青藏高原東南部不是一次長(zhǎng)高的：研究揭示80 Ma來(lái)三次“脈沖”式生長(zhǎng)

如果讓你想象青藏高原的形成，腦海里很可能浮現(xiàn)出一塊大陸撞擊另一塊大陸，然后整個(gè)高原像發(fā)酵的面團(tuán)一樣被均勻地“頂”了起來(lái)。至少在過(guò)去幾十年里，許多地質(zhì)學(xué)模型都傾向于這樣一種敘事：印度板塊與亞歐板塊碰撞之后，青藏高原東南緣主要是通過(guò)地殼深部軟弱物質(zhì)的“側(cè)向流動(dòng)”被一次性抬升成如今的模樣。然而，一項(xiàng)剛發(fā)表在《Tectonics》上的研究卻給出了一個(gè)很不相同的答案——東南緣的“長(zhǎng)高”過(guò)程并不像一次突然起立，而更像踩著三步臺(tái)階，在將近8000萬(wàn)年的時(shí)間里分三次脈沖式地完成了生長(zhǎng)。

這項(xiàng)由中國(guó)地質(zhì)科學(xué)家領(lǐng)銜的工作，把目光鎖定在青藏高原東南部一條很關(guān)鍵的地帶——金沙江褶皺沖斷帶。這里的位置很特別，它既是古板塊縫合線所在，又記錄了地殼被擠壓、巖層相互推覆變形的完整痕跡。研究團(tuán)隊(duì)并沒(méi)有去猜山是怎么隆起的，而是直接“拷問(wèn)”了巖石本身。他們測(cè)量了從這一區(qū)域采集的礦物冷卻年齡，也就是那些曾經(jīng)深埋在地下幾公里甚至十幾公里處的礦物，究竟是在什么時(shí)候被帶到了地表附近。這個(gè)原理很像看一塊鐘表：礦物從高溫環(huán)境進(jìn)入低溫環(huán)境時(shí)，會(huì)開(kāi)始累積放射性衰變的痕跡，溫度一旦降到某個(gè)“關(guān)門溫度”之下，這個(gè)時(shí)鐘就被鎖住了。因此，每一顆礦物顆粒都保存著一個(gè)“我是什么時(shí)候接近地表的”時(shí)間戳。把這些時(shí)間戳串起來(lái)，就得到了山體被剝蝕、抬升的詳細(xì)日程表。

結(jié)果很清晰，也存在明顯的“斷點(diǎn)”。研究人員識(shí)別出三次加速的剝露事件：第一次大約在8000萬(wàn)到6800萬(wàn)年前，第二次在3800萬(wàn)到3400萬(wàn)年前，第三次則從大約1900萬(wàn)年前一直持續(xù)到現(xiàn)在。換句話說(shuō)，東南青藏高原并不是在整個(gè)新生代里以一種平穩(wěn)的速度生長(zhǎng)，而是在三個(gè)明確的時(shí)間窗口里經(jīng)歷了快速抬升和剝蝕，中間夾雜著相對(duì)平靜的時(shí)期。這更像一首三拍子的鼓點(diǎn)，而不是一條平滑的上升曲線。

既然是三拍子，每一拍對(duì)應(yīng)著怎樣的構(gòu)造戲碼？論文對(duì)此做了很細(xì)致的對(duì)應(yīng)。最古老的第一次脈沖，時(shí)間落在晚白堊世。這一時(shí)期，緊鄰研究區(qū)東側(cè)的貢覺(jué)盆地正好開(kāi)始大規(guī)模接受沉積物。兩者放在一塊看，邏輯就通了：當(dāng)金沙江褶皺沖斷帶那一側(cè)的山體開(kāi)始快速隆起時(shí)，風(fēng)化剝蝕下來(lái)的大量碎屑被水系搬運(yùn)到相鄰的低洼地帶，于是盆地出現(xiàn)了明顯的沉積記錄。這不僅證明早期的造山作用已經(jīng)啟動(dòng)，還說(shuō)明造山帶與相鄰盆地的發(fā)育從一開(kāi)始就是耦合在一起的，不是各玩各的。

第二次脈沖發(fā)生在距今3800萬(wàn)到3400萬(wàn)年前，這個(gè)時(shí)間段對(duì)應(yīng)著金沙江縫合帶的再度活躍。金沙江縫合帶原本是一條古老的板塊邊界，在更早的地質(zhì)時(shí)期里已經(jīng)“縫合”了不同塊體，但到了始新世晚期，它似乎又被重新激活。研究者觀察到，沿這條縫合帶發(fā)生了新一輪的擠壓變形，而且這期縮短變形并不局限在研究區(qū)一隅，它其實(shí)是整個(gè)藏東南北部地區(qū)地殼縮短向東南方向擴(kuò)展的一部分。也就是說(shuō)，第二次脈沖不是孤立事件，而是喜馬拉雅碰撞的遠(yuǎn)程效應(yīng)在向外傳遞，沿著古老的薄弱帶找到了新的釋放口。

第三次脈沖最有意思，因?yàn)樗x我們最近，也最為“跨學(xué)科”。時(shí)間從大約1900萬(wàn)年前延續(xù)至今，恰好對(duì)應(yīng)了金沙江強(qiáng)烈下切形成峽谷的階段。河流的侵蝕作用會(huì)把地殼淺層物質(zhì)快速搬走，從而誘發(fā)地殼均衡反彈，促進(jìn)更深部的巖石暴露到地表——這就是所謂的“河流下切驅(qū)動(dòng)剝露”。但論文作者也很謹(jǐn)慎，他們指出這并非唯一的原因，同期的斷層活動(dòng)可能也貢獻(xiàn)了一部分抬升。這就像一把剪刀的兩片刃：河流向下切，斷層沿著傾斜面向上推，兩者合力讓下地殼的巖石以更快的速率被剝蝕出來(lái)。

如果把這三步臺(tái)階拼合在一起，一張與過(guò)去主流觀點(diǎn)不太一樣的生長(zhǎng)圖像就浮現(xiàn)出來(lái)。以前有種很流行的模型認(rèn)為，青藏高原東南緣之所以地形相對(duì)平緩、海拔沒(méi)有急劇躍升，是因?yàn)橛《劝鍓K擠進(jìn)來(lái)的物質(zhì)主要以“下地殼流”的方式向東南方向蠕動(dòng)，把地殼整體“浮”了起來(lái)，因此抬升應(yīng)該集中在某一個(gè)階段發(fā)生。可這項(xiàng)研究卻表明，東南緣的抬升是通過(guò)多次脈沖完成的，橫跨了晚白堊世到現(xiàn)今近8000萬(wàn)年的時(shí)間跨度，并不是某一個(gè)單一時(shí)段的產(chǎn)物。用一個(gè)比喻來(lái)說(shuō)，過(guò)去以為是一個(gè)人猛地站直了身體，而現(xiàn)在更像是一邊調(diào)整重心一邊分三次站起來(lái)，每站起來(lái)一點(diǎn)，姿勢(shì)都會(huì)略有不同。

對(duì)普通人而言，這件事的意義可能在于：我們對(duì)高原如何“長(zhǎng)大”的理解正在變得越來(lái)越精細(xì)。山不是一天長(zhǎng)出來(lái)的，也不是用一種簡(jiǎn)單的方式長(zhǎng)出來(lái)的。在這項(xiàng)研究里，礦物冷卻年齡提供了實(shí)實(shí)在在的時(shí)間標(biāo)尺，盆地沉積提供了對(duì)應(yīng)的“旁證”，而區(qū)域構(gòu)造背景則給出了每次脈沖可能的驅(qū)動(dòng)力。三者互相校準(zhǔn)，讓“多階段脈沖式生長(zhǎng)”這個(gè)結(jié)論并不只是理論補(bǔ)丁，而是很扎實(shí)的地質(zhì)鏈條。

當(dāng)然，這并不意味著所有問(wèn)題都解決了。研究者自己也承認(rèn)，第三次脈沖中河流下切和斷層活動(dòng)各貢獻(xiàn)了多少份額，目前還難以精確拆分。另外，在高原其他地段——比如更靠南的區(qū)域或者靠近揚(yáng)子地塊的邊緣——是否也同步出現(xiàn)了類似的脈沖節(jié)奏，還是存在明顯的時(shí)間差，這會(huì)影響到整個(gè)東南緣變形時(shí)空框架的完整性。不過(guò)，正因?yàn)橛羞@些懸而未決的謎題，接下來(lái)的工作才更有想象空間。畢竟，每多打開(kāi)一顆巖石里的時(shí)鐘，我們距離復(fù)原青藏高原這個(gè)“成長(zhǎng)相冊(cè)”就又近了一步。