动物继续它们的进化，上新世末期南方古猿出现。啮齿动物和象的数量增加，牛和羚羊不断有新的种类出现，后来它们的种类和数量多于猪的种类和数量。早期的长颈鹿出现了，骆驼从北美洲经过亚洲进入非洲。马和现代的犀牛出现。食肉动物有熊、犬科动物、鼬鼠、猫科动物、鬣狗和香猫。在这么多竞争者的压力下鬣狗开始成为腐食动物。

白垩纪后北美洲的动物首次重新进入南美洲，北美洲的啮齿动物和灵长目动物与南美洲的类似动物混合。南美洲的滑距兽、雕齿兽、树懒和小的犰狳比较成功。

在澳大利亚最主要的哺乳动物依然是有袋类动物，其中包括食草的袋熊、袋鼠和双门齿目动物。肉食的有袋动物有袋狼和袋狮，啮齿动物进入澳洲，蝙蝠也很繁荣。单孔目的今天的鸭嘴兽出现了。在海洋中鲸是最大的哺乳动物，除鲸外海洋中的哺乳动物还有海牛、海豹和海狮。

2017年，中国地质大学（北京）张建军教授发布其最近研究成果，以滇西地区户撒盆地上新世芒棒组为研究对象，通过系统收集区域地质、遥感、物探、水文等基础研究资料，结合钻井岩心以及周缘露头观察、采样测试，开展对户撒盆地盆地基底、沉积特征、沉积物源及砂岩型铀成矿背景等研究。

通过研究分析，得到以下几点认识：

(1)滇西户撒盆地周缘出露花岗岩，锆石U-Pb同位素年龄为49.28±0.66 Ma，属始新世。

花岗岩具较高SiO_2(67.86%~72.04%)，较高全碱(Na_2O+K_2O=7.62%~8.64%)，高K_2O/Na_2O比值(1.53~3.09)，富集Rb、Th、U、K、P、Nd、Sm等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta、Zr、Hf、Ti等高场强元素，LREE/HREE比值为8.57~10.81，(La/Yb)N为10.34~14.35，轻、重稀土元素分馏明显，弱Eu异常(δEu=0.31~0.58)等特征。

FeO*/MgO-10-4×Ga/Al图解、(K_2O+Na_2O)/CaO-(Zr+Nb+Ce+Y)图解和Sr、Ba、Eu、La、Yb元素特征指示盆地基底为弱分异花岗岩。

铝饱和指数(A/CNK=1.00~1.14)、P_2O_5-SiO_2图解、Th(Y)-Rb图解表明盆地基底为I型花岗岩。

Ni-Mg~#、Mg~#-SiO_2判别图解结合区域地质特征，推测户撒盆地盆地基底为早期幔源物质侵入到地壳底部形成初生地壳，在后期热事件作用下，以古老基底地壳为主和初生地壳为辅的混合地壳部分熔融形成，与印度–欧亚大陆俯冲碰撞相关，是印度–欧亚大陆由碰撞期过渡为碰撞后伸展期的岩浆活动响应，碰撞结束时间在49 Ma之前。

(2)户撒盆地上新世芒棒组根据岩性特征分为5段，新近发现的砂岩型铀矿异常层位主要位于芒棒组第一段、第二段、第三段，部分为芒棒组第四段、第五段。

系统收集前人沉积相研究成果，结合野外剖面详尽观察以及42口(煤田钻孔36口，新近施工6口)钻孔资料得出：户撒盆地芒棒组第一段–第三段沉积类型为冲积扇、辫状河三角洲、扇三角洲、湖相等四种，可细分为10种亚相。冲击扇相岩性以土黄色、灰黄色厚层块状砾岩为主，夹含砾砂岩、粉砂岩，相带展布窄，以中部曼统–万明小寨和小寨–皇阁寺为典型。

辫状河三角洲相带发育较齐全，其中辫状河三角洲前缘亚相最为发育，各相带均沿盆地北东–南西方向在缓坡带展布，相带展布窄。

辫状河三角洲平原岩性以土黄色、灰黄色砾岩、细砂岩为主，夹含砾粗砂岩、泥岩，发育厚层褐煤，见底冲刷构造；辫状河三角洲前缘亚相岩性以灰色、灰绿色含砾粗砂岩、细砂岩为主，夹炭质泥岩、泥岩及煤线，见水平层理、交错层理、波状层理及底冲刷构造；前辫状河三角洲亚相岩性主要为灰色、灰绿色细砂岩、粉砂岩、泥岩为主，见水平层理、逆序层理。

扇三角洲相展布不全，尤其前扇三角洲不甚发育，各相带沿盆地北东–南西方向在陡坡带展布，相带窄。

扇三角洲平原亚相岩性主要为灰黄色、土黄色砾岩、含砾粗砂岩为主，夹少量粉砂岩；扇三角洲前缘亚相岩性主要为灰色、灰绿色含砾粗砂岩、中砂岩为主，夹细砂岩、粉砂岩、泥岩、煤线薄层，见底冲刷构造；前扇三角洲亚相岩性主要为灰色、灰绿色细砂岩为主，夹泥岩薄层，见水平层理。

滨浅湖相岩性主要为灰绿色、灰白色泥岩组成，见水平层理，以芒困–曼板一带最为发育。缓坡带物源主要来自盆地北西方向，以发育辫状河三角洲相和冲积扇相为主；陡坡带物源来自南东方向，以扇三角洲相为主；中部凹陷带为来自北西和南东双物源，以发育滨浅湖相为主。

户撒盆地缓坡带辫状河三角洲相展布较广，具“泥–砂–泥”结构，有利于后期含铀含氧水顺层侵入形成砂岩型铀矿，该盆地已发现砂岩型铀矿矿化显示位于该相带。

(3)户撒盆地芒棒组新近发现有砂岩型铀矿成矿显示，碎屑沉积岩源岩及其风化作用是控制砂岩型铀矿成矿物质(U)来源的重要影响因素，泥岩地球化学特征可用于研究碎屑沉积岩源岩及其风化作用。

δCe-δEu、δCe-∑REE、δCe-(Dy/Sm)N以及A-CN-K图解表明：芒棒组第三段泥岩地球化学组成较少受成岩作用影响，泥岩地球化学组成较好的保存了其物源和风化作用信息。

δEu、Th/Sc、Al_2O_3/TiO_2、以及K_2O-Rb、Co/Th-La/Sc、La/Yb-∑REE、La-Th-Sc图解得出：芒棒组第三段碎屑沉积岩物源主要为周缘花岗岩，少量为高黎贡山群变质岩。

综合ICV、SiO_2/Al_2O_3及区域构造演化和沉积相特征得出：芒棒组第三段碎屑沉积岩为活动构造环境下再循环沉积物的快速沉积产物。

Rb/Sr、Fe/Mn、CIA、CIW、PIA分析表明：芒棒组第三段碎屑沉积岩源岩经历了强烈化学风化作用。

一方面，户撒盆地芒棒组碎屑沉积岩源岩主要为始新世花岗岩，少量为高黎贡山群变质岩，花岗岩U含量较高，为砂岩型铀矿成矿的良好铀源。

另一方面，物源区经历了强烈化学风化作用，化学风化作用越强U溶解迁移越多，砂岩型铀矿容矿层富集U相应增大；因此，沉积物源为花岗岩且经历强烈化学风化作用，可为砂岩型铀矿成矿提供充足铀源。

(4)沉积环境及沉积期古气候制约着碎屑沉积岩还原介质含量以及含铀含氧水能否下渗，推移，是砂岩型铀矿能否成矿的影响因素之一。通过对芒棒组第二段泥岩进行地球化学组成分析，明确了其古盐度、古气候以及氧化还原环境。

δCe-δEu、δCe-∑REE以及δCe-(Dy/Sm)N图解表明：样品地球化学组成受成岩作用影响较小，较完整保存了环境信息。

Cl、B、Sr、B/Ga、Sr/Ba、Sr/Ca及B-Ga-Ra图解分析得出：芒棒组第二段为淡水沉积。

Rb/Sr、Mg/Ca、Fe/Mn、SiO_2/Al_2O_3、(La/Yb)N等比值说明：芒棒组第二段古气候为温暖潮湿环境，温暖、潮湿环境下形成的含煤碎屑岩建造还原介质充足，是砂岩型铀矿良好的容矿空间。

Ce/Ce*、Eu/Eu*、V/Cr、V/Sc、Ce/La、V/(V+Ni)、V/(V+Cr)等比值研究得出：户撒盆地芒棒组第二段沉积水体总体为还原环境，部分过渡为氧化–还原环境。

氧化环境下周源剥蚀区U元素剥蚀带走，顺层侵入早期还原环境形成的含煤碎屑岩建造富集成矿，因此，沉积水体由还原环境向氧化–还原环境的转化有助于形成砂岩型铀矿。

(5)户撒盆地芒棒组第二段砂岩地球化学分析表明：砂岩主要为长石砂岩和杂砂岩，少量为页岩；矿物成分主要为石英、钾长石、斜长石和伊利石等；REE配分模式曲线一致，LREE/HREE=9.75~15.91，平均13.24，(La/Yb)N=13.06~26.41，平均19.21，轻稀土元素相对重稀土元素明显富集，稀土元素分馏明显。

SiO_2/Al_2O_3=2.06~6.01，平均4.60，ICV=0.54~1.09，平均0.86，结合沉积特征表明：样品为被动构造环境下沉积物的再循环而成，而非强烈风化作用过程中形成的第一次旋回沉积物。Th/U=5.44%~12.10%，平均8.48%，CIA矫正均值为69，反映了温暖、湿润条件下的中等化学风化作用。

A-CN-K判别图说明交代作用降低了CIA值、且样品源岩钾长石比斜长石含量高。Th/Sc=4.43~25.35，平均8.18，Rb-K_2O图解、Co/Th-La/Sc图解和La/Yb-∑REE图解表明样品物源为花岗岩。

TiO_2-(Fe2O3T+MgO)、Al_2O_3/(Cao+Na_2O)-(Fe2O3T+MgO)、La-Th-Sc以及(K_2O/Na_2O)-SiO_2构造判别图解表明：侏罗世–早白垩世花岗岩形成于被动大陆边缘环境，与中特提斯洋在晚侏罗世–早白垩世已经打开且长期稳定相对应。

户撒盆地为沿早期户撒走滑–挤压断裂拉张沉积形成，接受周缘侏罗世–早白垩世和始新世花岗岩沉积。

上述研究成果和认识，不仅有助于了解滇西地区小型山间盆地基底、沉积环境、沉积物源及沉积古气候特征，而且还为该区域砂岩型铀矿下一步找矿勘察工作提供指导。

近期（2022年11月前后），第四纪研究领域国际著名期刊Quaternary Science Reviews发表了西北大学地质学系、自然资源部第一海洋研究所和中国科学院地球环境研究所共同合作的最新研究成果：“Climatic and tectonic constraints on the Plio–Pleistocene evolution of the Indonesian Throughflow intermediate water recorded by benthic δ18O from IODP site U1482”。

研究人员利用国际大洋发现计划（International Ocean Discovery Program, IODP）第363航次在印尼穿越流主要出口帝汶海内钻取的U1482站岩芯（图1），建立了晚上新世–中更新世（~3.17–1.07 Ma）高分辨率（~1.53 kyr）印尼穿越流中层水（ITF intermediate water, ITF-IW）古海洋学记录。

印尼穿越流（Indonesian Throughflow, ITF）是全球温盐环流在低纬海区的关键组成、连接热带西太平洋和印度洋的唯一通道。受来自太平洋大规模风力作用，印尼穿越流主要水体流入望加锡海峡，与厄尔尼诺–南方涛动（El Niño-Southern Oscillation, ENSO）以及东亚季风等气候现象密切相关，在过去全球气候变化中扮演重要角色。

上新世–更新世印尼海道构造收缩改变了印尼穿越流的主要来源，很可能是触发北半球冰盖扩张（Northern Hemisphere Glaciation, NHG）的一个重要因素。印尼海道持续收缩对印尼穿越流中深层水体限制的优先级高于上层水体。由于沉积物样品限制，以往印尼穿越流古海洋学研究多聚焦于上层水体，而对中深层水体相关研究仅限于最近几个冰期–间冰期旋回，上新世–更新世时期印尼穿越流中深层水古海洋学记录尤为鲜见。

研究团队对1368个沉积物样品展开研究，利用底栖有孔虫氧同位素（δ18O）建立年代地层框架，获得了印尼穿越流区域第一条高分辨率晚上新世–中更新世古海洋学记录。文章将U1482站底栖δ18O与全球底栖有孔虫氧同位素堆叠曲线（Prob-stack）和全球各大洋站位底栖δ18O进行对比，发现在~1.6 Ma之前U1482站底栖δ18O与其他站位δ18O变化基本一致；~1.6 Ma之后与全球底栖δ18O出现明显差异，冰期–间冰期振幅减小，尤其在~1.6–1.2 Ma期间达不到完全冰期值。

U1482站记录显示，~1.55–1.35 Ma期间印尼穿越流中层水温度逐渐降低，但南极中层水和西太平洋暖池中心都未发生类似变化；而U1482站西南边U1461站由TEX86恢复的表层海水温度在~1.6 Ma之后出现了变冷趋势，与U1482站中变冷相对应（图2）。在帝汶海区，从表层、次表层到~1500 m左右的中层水变化较一致，表明在班达海内印尼穿越流表层海水和次表层海水通过垂向水体的强烈混合到达中层海水深度，使表层海水到中层水变化趋势一致。

U1482站底栖有孔虫氧同位素、估算的印尼穿越流中层海水古温度和海水剩余氧同位素记录与其他站位古海洋学记录对比

U1482站水深1466 m，受印尼穿越流中层水控制，区别于全球其他深层水站位（多位于2000–3800 m）。因此其他因素比如印尼海道构造收缩导致印尼穿越流所控水团变化也会影响U1482站底栖δ18O。自晚上新世以来，澳洲西北部气候从相对温暖、湿润且稳定的状态转变为干旱、寒冷且多变的气候模式。~2.4 Ma U1463站Th/K和K%低值指示澳洲大陆内部变得更干，相应地，U1482站底栖δ18O自~2.51–2.43 Ma开始逐渐变重。有研究指出~1.6–0.8 Ma期间澳大利亚西北部印度洋与太平洋建立了良好的生物地层连接，表明彼时与现今相比印尼穿越流更加不受限且可能强度更大。U1482站记录显示~1.6 Ma之后印尼穿越流中层水温度和盐度都开始降低（图2），可能对应着不受限的印尼穿越流状态。由于U1482站底栖δ18O携带了来自南太平洋中层水和班达海表层水的混合信号，~1.6 Ma之后U1482站受区域气候影响可能超过了受全球冰量变化影响，导致U1482站与全球其他站位之间底栖δ18O存在巨大差异。

模型研究和现代海洋学观测显示印尼穿越流对季风系统和ENSO事件有很好的响应和反馈；前期古海洋研究也记录了末次冰期时印尼穿越流与东亚冬季风和拉尼娜事件有密切联系。研究记录显示，～2-1.07 Ma冰期时，U1482站底栖剩余氧同位素（δ18Oresidual）值降低对应赤道西太平洋MD97-2140站和赤道东太平洋ODP 846站间表层海水温度梯度增强，可能进一步揭示印尼穿越流与ENSO的联系。受到类似拉尼娜状态影响，印尼穿越流中层水变淡，可能是造成~1.6-1.2 Ma期间U1482站底栖δ18O冰期—间冰期振幅减小的因素之一。

除了纬向沃克环流增强，经向哈德利环流也在同一时期加强。增强的哈德利环流强化亚洲冬季风，驱使更多较淡的海水从南海通过爪哇海和苏禄海进入到印尼海区，也可能导致U1482站底栖δ18O偏负（图3）。

图3 2-1.07 Ma U1482站印尼穿越流中层水海水氧同位素和剩余氧同位素与纬向和经向海水温度梯度对比

通常认为中更新世气候转型发生于~1.2-0.7 Ma，主要特征表现为冰期—间冰期反差增大和冰期旋回从以41-kyr斜率周期为主向100-kyr偏心率周期为主转变。U1482站底栖δ18O的100-kyr滤波在~1.6 Ma之后与100-kyr偏心率周期具有很好的对应关系（图4；文章中图6）；相似地，北大西洋ODP 659站底栖δ18O在90-kyr和130-kyr区间的滤波自~1.5 Ma开始震荡且振幅开始增加，可能指示了中更新世气候转型的早期阶段。除此之外，纳米比亚沿岸上升流增强、赤道西太平洋海藻生产力增加和全球δ13C记录长偏心率周期开始模糊都发生在~1.6 Ma，指示全球气候和海洋在这一时期发生了重大变化。~1.6-1.5 Ma气候变化代表了冰期—间冰期气候模式、温盐环流和低纬度陆地气候的重要转变，热带地区在其中可能起到了关键作用。然而这个气候转变却没有像更新世其他重要气候转型一样得到重视，也就是说，~1.6 Ma气候变化可能被低估了。该记录为这一气候转变提供了新数据支撑。

图4U1482站与其他站位底栖δ18O和δ13C对比以及滤波分析