氣勢磅礴的金沙江，也曾身處女神特提斯的懷抱

在希臘神話中，有一位名為特提斯（Tethys）的女神，她和丈夫奧克阿諾斯（Oceanus）共同作為海洋的神靈，執(zhí)掌著大洋的事業(yè)。當宙斯成為新一代神王，特提斯和奧克阿諾斯選擇回到大洋深處，過著隱居生活。歲月不居，特提斯雖然魅力依舊，但到底是個“出世人物”，顯得形象朦朧，神秘莫測。

希臘神話女神特提斯（圖片來源：annewipg.deriantant.com）

有鑒于此，奧地利地質(zhì)學家愛德華·休斯（Eduard Suess）在《大洋的深度是永恒的嗎？》一文中，將位于勞亞大陸與岡瓦納大陸之間的古海洋命名為特提斯海（Tethys Sea）。后來提出的板塊構(gòu)造論將其更名為特提斯洋（Tethys Ocean），位于東羌塘地塊與北方勞亞大陸之間的大洋也被稱為古特提斯金沙江洋。由于其地理分布的特殊性，探尋這一大洋的演化歷史對于了解青藏高原的形成、豐富板塊構(gòu)造理論而言，具有重要意義。

拼起來的青藏高原

位于西南邊陲的青藏高原是我國最大、世界上海拔最高的高原，有著“世界屋脊”，“地球第三極”之稱。當前我們直觀看到的青藏高原實際上是由眾多小的板塊組合而成。這些塊體從北到南依次包括了柴達木、松潘-甘孜、羌塘（東羌塘、西羌塘）、拉薩和特提斯喜馬拉雅地塊等，而分割這些塊體的“縫合帶”【包括阿尼瑪卿-昆侖山-慕士塔格縫合帶（AKMS）、金沙縫合帶（JSSZ）、龍木錯-雙湖縫合帶（LSSZ）、班公湖-怒江縫合帶（BG-NJSZ）和印度-雅魯藏布縫合帶（IYZSZ）】則是不同地質(zhì)歷史時期東特提斯洋的殘留。

事實上，青藏高原的形成過程更像現(xiàn)實生活中的拼圖一樣。要想了解這一過程，則需要了解特提斯洋的所在。2.5億年前，地球上存在一個超級大陸，名為盤古大陸，這個巨無霸大陸由北方的勞亞大陸和南方的岡瓦納大陸組成。在兩個大陸之間，有一個呈“喇叭口”狀的大洋，這就是古特提斯洋。其中如珍珠般灑落著一些小的地塊，如東羌塘、伊朗和土耳其等，我們也將位于東羌塘地塊與北方勞亞大陸之間的大洋稱為古特提斯金沙江洋或金沙江洋。

隨著東羌塘地塊由南向北移動，金沙江洋逐漸消亡。在這之后，隨著南羌塘地塊逐漸北向漂移拼貼南北羌塘之間的龍木錯-雙湖洋也逐漸萎縮消亡，而南羌塘地塊與南半球?qū)呒{大陸之間的中特提斯洋逐漸擴張到最大。最終，隨著印度地塊在早新生代與北部的歐亞大陸發(fā)生碰撞，東特提斯洋的演化也最終落下帷幕。滄海桑田，金沙江洋不復存在，青藏高原則聳立在祖國的西南端。

青藏高原地區(qū)構(gòu)造格架（圖片修改自Guan et al., 2021）

金沙江洋的位置分布（圖片修改自Gehrels et al., 2011）

寫史技法——威爾遜旋回

書寫史書時有春秋筆法，為大洋寫史同樣也有技法的講究。要想恢復大洋的歷史，板塊構(gòu)造學說中的“威爾遜旋回”必不可少。

威爾遜旋回示意圖（圖片來源：網(wǎng)絡）

威爾遜旋回主要分為六個階段，分別是萌芽階段、初始階段、成熟階段、衰退階段、殘余階段與消亡階段。在萌芽階段，陸殼基礎上因拉張開裂形成大陸裂谷，但尚未形成海洋環(huán)境（如現(xiàn)代的東非裂谷）；初始階段，陸殼繼續(xù)開裂，開始出現(xiàn)狹窄的海灣，局部已經(jīng)出現(xiàn)洋殼。（如現(xiàn)代的紅海、亞丁灣）；在威爾遜旋回較為成熟時，大洋中脊向兩側(cè)不斷增生，海洋邊緣又未出現(xiàn)俯沖、消減現(xiàn)象，大洋得以迅速擴張（如大西洋）。

盛極必衰，大洋中脊雖然繼續(xù)擴張增生，但大洋邊緣一側(cè)或兩側(cè)出現(xiàn)強烈的俯沖、消減作用海洋總面積漸趨減?。ㄈ缣窖螅?；在這之后，隨著洋殼海域的縮小，終于導致兩側(cè)陸殼地塊相互逼近，其間僅存殘留小型洋殼盆地，此為殘余階段（如地中海）；最后，海洋消失，大陸相碰，使大陸邊緣原有的沉積物強烈變形隆起成山（如喜馬拉雅山的形成）。

古特提斯金沙江洋也遵循上述威爾遜旋回的規(guī)律，隨著東羌塘地塊從南部的岡瓦納大陸裂離，其逐漸北漂的過程中與北部勞亞大陸之間的金沙江洋逐漸縮小。最后伴隨著東羌塘地塊與北部地塊碰撞拼貼，金沙江洋徹底消亡。因此，只要恢復出東羌塘地塊的隨時間變化的古位置，就可以定量地獲得古特提金沙江洋的演化消亡過程，更為準確地還原這段歷史。

寫史依據(jù)——地球磁場

要想定量得到東羌塘地塊的漂移演化過程，還需利用好地球的磁場。眾所周知，地球存在著穩(wěn)定的磁場，不僅屏蔽了來自宇宙的有害射線，保護了陸地上的生物，堪稱生命的“保護傘”。同時，磁場也和我們的生活息息相關，例如人們導航用的GPS系統(tǒng)，為我們提供視覺享受的極光等。

在思考這一問題前，不妨將地球想象成一個大的條形磁鐵（偶極子磁場），條形磁鐵的S極位于地球的北極，而磁鐵的N極位于地球的南極。根據(jù)磁感線“出北入南”的原則，我們很容易獲得地球磁場的方向。同一緯度的地磁場方向是一致的，但不同緯度的則不一樣。這樣就建立起地球磁場與緯度一一對應的關系。

對于現(xiàn)今的地球磁場，科學家可以通過先進的儀器進行同步監(jiān)測，而史前的地球磁場則需要借助測量地質(zhì)歷史時期的巖石（包括火山巖和沉積巖）記錄的古地磁來獲得。之所以可以利用火山巖來進行研究，是因為火山噴發(fā)的熔巖流中含有許多磁性礦物顆粒，它們就像無數(shù)的指南針，自由地指向當時的地磁場。隨著熔巖流冷卻降溫，這些小磁針得以固定在原地，記錄下瞬時磁場。之后雖然地磁場有變動，但是小磁針所記錄的地磁場方向并不會發(fā)生改變。

利用沉積巖進行研究的原理大體相同。沉積巖能獲得磁性，是因為其沉積物中含有攜帶磁性的碎屑顆粒，這些小顆粒在沉降堆積過程中按照當時地球磁場的方向定向排列，并在成巖過程中固化下來。我們也將火山巖和沉積巖中記錄下的，保留至今的地球磁場信息稱為古地磁。通過對不同板塊不同時代的巖石進行古地磁研究，科學家能獲得其當時地球磁場的方向（如磁傾角和磁偏角），通過計算就可以得到這個板塊在該時期內(nèi)的古緯度。最后，將每個時代的緯度連成一條線，就可以得到這個地塊南北向運動漂移的軌跡。

地球磁場方向（圖片來源：網(wǎng)絡）

從大洋到大江

為了解古特提斯金沙江洋的演化歷史及閉合時間，中科院青藏高原所新生代環(huán)境團隊顏茂都研究員等對東羌塘昌都地區(qū)雜多縣一組火山巖地層（尕笛考組）進行了詳細的古地磁學和火山巖鋯石U-Pb年代學研究，以探討該地區(qū)的古地理演化歷史。

在大多數(shù)人眼中，鋯石是寶石的一種，為十二月生辰石，象征勝利，好運。然而在地質(zhì)科學家眼中，它卻是地球上極其常見的火山巖、沉積巖和變質(zhì)巖的副礦物，同時也是進行巖石年齡測定的絕好材料。目前較為常用的是鋯石U-Pb同位素年代學測試方法，主要依據(jù)“單位時間內(nèi)衰變的原子數(shù)與現(xiàn)存放射性母體的原子數(shù)成正比”這一規(guī)律進行測量。

U-Pb鋯石年代學結(jié)果顯示，先期依據(jù)古生物認為是石炭紀或者二疊紀的火山巖實際年代約為2.54-2.48億年，在晚二疊-早三疊紀界限附近?？煽康墓诺卮沤Y(jié)果表明，昌都在該時間段位于北緯約10度左右。將東羌塘和塔里木地塊少量的二疊-三疊紀高質(zhì)量古緯度數(shù)據(jù)放在一起，發(fā)現(xiàn)東羌塘地塊從約2.97億年以較低的速度（每年約5.0厘米）開始向北漂移，在約2.59億年到2.51億年則是以每年約20.6厘米的速度高速運移，在約2.51-2.40億年之間降為每年約13.5厘米。

東羌塘地塊3.2億年-2.0億年漂移歷史（圖片修改自Guan et al., 2021）

在3億年前到2億年前羌塘以北塔里木地塊的位置基本穩(wěn)定在北緯33度左右。由于目前還沒有2.40-2.09億年前這時段內(nèi)東羌塘地塊精確的古緯度數(shù)據(jù)，因此假設東羌塘地塊仍舊以約13.5厘米/每年的速度北向漂移，估計約其在2.32億年抵達北緯33度并與塔里木地塊發(fā)生碰撞。通過收集比對其他一些地質(zhì)證據(jù)，此時兩個地塊之間的古特提斯金沙江洋閉合，這個2.32億年前就是閉合的最早時間。另外，研究人員還利用最佳擬合的方法獲得了金沙江洋閉合的最小年齡為2.2億年前。

東羌塘地塊2.59億年以來的古地理重建（圖片修改自Guan et al., 2021）

通過收集對比其他地質(zhì)證據(jù)，研究認為東羌塘地塊與北部的塔里木地塊碰撞時間最有可能是2.3億年，在這一時間，古特提斯金沙江洋在昌都地區(qū)開始發(fā)生閉合，逐步完成了從 “滄?！钡健吧Ｌ铩钡木拮?。金沙江洋自此也脫離了女神特提斯的懷抱，在化身奔流不息的大江之后，哺育著兩岸的人民。

“金沙水拍云崖暖，大渡橋橫鐵索寒”，毛澤東在《七律·長征》一詩中將金沙江磅礴的氣勢書寫得淋漓盡致。時節(jié)如流，逝者如斯，為大江寫史，有助于我們溯其本源，在感受自然與人力量的前提下更好地回答，我們是為了什么而出發(fā)。

流經(jīng)香格里拉虎跳峽的金沙江（圖片來源：作者拍攝）

參考文獻：

[1] Gehrels G, Kapp P, DeCelles P, et al. Detrital zircon geochronology of pre‐Tertiary strata in the Tibetan‐Himalayan orogen[J]. Tectonics, 2011, 30(5).

[2] Guan C, Yan MD, Zhang WL, et al. Paleomagnetic and chronologic data bearing on the Permian/Triassic boundary position of Qamdo in the Eastern Qiantang Terrane: Implications for the closure of the Paleo‐Tethys[J]. Geophysical Research Letters, 2021, 48: e2020GL092059. https://doi.org/10.1029/2020GL092059.

[3] Wilson, Tuzo J. A possible origin of the Hawailan Islands [J]. Canadian Journal of Earth Sciences, 2014.

[4] 什么是鋯石.中科院地質(zhì)地球所.https://mp.weixin.qq.com/s/5En51Zo7aTq7VCZt-kf0ZQ