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哪些岩石造就了地球之巅——珠穆朗玛峰
2021年05月06日 15:46 访问次数: 作者: 来源: 中科院地质地球所

12月8日,据新华社报道,中尼两国已正式向全世界宣布,珠穆朗玛峰的最新高程为8848.86米。  

  

 青藏高原是地球南北极以外的“第三极”,而位于喜马拉雅山脉的珠穆朗玛峰即是“第三极”的极点。那么珠峰是由哪些岩石组成,这些岩石又是如何造就了地球之巅的呢? 

从绒布寺远眺珠峰山体(图片来源于网络)

开创于1960年代末期的“板块构造”学说是固体地球科学的里程碑,这一学说认为,地球的岩石圈是由若干板块拼合而成,而且这些板块是运动的。我国大地构造学家常承法率先运用这一学说解释青藏高原-喜马拉雅的演变历程,1973年他在《中国科学》上发表了题为“中国西藏南部珠穆朗玛峰地区地质构造特征以及青藏高原东西向诸山系形成的探讨”的论文,提出青藏高原是多个由陆块和岛弧构成的地体在古生代、中生代和古近纪多阶段相继向亚洲拼合增生形成的。 

可以说珠峰研究叩响了“板块构造”学说破解青藏高原身世之谜的大门,也开启了中国地质学研究的新纪元。

1980年中国科学院地质研究所常承法(右)与研究生在西藏野外考察 

  依据“板块构造”学说,在距今5亿年前的远古时代,喜马拉雅地区曾是浩瀚海洋,奥地利地质学家爱德华·修斯(Eduard Suess)以希腊神话中海神妻子Tethys的名字将这片海洋命名为“特提斯”。直至6000万年前的古新世晚期,由南方运动而来的印度板块同北方的欧亚板块发生碰撞,导致了剧烈的地壳构造运动,沉浸于特提斯海之下的岩石昂然而升,最终造就了苍茫无际的喜马拉雅群山,使之成为了地球上最年轻、最高大的山系。在这绵延2500 千米的巨大弧形山系中孕育了世界之巅——珠穆朗玛峰。 

  印度-欧亚板块碰撞的过程中,为释放地球内部的巨大能量,喜马拉雅山出现了很多平行于山脉走向的断层,其中称为藏南拆离系的断层系统贯穿了整个喜马拉雅山,这一倾角平缓断层的出现使得喜马拉雅山的岩层倾向北北东方位。以藏南拆离系为界,地质上可将喜马拉雅山一分为二,断层上方称为特提斯喜马拉雅,主要是以灰岩、砂岩、泥岩等沉积岩组成,断层下方称为高喜马拉雅,主要是以片岩、片麻岩、混合岩、大理岩等变质岩以及深部岩石熔融形成的花岗岩组成。

 

珠穆朗玛峰西南壁的地层(图片来源于网络)  

  从珠峰北坡的绒布寺远眺地球之巅,我们可以见到珠峰山体呈巨型金字塔状巍然矗立于天际,根据山体颜色可大致区分出特提斯喜马拉雅与高喜马拉雅在珠峰所处的位置。山体中部有一条浅黄色岩石层环绕山腰一周,形如腰带,故此被命名为“黄带”,黄带层由灰岩变质形成的浅土黄色-浅棕褐色钙硅酸盐岩组成(分布在海拔8200-8660m)。   

 

  由于黄带大致处于藏南拆离系的位置,因而此带之上为特提斯喜马拉雅,主体由浅灰色至深灰色结晶灰岩构成(分布在海拔8661m至峰顶)。  

  此带及之下过渡为高喜马拉雅(海拔8200m以下),主体由深色的片岩、大理岩、片麻岩、混合岩以及少量的花岗岩构成。   

  英国地质学家赫伦(A. M. Heron)和奥德尔(Noel Odell)早在1920年代珠峰探险考察时就发现珠峰峰顶为沉积岩,奥德尔还在沉积的灰岩中发现了化石,然而珠峰峰顶灰岩是什么时候形成的,曾经是国际地质界长期争论不休的问题,有些国外学者断定峰顶岩石形成于石炭-二叠纪(距今约3亿年),也有些人推测是早古生代(距今约5.5亿年),但均没有确凿的证据。 

  在我国同位素地球化学奠基人李璞的带领下,中国科学院科研人员于1973年首次测定珠峰峰顶灰岩年龄约为4.7亿年,这一结果也被该区域灰岩中发现的奥陶纪海相化石所印证,自此也证明了珠峰以及喜马拉雅山远古时代曾处于特提斯海之下。 

李璞(中)和吴天恩(右)等在建设钾-氩法实验室

  

  那么珠峰是什么时候如何从特提斯海中脱颖而出的,我们可以从珠峰底部的变质岩和岩浆岩中一探究竟。这些岩石记录了喜马拉雅山形成过程所经历的温度、压力等条件,珠峰底部的岩石在大于约650摄氏度的高温下于距今约3200万年时开始发生变质、熔融,这一过程一直持续到1500万年前,在这漫长的历程当中,板块的汇聚推挤加之熔融形成岩浆的顶托,使得珠峰不断达至新的巅峰,时至今日,珠峰仍以每年约3~5毫米的速度隆升。深部形成的岩浆在距今2400万年至1500万年之间注入到珠峰底部的变质岩当中,最终冷却结晶形成了暗色矿物较少的岩浆岩——淡色花岗岩,由于岩浆沿着藏南拆离系这个薄弱带长时间、长距离的流动,使得淡色花岗岩充分演化而结晶出了一些特殊矿物,如绿柱石、锂辉石等,这些矿物不仅能够提炼出稀有金属,同样也是珍贵的宝玉石原石。 

  珠穆朗玛峰不仅是攀登者的圣地,也是地质寻宝的天堂。倘若有一天你的足迹踏近地球之巅时,请留意倾听脚下岩石的发言。 

  (文章首发于中国自然资源报 2020年6月5日版,作者:刘小驰)——

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