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沧海变高原—第二次青藏科考南亚通道地质小分队科考纪实

前  言

    已N次地去过高原,虽然每每都被高原上湛蓝的天空和洁白的云朵强烈吸引,但还从未曾像这次这般地心潮澎湃、热血沸腾,即便是于这样一个隆冬季节出发,只因这次的野外被赋予了一个响当当而又沉甸甸的名字:第二次青藏科考。我们的科考小组隶属于南亚通道队的“喜马拉雅山隆升与季风协同演化过程”专题分队,共由来自中科院青藏所和地环所的12人组成。此次科考的主要任务是开展喜马拉雅隆升的环境效应考察研究,考察重点是沿雅鲁藏布江缝合带的几个典型盆地,山地隆升以及气候变化的信息都会在盆地沉积物里留下“蛛丝马迹”,根据野外的地质证据和室内的测试分析,就可以尽可能的还原当时的“现场”。

野外主要考察盆地位置图

    就请大家跟随我们一起来一场穿越时空的旅行吧!

科考小组人员在青藏所拉萨部出发合影

左起:颜茂都、杨一博、陈炽皓、张大文、张飞、吴福莉、方小敏、常宏、白艳、张伟林、张涛 

出发前方小敏研究员(左三)讲解和部署任务

一  江孜盆地

    去往江孜一带的路上,村庄众多,若忽略远处雄壮的山峦与业已干黄的草甸,很难有在海拔四千米左右高原上的感觉,沿途有众多栽种的乔木,都被截去了主干,萌生了参差不齐的旁枝侧节,不亚于南方榕树“独木成林”的感觉。

路旁的树木

    进入江孜,首先穿越到的是侏罗纪,提到侏罗,大家脑海里肯定立刻闪现出各式各样的恐龙,地上跑的,空中飞的,然后是茂密的植被,但在这里完全是另一番景象,古老的特提斯洋仍旧在这里安静地沉睡,一直到白垩纪的中期(迷惘了,不了解地质年代?请看下图),洋壳向北俯冲产生的拖曳力波及至此,使得这里整体沉降,成为大陆边缘斜坡的一部分,随着俯冲的继续进行,至始新世初期,这里已演化为残留的洋盆,逐渐完成了“沧海变桑田”的巨大演变。

国际年代地层表,年代地层单位从大到小分宇、界、系、统、阶、时带六级,对应的地质时代为宙、代、纪、世、期、时。比如侏罗纪,是指的地质时代,对应的地层就叫侏罗系。

更多内容请阅读国际年代地层表

江孜盆地地层

加不拉组,包括黑层段页岩、白层段页岩与泥灰岩互层和褐色段硅质岩,为半深海斜坡-深海沉积;

床得组岩石类型主要有红色页岩、泥灰岩和灰岩等,为远洋沉积;

宗卓组沉积主要为灰色、灰绿色页岩, 混杂有大量砂岩、灰岩及硅质岩组成,为深海-半深海沉积。

白垩纪加不拉组黑色页岩层段 

科考人员张伟林在采集样品,用太阳罗盘量取产状

    野外考察的目的就是获取大量地质证据,包括样品的采集。我们进行了简单的分工,常宏研究员、张涛、陈炽皓和我沿着地层层序采集部分环境指标样品。在海拔四千多米的高原上一会爬山一会下沟地走上十几里并非易事,还要挖坑采样就更消耗体力了。傍晚收工时,大家已经精疲力竭,刚上了车,便陷进了河床松软的沙土里,只好下来推车,一位牧羊的老乡也热心的加入了推车的行列,车前进倒退了好多次,终于获救了。我们把车上的食物给了他,他高兴地去找他的羊群了。 

集体推车

  第二天中午我们在村庄旁找了块平地吃午饭,恰逢周末,孩子们没有上学,看到我们便都高兴地围拢了过来,热情地和我们打招呼,他们的汉语都讲得不错,可以交流,我看他们感兴趣我手里的相机,便给他们拍了几张照片,答应后面把照片寄给他们,他们便在我记录本上很认真地写下了他们的名字。我们又分了些糖果给他们,他们便高兴地为我们唱歌。

吃午饭情景,多数是饼子就着榨菜,有时候会泡上盒方便面  

  村里有位阿妈背着袋炒熟的青稞面,在我们旁边地上洒了几个圈,大概是为了保佑明年青稞的丰收。剩下的面便分给大家吃,我们也尝了一些,孩子们边吃边闹着,后来又每人抓了些轮流抹在我的肩膀上,他们没有解释,但看他们虔诚的眼神,我估计是在祈福。

分享阿妈的青稞面

与村子里孩子们的合影

  回到北京,脑海里依然能清晰地浮现出孩子们的笑容,像冬日里的暖阳照进内心。我去冲洗了照片,也买了些文具一起寄给了他们,惟愿他们永远保持那份乐观的态度。

二  乌郁盆地

    若从拉萨一路向西,沿着雅江缝合带,半天的行程就可以到达大竹卡,到这里雅江的水面渐阔,水流亦渐缓,平静的河水中映照着瓦蓝的天空和雄浑的山色,从不曾于这个季节来过这里,素不知道雅江还有如此清澈、柔情的一面。 

平静的雅鲁藏布江倒映着山色  

  从大竹卡往北,经过两个小时山路的颠簸,便可“穿越”到古新世的乌郁。这是一段动荡不安的岁月,特提斯洋已经闭合,陆陆的碰撞(印度板块和冈底斯)使得这里“烽火不断”,一系列的火山形成链状喷发,至渐新世时乌郁开始沉降,形成了大片的湖泊和沼泽,周遭绿树环盈,气候适宜,至中新世晚期火山喷发再度活跃,盆地抬升,原先的阔叶树多被针叶树代替,此后盆地持续抬升,气候演变为今日的干旱寒冷。

乌郁剖面底部林子宗群的火山岩 (海拔5000m),为中-酸性钙碱性火山岩系, 夹紫红色砂岩、砾岩及粉砂岩

乌郁剖面日贡拉组,主要岩性为紫红色陆相粗砂岩、细砂岩、粉砂岩、含砾砂岩、砾岩夹酸性凝灰岩(上图), 含长石斑晶(下图) 

  方老师曾于2005年带领研究组对乌郁盆地磁性地层及气候地层样品进行了系统采集,由于测年手段的限制,当时未能获得精确的年代序列,此次科考在上述工作基础上,对关键层位样品进行了系统补采,捋清了沉积相演化序列,有望在年代和剥蚀风化方面取得进展。

三  吉隆盆地

  从日喀则往南经拉孜行程约一天的时间,便可到达吉隆县,这里海拔略高,气温下降明显,过了拉孜以后村庄变得稀疏,也少见牦牛和羊群,只有干黄的草甸兀自落寞着。

沿途风光,雪山、高山和草甸

    吉隆县早上的温度很低,有零下十六度,河里的水虽然还是流动的,但舀上一瓶来,瞬间就结冰了。

科考人员在采集河水样,装进容器里,水就立刻结冰了

  早先就有两辆车总打不着火,每天早上都需要推上几圈,现在更甚。好不容易把车都发动了起来,也好不容易找到了家开门的早点铺面,老板却说包子还没包呢。“自己动手,丰衣足食”,轮得了镐头,也包得了包子,我们便到厨房里“大显了一下身手”。

常宏研究员在早餐铺面帮忙

  吃过热腾腾的的包子,一路沿着吉隆河,行程约两个钟头,便可到达吉隆盆地,穿越到这里正值中新世晚期,中间是断陷的湖盆,盛着一潭深邃的湖水,周边是疏林草原环境。放眼望去,最为奇特的动物要属三趾马了,它生有三个趾头,与现代马只具一个趾不同,算得上现代马的近亲,但是它身材相对矮小,不善奔跑,大概是这个原因在后面环境的变化中灭绝了。不过它对推断地层年代以及当时气候环境和植被状况都有非常重要的作用。到上新世时,周边山地强烈隆升,湖盆开始萎缩,只留有部分浅湖,早更新世时周边再次强烈隆升,吉隆河横穿湖盆与喜马拉雅山南部水系汇合,吉隆盆地消亡。

吉隆盆地地层,下部为侏罗纪海相地层,上部为晚新生代以来湖相-滨湖-三角洲相地层,图中白线为产三趾马化石层位

吉隆盆地剖面上部地层,可见有几级阶地砾石层

  我们到达这里时也都被眼前的景象震慑了,地层颜色的对比格外鲜明,下面是灰黑色侏罗纪的地层,上面不整合覆盖着晚中新世的地层,在经历了温度的大幅变化,以及从深湖到滨湖到三角洲沉积环境的改变后,就造就了这一层层灰的、白的、黄的、红的沉积物,像有双巨手用这些色彩就那么厚重地在蓝天的背景下平抹了几笔。我们都很兴奋,忘却了寒冷,兴冲冲地往山上爬,底部侏罗纪的地层里还有很多海相化石,沿着沟谷走就可以捡到,最多的就属菊石了。

吉隆盆地下部侏罗纪海相地层中的菊石。菊石是已灭绝的海生无脊椎动物,最早出现于古生代泥盆纪(距今约4万年),繁盛于中生代,白垩纪末期绝迹。根据其形态特征,可以用来推算岩石的年代。

  剖面的对面有个村庄,在这寂静的山谷来了这么几辆车和一群人,很快就被他们发现了,我们才翻过侏罗纪的地层,有位老乡就跟了过来。言语不通,但大致是不允许我们上山,需要去有关单位备案,方老师耐心地跟他讲解了我们的目的,不确定他是否听懂,但没有再阻拦,只跟在我们后面用他的手机给每个人拍照,监视着我们的一举一动,居然就这样跟了我们全程,待下山时我才发现他脖子上挂了个牌子,上面写着他的名字和职务,是当地动植物保护管理员,再问他我们是否需要去登记备案时,他只含糊不清地说:不——去,我们又询问了几遍,确认了是“不需要”。

色彩“斑斓”的地层和“跟踪”了我们一路的老乡(左二) 

四  达涕盆地

  相比每天面对的山峦和草甸,碧波荡漾的湖水或者冰清玉洁的冰川就显得要赏心悦目得多,所以当我们沿着白雪皑皑的希夏邦马峰的山脚,路过湛蓝的佩枯措时,都着实激动了一把,加上蓝天白云的映衬,就更加感觉清爽(主要是风太强劲),更为兴奋地是就在这湖畔又偶遇了我们所的另一支科考小组,不得不感慨,世界很大,大到一个盆地就够我们走上好多天,世界又如此的小,小到在几千里以外都可以邂逅。

希夏邦马峰的冰川,希夏邦马峰因1964年第一次科考时在海拔5600m的距今2-3百万年地层中发现植物化石而备受关注,经徐仁院士鉴定为高山栎,因而认为自上新世期间该地至少隆升了3km

两支科考小组偶遇,远处是西夏邦马峰,近处是佩枯措

  经过佩枯错后,就可到达达涕盆地,它是属于聂拉木县境内亚汝雄拉南坡的一个小型山间盆地,现在海拔高度在4700-5100m。地层大致与吉隆盆地相当,2013年古脊椎所的邓涛研究员等在此发现了一件三趾马上颌和一枚第三掌骨近端化石,通过对化石特征的研究,认为其属于福氏三趾马(Hipparion forstenac),与吉隆和山西保德发现的福氏三趾马可以对比,推断其盆地含化石层位年龄约为距今七百万年,古海拔约为2400~2900 m。

雪山掩映下的达涕盆地

达涕盆地剖面上部,砂岩中的大型交错层理,表明当时为大型河流

达涕盆地剖面中发现的贝壳化石

球状风化,灰色块状泥岩风化后表面显示为灰黄色锈斑

  通过实地考察发现,地层仅在新开挖的公路和低浅河流切割的沟谷中有少量出露,胶结性不好,成岩较差,对地层沉积的年代可能有待进一步研究。

科考人员在费劲地采集样品,需挖去表面风化的部分,采集新鲜的岩石

  达涕盆地的考察将要收工时,历时近一个月的考察也要接近尾声了,正是傍晚时分,几朵彩云环绕在太阳周围,普照着这片静谧的土地,历经了亿万年的浴火重生,从沧海变桑田,再跃升到这举世瞩目的高原,大自然以不可抗拒的伟力书写了它的历史塑造了它的形貌,我们一遍遍的“翻阅”地层这本巨厚的“书”,便是期望能从它的“字里行间”揭示出它演化的过程,推断出它变化的机制,并尽可能地利用好它现有的独特的条件,以规避它的灾害、风险。人类可能只是这地质历史长河里极其短暂的一瞬,但是高原上一条条平坦的柏油马路,一幢幢整齐的藏族民居,无不彰显着人类对这孤傲高原的宣言,当地的藏民们,也仍保持着以他们独有的纯朴和虔诚善待着这片高原上的一土一石、一草一木,相信再借助于科学考察所能提供的科学方案,定能既为当地百姓谋好福祉,又能守护好这最后一方净土。

一排排整齐的民居,其后的褶皱与断层表明该地经历了频繁和复杂的构造活动

孔唐拉姆山的盘山公路(拍照地点海拔5236m),彰显着人类的力量

达涕盆地上空不断变幻的彩云

  愿这片彩云笼罩下的高原安静、祥和!

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