長期以來，科學(xué)界普遍認(rèn)為羌塘高原早期更像一條東西向延伸的山脈，后來才逐漸抬升并變平，演化為高原的一部分。但這一過程究竟是如何發(fā)生的，一直缺少完整證據(jù)。

近日，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所領(lǐng)銜的國際團(tuán)隊(duì)，揭示了羌塘高原早期生長歷史及其從山脈向平坦高原轉(zhuǎn)變的地表響應(yīng)過程。

01

隆升之謎待解

青藏高原是研究地球演化的“天然實(shí)驗(yàn)室”。它的形成不僅改變亞洲地貌，也深刻影響氣候變化、生物多樣性、水系演化、礦產(chǎn)形成和地震活動(dòng)。其中，羌塘高原是理解青藏高原隆升和擴(kuò)展的重要區(qū)域。

▲現(xiàn)今羌塘高原平坦地貌

此前研究推測，羌塘高原在始新世時(shí)期可能還是一條山脈，到漸新世才整體抬升并趨于平坦。

但這一過程中，地表巖石是如何被抬升、剝蝕并暴露出來的，證據(jù)一直不夠完整。

02

早期并非“一下子長成”

研究團(tuán)隊(duì)選取羌塘高原的始新世花崗巖，結(jié)合礦物學(xué)分析、低溫?zé)崮甏鷮W(xué)測定、熱史模擬以及區(qū)域已有數(shù)據(jù)，重新梳理了這里的“生長軌跡”。研究發(fā)現(xiàn)，羌塘高原并不是在某個(gè)時(shí)期突然整體抬升成高原，而是經(jīng)歷了一個(gè)逐步擴(kuò)展、分階段生長的過程。

首先，大部分始新世花崗巖的“年齡記錄”與它們形成時(shí)的結(jié)晶年齡基本一致，而且這些巖體形成時(shí)埋藏不深。說明它們在形成之后沒有經(jīng)歷大規(guī)模剝露，很多地區(qū)地表變化并不劇烈。

分析進(jìn)一步表明，在羌塘高原早期生長階段，約4000萬年至3500萬年以前，高原不僅向南北方向增厚，也在東西方向繼續(xù)延伸。說明，羌塘高原早期既“長高”，又“長寬”。而到漸新世之后，明顯的地表剝露主要出現(xiàn)在北羌塘局部地區(qū)。

03

高原生長分“兩步走”

基于以上證據(jù)，團(tuán)隊(duì)提出了羌塘高原“兩階段生長模型”。

第一階段發(fā)生在始新世及更早時(shí)期，高原主要以羌塘中部為核心，向四周逐漸擴(kuò)展，可以理解為先有“骨架”，再逐漸向外圍生長。第二階段發(fā)生在漸新世到中新世期間，高原繼續(xù)擴(kuò)展，但方向更偏向東北，表明后期生長具有明顯的方向性。

研究同時(shí)解釋了驅(qū)動(dòng)這一過程的原因?？蒲腥藛T認(rèn)為，羌塘高原最初的生長，主要受南北向擠壓作用控制，板塊俯沖碰撞帶來的擠壓，使地殼不斷增厚、地表抬升。而后期向東北方向的擴(kuò)展，則更多與中下地殼物質(zhì)流動(dòng)有關(guān)，在地下較深部位，較“軟”的地殼物質(zhì)像緩慢流動(dòng)的“地質(zhì)糖漿”一樣向外移動(dòng)，推動(dòng)了高原邊緣繼續(xù)變寬、變平。

研究認(rèn)為，巖石圈拆沉可能只在局部地區(qū)對(duì)高原隆升起作用，而氣候變化引起的侵蝕，對(duì)羌塘高原整體抬升的貢獻(xiàn)相對(duì)有限。

研究還表明，高原的側(cè)向生長在早期隆升階段就已經(jīng)存在，并非始于中新世，為“地殼流動(dòng)推動(dòng)高原平坦化”的觀點(diǎn)提供了新證據(jù)。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1130/B38637.1

來源：中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所

責(zé)任編輯：曹旸