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青藏高原,你從哪裡來?

丁林研究員

中科院青藏高原研究所 大陸碰撞與高原隆升重點實驗室

中科院青藏高原地球科學卓越創新中心

大陸板塊「聚散史」

3.6億年前

晚石炭世 地球上的兩個超級大陸

在距今約3.6億年前的遠古時期,地球上僅存在兩個超級大陸,兩者之間是廣闊的古特提斯大洋,類似今天的太平洋。

北半球——勞亞大陸

位於北半球的超級大陸稱為勞亞大陸,由現今北美大陸、格陵蘭島以及歐亞大陸的北部組成;

南半球——岡瓦納大陸

位於南半球的超級大陸稱為岡瓦納大陸,包括今天的南美洲、非洲、印度、澳大利亞、阿拉伯和南極等大陸。

岡瓦納大陸是當時地球上最大的大陸聚合體(超級大陸),共覆蓋地表超過1億平方公里的面積,占地球表面積逾20%。在寒武紀晚期到奧陶紀早期,岡瓦納大陸的範圍甚至從南極(北非地塊)直到赤道地區(澳大利亞大陸)都有分布。

3.2億年前

晚石炭世 南北合體——盤古聯合古陸

在距今約3.2億年前(晚石炭世),南方的岡瓦納大陸與北方的勞亞大陸聚合併形成當時地球上唯一的聯合古大陸—Pangea(有中文文獻將其譯為盤古聯合古陸)。

3億年前

聚散離合——大解體

大約稍晚些時候(距今約3億年前)聯合古大陸開始解體:北方的勞亞大陸一分為二,分別是北美大陸和歐亞大陸

而南方的岡瓦納大陸則像從高處跌落的瓷盤,徹底解體——除南美洲、非洲、印度、澳大利亞、阿拉伯和南極幾個大陸塊外,還包括眾多的小陸塊。

漂洋過海的羌塘和拉薩

羌塘和拉薩就是南方岡瓦納大陸解體後其中的兩個小陸塊,這兩個小陸塊的特殊性在於岡瓦納大陸分出的其他大陸/地塊的古地理位置都已獲得精確限定,然而羌塘和拉薩的屬性和來源一直沒有很好限定。

最新研究表明,羌塘和拉薩從岡瓦納大陸分離後,漂洋過海,跨過寬廣的特提斯洋,從南半球漂移至北半球,經過漫長的旅程最後加入了歐亞大陸,最終成為組成青藏高原的兩大核心地體——羌塘地塊和拉薩地塊

羌塘地塊、拉薩地塊與岡瓦納大陸、勞亞大陸的關係及古地理重建(a)距今2.1億年;(b)距今3.0億年

從岡瓦納大陸啟航最早的北羌塘地塊

「岡瓦納大陸」這個名詞最初是由奧地利地質學家修斯(Eduard Suess)在《地球的面貌》(The Face of the Earth)一書中提出的。岡瓦納大陸是一個遠古時期存在於南半球的古大陸,也稱南方大陸,它因印度中部的岡瓦納地方而得名。

北羌塘的身世之謎

學界當前對於岡瓦納大陸的幾個主要塊體組成並無異議,然而,對於一些微型地塊(或陸塊)的來源卻存在較大爭議。南羌塘來自岡瓦納大陸已是公認

但北羌塘地塊的來源及其漂移歷史一直爭議很大:一些學者認為,北羌塘地塊來自北方勞亞大陸,然而還有一些學者認為北羌塘地塊在晚古生代時期就已從岡瓦納大陸裂解出來。

甚至還有觀點認為北羌塘地(與南羌塘地塊一起)與當時的華北地塊、塔里木地塊、揚子地塊以及其他一些島陸共同組成中國古大陸的主體,與勞亞大陸和岡瓦納大陸「三足鼎立」

「走走停停」的拉薩地塊

2.1億年前

猶豫不決的「拉薩地塊」

拉薩地塊在早—中三疊世和晚三疊世時期(距今2.4—2.1億年前)古緯度分別位於南半球16.5°S和18.4°S,長時期徘徊在南半球,顯得「猶豫不決」,但也證明拉薩地塊在早三疊世也已從南半球的岡瓦納大陸裂離出來並位於南半球中—低緯度地區。

1.8億年前

早侏羅世——從南向北,越過赤道

隨後拉薩地塊緩慢向北漂移,在距今1.8億年時繼續向北漂移至南緯3.7°S附近,早白堊世(距今1.2億年前)已經到達位於北緯13.1°N的位置。拉薩地塊此時已經越過赤道,並與位於北半球的羌塘地塊完成了塊體間的拼貼過程。

8000萬年前

印度次大陸,我還在等你

距今8000萬年時,非洲大陸已經向北漂移,且印度次大陸漂移至10°S—30°S範圍。

拉薩地塊還在北半球約12 °N,在整個白堊紀,顯得有點「裹足不前」,一直在北半球12°N左右徘徊。它在等待一個同伴——印度次大陸

「急速追趕」的印度次大陸

印度次大陸(及其次大陸最北緣的喜馬拉雅部分)在晚侏羅世從岡瓦納大陸分離後,開始向北快速漂移,並急速追趕拉薩地塊。

6500萬年前

早新生代

初次的碰撞

距今6500萬—6000萬年前,印度次大陸已經在北緯13度附近與歐亞大陸最新南緣(拉薩地塊)發生初始碰撞隨後拉薩地塊與印度次大陸一起漂移到目前的位置——北緯30度。

青藏高原——在碰撞中誕生

印度-歐亞大陸碰撞也被認為是距今5億年以來地球歷史上發生的最重要的造山事件。儘管地質歷史上曾經發生過多次大洋關閉以及大陸碰撞,但唯獨印度次大陸與歐亞大陸的碰撞引起了大面積的地表隆起。這種碰撞和持續作用,其影響範圍遠遠超越了青藏高原,甚至波及中亞腹地、東南亞和中國東部地區。

根據近10年我國境內雅魯藏布江縫合帶的研究資料,國內科學家首次提出印度次大陸與歐亞大陸的碰撞時間要更早,起始時間很可能在距今6 500萬年前碰撞首先從中部開始,然後分別向西構造結和東構造結穿時性封閉

因此,可以想像,一個數千公里長的大陸碰撞帶,如印度次大陸與歐亞大陸的碰撞,其碰撞將是穿時的,從最初的碰撞到系統內所有洋殼消失後的全面碰撞,可能要持續幾十個百萬年

丁林中科院青藏高原所研究員, 中科院大陸碰撞與高原隆升重點實驗室主任。博士, 構造地質學專業。畢業於北京大學。

文章節選自:

丁林, 李震宇, 宋培平. 青藏高原的核心來自南半球岡瓦納大陸. 中國科學院院刊, 2017, 32(9): 945-950.


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