2016年01月13日 星期三
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青藏高原是如何“生长”的?

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众所周知,青藏高原是世界海拔最高的高原,被称为“世界屋脊”与“第三极”,其东西长约2800千米,南北宽约300千米~1500千米,平均海拔超过5000米,总面积约250万平方千米。但是,你知道青藏高原是何时开始“生长”、怎样“生长”的吗?

青藏高原地体构成示意图

青藏高原的隆升是过去100个百万年以来地球历史上最重大的地质事件之一,同时也是新生代以来众多地质事件启动的诱发因素和边界条件,吸引了国内外大量科研工编辑的研究。早期,学者由于研究集中于青藏高原上的某个点或地区,因此观点多倾向于高原是整体隆升的。我国学者的研究成果主要来自高原北缘,而国际学者的研究成果主要来自高原南部,导致不同研究者提出的观点分歧较大,在隆升历史上有早晚之争,在隆升模式上有整分之别。分歧主要集中在以下3个方面:(1)隆升开始时间跨度大,从晚白垩世至晚更新世;(2)隆升机制上有整体隆升与渐进性生长的区别;(3)近期地学界研究指出,拉萨与羌塘地块缩短增厚的起始时间早于印度板块与亚洲板块的碰撞时间,青藏高原的隆升是否完全为碰撞成因还有待进一步讨论。总体来看,地球科学界对青藏高原生长的认识是一个渐进性的过程,主要体现在隆升模式与隆升历史两个方面。

关于该高原的隆升模式,随着研究的深入与认识的加深,地质研究者逐渐认识到不能将青藏高原简单视为一个整体,“单一活塞式的整体隆升模式”需要被重新认识。在此基础上,形成了三种主要模式。(1)“东西向穿时隆升模式”:台湾大学教授、中央研究院院士钟孙霖及其团队通过对青藏高原东、西部钾质火山岩的对比研究认为,随着岩石圈下层的对流剥离,高原东部在40个百万年前开始快速隆升,而西部的隆升始于20个百万年前。1998年,钟孙霖在《自然》上发表论文,正式提出了先东后西的“穿时隆升模式”。(2)“向北生长模式”:法国科学院院士Tapponnier及其团队认为,高原的岩浆带具有向北年龄减小的趋势,且岩石圈的俯冲是倾斜的,在俯冲同时沿切穿高原东部的左旋走滑大断层发生了挤出作用。2001年,Tapponnier在《科学》上发表论文,正式提出了高原由东向北东生长的“向北生长模式”。(3)“原西藏高原模式”:中国科学院院士王成善及其团队根据整个青藏高原新生代盆地的沉积记录,结合前人的研究基础,于2008年在《美国国家科学院院报》撰文提出了“原西藏高原模式”,即拉萨地体和羌塘地体在始新世就已经达到现在的海拔高度,而此时青藏高原北部还是低地,南部和西部可能还处在海洋环境中。在中新世时,高原向北、向东和向南“生长”,并在第四纪时形成现在的高原特征。

青藏高原的隆升历史还未取得结论性共识。关于隆升的开始时间,主要有三种认识:始新世之前、始新世-上新世、更新世。关于隆升到现今高度的时间,主要有两种认识:一是8个到13个百万年前达到现今高度,二是40个百万年前达到现今高度。如果将青藏高原视为一个整体,学者们提出的隆升历史难免矛盾。现今的地质学家更倾向于将青藏高原视为一个多构造块体的大集合,不同块体在中生代-新生代连续继承性的并入欧亚板块,形成现在的高原样貌。这些构造块体以阿尔金-昆仑山缝合带、金沙江缝合带、班公-怒江缝合带、雅鲁藏布江缝合为界,自北向南依次为昆仑-柴达木地体、可可西里-松潘甘孜地体、羌塘地体与拉萨地体(如图),不同块体间应具有不同的隆升历史。

青藏高原的隆升对亚洲乃至全球的碳循环、气候和环境变化都产生了重大影响。迄今为止,地球科学界对青藏高原生长的成因、历史与模式尚存在较大的分歧,惟一可以形成的共识是:青藏高原的生长具有多阶段、非均匀、不等速的特点,不同地体应该有不同的生长过程。研究青藏高原的生长对于大家理解新生代全球气候变冷以及亚洲环境变化等许多地质过程都具有深远的意义。

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