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常承法与青藏高原地质(2)

时间:2010-09-18  归属:当代科技精华地学卷
  常承法是珠峰地区科学考察报告——地质(1974)一书的主要作者之一。并发表了“喜马拉雅地质发展历史、构造带的划分和隆起原因的探讨”专题论文(1978),它曾作为国际学术交流论文在国内外广为流传。1979年与他人合作发表的“雅鲁藏布江下游地区地质特征”首次对喜马拉雅东端南迦巴瓦峰地区地层进行了划分并分析了该区的构造特征,弥补了该区的地质空白。1980年在北京召开的我国首次大规模“青藏科学讨论会”是全国向外界展示我国在青藏高原综合科学考察方面取得的丰硕成果的盛会。会议讨论的主题是“青藏高原隆起及其对自然环境和人类活动的影响”。常承法在会议上做了青藏高原构造演化的主题报告,根据当时可利用的资料进一步阐述了青藏高原板块构造演化的特点。报告引起国内外与会科学家的广泛好评。国内各大报刊进行了广泛的报导。这次科学讨论会显示出我国在青藏高原研究方面的学术水平及雄厚的实力,提高了我国在这一研究领域的学术地位并促进了青藏高原研究的国际交流及合作。

    西藏是我国对外开放较早的地区之一。1980~1982年中法“喜马拉雅地质构造和地壳上地慢形成演化”合作研究是西方科学家自几十年前早期的一些先行者最后进入这个禁区以来再次到这里进行详细的野外工作。这是一次大规模的科学考察活动,投入多,时间长,取得了丰硕的研究成果。特别是对雅鲁藏布江缝合带蛇绿岩和混杂堆积的研究有较大进展,取得了一批有意义的同位素年龄资料,结合沉积特征确认拉萨块体来自冈瓦纳大陆。另一引人注目的成果是通过宽角度反射剖面获得的有关深部地壳构造的资料。这些剖面显示在东经90°线附近雅鲁藏布缝合带和班公湖—怒江缝合带附近的深部地壳反射面深部有20km左右的错断,而且在剖面的喜马拉雅部分和拉萨地体内莫霍面均有明显的重复。结合地面观察雅鲁藏布江和班公湖—怒江缝合带以南各可分出三条大冲断层,从南往北它们是主边界冲断层、主中央冲断层、康马、羊八井、古露和安多冲断层。这种冲断活动一定是西藏地区地壳增厚的一种主要途径。这与常承法等在1982年出版的《青藏高原地质构造》一书中表述的观点是一致的。他曾经是中法合作研究项目的中方副队长。随后在1985~1986年他又领导了中科院—英国皇家学会拉萨—格尔木沿线综合地质考察。这条考察路线恰好横穿过青藏高原内各个构造单元,是解决一系列关键地质问题的捷径。中、英拉萨—格尔木综合地质考察由一流水平的中外地质学家26人组成。本项研究的主要目的之一是要更精确地弄清楚地体或微板块增生拼合的历史,在已有工作基础上采用包括地质填图等多学科协作方法综合地深入研究高原形成的板块碰撞机制、时代、高原地壳增厚及抬升的时代、幅度和机制等。中、英合作在地层学、古生物学、岩浆岩、变质岩、古地磁、同位素地球化学和新、老构造方面获得了大量新资料,并提出了一些创新解释。从拉萨到格尔木可以分出四个地体:昆仑、松潘—甘孜、羌塘和拉萨地体它们分别被昆仑—秦岭、金沙江、班公湖—怒江缝合带分隔。古生物资料表明在石炭纪时昆仓地体已经是劳亚古陆的一部分,羌塘和拉萨地体是在二叠—三叠纪时期从冈瓦纳大陆分裂出来的。这些地体相继向北增生到亚洲大陆的南缘。昆仑—秦岭缝合带形成于二叠世末—三叠世初,金沙江缝合带形成于晚三叠世—早侏罗世,班公—怒江缝合带形成于晚侏罗世—早白垩世。通过钕模式年龄的系统研究,推断整个青藏高原深部均以年龄至少为1000Ma的前寒武纪地壳构成基底。古地磁和生物地理资料表明拉萨地体在晚白垩和始新民保持稳定不动,但是自印度与其缝合在一起以来拉萨地体向北移动了20°。在青藏高原广阔范围内的早第三纪红层的褶皱所冲断至少使地壳缩短12%。已经解体的蛇绿岩顺班公—怒江缝合带和至少在其以南100多公里的高原上呈孤立的、缓倾斜的露头出现。它们可能是呈一个单独的平坦冲断岩片仰冲到拉萨地体大陆边缘上的。在拉萨地体内的140~120Ma的花岗岩可能是通过陆内冲断和加厚时期下地壳的深熔形成的。这些成果与常承法等1982年出版的《青藏高原地质构造》一书和后来的一些文章中提出的见解基本一致。

    在冲断层限制的山间盆地中沉积下来的巨厚早第三纪河流相红层不时发现于青藏高原内。早第三纪红层已被强烈褶皱所冲断。假如在这些相当宽广的、但是孤立的盆地中的红层的变形能代表整个青藏高原的变形,那么在始新世它被缩短了至少40%。这个数量级使青藏高原的全部地壳的加厚可以用高原地壳内部的分散缩短来解释。

    假如用亚洲被印度地壳大规模的俯冲来解释青藏高原地壳的加厚,那么估计会看到一个系统的迁移的、提供磨拉石沉积物的上升前缘。但是没有发现早和新第三纪沉积物的这种系统迁移的证据。古地磁研究结果表明亚洲南部范围内大模的地壳汇聚是自印度和亚洲碰撞以来开始的。地质观察资料不支持青藏高原被印度地壳大幅度俯冲的各种模式。

    在整个青藏高原,新构造活动十分强烈,活动的地震和活断层影响到现代的大部分地形。在它的中部和南部是南北走向的正断层和主要走向或者是北西西,或者是北东东的走滑断层。在位居青藏高原宽度的一半位置上的温泉兵站以北看不到南北向正断层的证据。温泉兵站以北最显著的构造是东西走向的昆仑走滑断层系,但是反映南北向挤压的晚新生代沉积被冲断和被褶皱的现象也能够看到。昆仑走滑断层系的主分支——西大滩断层在过去1.5~3Ma中滑移量为30km,速率估计为13mm/a。另一分支——昆仑山口断层全新世的滑移速率可能为10mm/a。这似乎表明青藏高原北部正向东挤出,其速率与印度插入欧亚大陆的速率处于同一数量级。

    目前积累的若干方面的证据暗示青藏高原的隆起至少是通过两种完全不同的机制以不同的速率完成的。达到3km的前中新世隆起是由向北迁移的地壳的缩短和增厚引起的,上新世—更新世的隆起非常快速,累计达2km,平均抬升速率为0.4mm/a。第二抬升期伴随有火山活动和东西向升展。侵蚀夷平作用发生在前中新世抬升之后和上新—更新世抬升之前。

    青藏高原地质研究虽然起步较晚,但进展迅速,目前已建立了青藏高原比较完善的板块构造演化模式,对高原地壳变形和形成的运动学和动力学过程也有较深刻的理解。青藏高原地质研究方面的突破性进展确立了我国在青藏高原地质研究领域的主导学术地位。常承法是这项研究工作的开拓者和各项重大研究项目地质学科的组织者和学术带头人。他的不畏艰险,勤于实践和努力攀登科学高峰的精神将继续影响青藏高原的地质研究事业。

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