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一亿年前的羌塘有多高?

2018-9-14 9:22:44 来源:中国矿业报 作者:宋扬

羌塘,藏语中意思是“北方高地”,被称作“世界屋脊的屋脊”,那里平均海拔5000米以上,且高寒缺氧、交通不便,被视为“人类生命禁区”。但羌塘位于昆仑山脉、唐古拉山脉和冈底斯山脉之间,又是我国五大牧场之一,是野生动植物的天堂,因此它被列为全国第二大自然保护区,是仅次于格陵兰国家公园的世界第二大陆地自然保护区,也是平均海拔最高的自然保护区。

那么1亿年前的羌塘有多高?科学家们试图从1亿年前发生的一次剥蚀作用来进行回答。2003年以来,国家在羌塘地区全面部署了1∶25万和重点地区的1∶5万基础地质调查工作,获得了大量的新进展、新发现,对羌塘的地质认识程度显著提高。就过去几年而言,最重要的突破是在羌塘地体南缘发现了铁格隆南超大型浅成低温热液型铜(金)矿床。中国科学院院士肖序常曾将羌塘地质问题概括为:一带、一盆、一老、一新、一深,其中“一新”即为青藏高原隆升及其效应问题。而事实证明,羌塘地区1亿年以来的抬升及剥蚀作用是巨量成矿物质得以保存和发现的关键因素之一。

由于青藏高原不可避免的剥蚀作用,中生代浅成低温热液矿床的形成、保存和发现需要多种地质因素的耦合,而铁格隆南矿床的保存得益于成矿后火山岩的覆盖。科学家通过对岩芯的编录发现,在矿体和火山岩之间存在一套古风化壳,并识别出弱风化残积层、残积古土壤、半风化坡积物三种风化剥蚀界面,说明矿床形成以后经历了一定程度的隆升剥蚀。

一般来说,大陆的剥蚀降低主要由机械剥蚀和化学溶蚀来完成,机械剥蚀速率与区域平均高度和降雨量呈正相关性,而化学溶蚀则主要受控于降水量,因此,降水量变化较小的情况下,剥蚀作用主要受区域隆升影响,即地势越高,剥蚀作用越强。羌塘高原在1亿年前不存在多雨的气候,当时的羌塘火山作用很强烈,因此也不存在巨厚的冰川作用,可以说,风化剥蚀作用强度将直接反映地势的高低。鉴于此,科学家们试图用“将今论古”的方式,来反推羌塘的古地理环境。

从现代不同地貌剥蚀速率的差异来看,随着海拔的升高,剥蚀速率也显著增大,喜马拉雅山脉南坡7900处的剥蚀速率达到5毫米~17毫米/年;超过4000米海拔的高原,其最小剥蚀速率超过2毫米/年,而地势低缓且气候干旱的地区,剥蚀速率普遍小于0.1毫米/年。研究发现,羌塘南缘多龙矿集区铁格隆南矿床在1.2年~1.1亿年前发生或剥蚀作用,剥蚀速率为0.1~0.2,平均0.15毫米/年。因此认为,羌塘在1亿年前,不存在4000米海拔以上的高原古地理环境,也不是1500米海拔以下的低山高地,矿床形成时的古地理高程可能在1500米~4000米之间。

另一方面,山脉从5000多米夷平至100米与低山丘陵从400米夷平至海平面所用时间大体相当,地势增高剥蚀速率迅速加大,接近海平面,剥蚀速率相当缓慢。可见,剥蚀速率与高程成函数关系,在机械风化剥蚀为主的条件下,可以通过剥蚀速率来反演高程。因此研究人员认为,1亿年前羌塘可能已经初步隆升,形成了青藏高原的雏形。□

(作者单位:自然资源部中国地质调查局矿产资源研究所)

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