科學家發現，羌塘高原生長分“兩步走” | 科技前線

長期以來，科學界普遍認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生的，一直缺少完整證據。

近日，中國科學院廣州地球化學研究所領銜的國際團隊，揭示了羌塘高原早期生長歷史及其從山脈向平坦高原轉變的地表響應過程。

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隆升之謎待解

青藏高原是研究地球演化的“天然實驗室”。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、礦產形成和地震活動。其中，羌塘高原是理解青藏高原隆升和擴展的重要區域。

▲現今羌塘高原平坦地貌

此前研究推測，羌塘高原在始新世時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，證據一直不夠完整。

02

早期并非“一下子長成”

研究團隊選取羌塘高原的始新世花崗巖，結合礦物學分析、低溫熱年代學測定、熱史模擬以及區域已有數據，重新梳理了這里的“生長軌跡”。研究發現，羌塘高原并不是在某個時期突然整體抬升成高原，而是經歷了一個逐步擴展、分階段生長的過程。

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

分析進一步表明，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在北羌塘局部地區。

03

高原生長分“兩步走”

基于以上證據，團隊提出了羌塘高原“兩階段生長模型”。

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

研究同時解釋了驅動這一過程的原因。科研人員認為，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展，則更多與中下地殼物質流動有關，在地下較深部位，較“軟”的地殼物質像緩慢流動的“地質糖漿”一樣向外移動，推動了高原邊緣繼續變寬、變平。

研究認為，巖石圈拆沉可能只在局部地區對高原隆升起作用，而氣候變化引起的侵蝕，對羌塘高原整體抬升的貢獻相對有限。

研究還表明，高原的側向生長在早期隆升階段就已經存在，并非始于中新世，為“地殼流動推動高原平坦化”的觀點提供了新證據。

論文鏈接：

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

來源：中國科學院廣州地球化學研究所

責任編輯：曹旸