徐永清:遙遠(yuǎn)的特提斯海
文/徐永清
? ? ? ?包括珠穆朗瑪峰在內(nèi)的喜馬拉雅地區(qū),曾經(jīng)有過(guò)一段十分漫長(zhǎng)的海洋史。那時(shí),青藏高原東南部還是一片汪洋,被稱為新特提斯海。
? ? ? ?距今約6億年前(寒武紀(jì)加里東構(gòu)造階段),地球北部亞歐大陸和位于南半球的印度次大陸之間,是一片汪洋大海,人們通稱它為“特提斯?!保瑢儆诠诺刂泻5囊徊糠帧=裉煳挥跉W洲和非洲間的地中海,為特提斯海殘留部分。這片海域,橫貫現(xiàn)在歐亞大陸的南部地區(qū),與北非、南歐、西亞和東南亞的海域連通。當(dāng)時(shí)特提斯海地區(qū)的氣候溫暖,海洋動(dòng)植物發(fā)育繁盛。其南北兩側(cè)是已被分裂開(kāi)的原始古陸(也稱“泛大陸”),南邊稱岡瓦納大陸,包括現(xiàn)在的南美洲、非洲、澳大利亞、南極洲和南亞次大陸;北邊稱勞亞大陸,包括現(xiàn)在的歐洲、亞洲和北美洲。
? ? ? ?1885年,德國(guó)學(xué)者M(jìn)·諾伊邁爾提出設(shè)想,在中生代存在一個(gè)東西向赤道海洋,稱為中央地中海。
? ? ? ?1893年,奧地利著名地質(zhì)學(xué)家修斯推測(cè),在地質(zhì)歷史上,歐亞與非洲、印度之間存在過(guò)橫貫赤道附近的大洋,并以希臘神話中海神妻子的名字將其命名為特提斯。
? ? ? ?1924年,維也納學(xué)派的科學(xué)家阿爾岡發(fā)表《亞洲大地構(gòu)造》,提出現(xiàn)代印度北緣曾存在過(guò)廣闊的大陸架,它和岡瓦納古陸北緣的其他大陸架以及印度—澳大利亞之間的海洋水體洼地一起構(gòu)成了特提斯的南翼。后來(lái),岡瓦納和勞亞碰撞相接,特提斯消失了,印度北緣的大陸架俯沖而下一直到西藏。這種作用使西藏地境的雙倍地殼厚達(dá)70千米,并且由于均衡作用使西藏隆起,成為世界上獨(dú)一無(wú)二的高原,而且在亞洲廣大地區(qū)形成一系列復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造變動(dòng)。特提斯古海經(jīng)受擠壓,褶皺的沉積物出現(xiàn)在高聳入云的青藏高原、喜馬拉雅及阿爾卑斯山脈上。特提斯古海的最后階段,是一部青藏高原形成史。

特提斯海
? ? ? ?1924年,探險(xiǎn)家諾埃爾·奧德?tīng)柺状伟l(fā)現(xiàn)了嵌入珠穆朗瑪峰巖石中的海洋化石,這證明了珠峰所在地區(qū)曾是一片海洋。
? ? ? ?1956年的瑞士登山隊(duì)和1963年的美國(guó)登山隊(duì)首次帶回了珠穆朗瑪峰的巖石樣本。
? ? ? ?1968年,板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)提出后,這一海區(qū)被稱為特提斯海。一般將古生代的特提斯海稱古特提斯海,而三疊紀(jì)后的特提斯海稱新特提斯海。
? ? ? ?2005年,本人在珠峰北坡大本營(yíng)工作的時(shí)候,也曾在當(dāng)?shù)夭刈宓氖掷镆?jiàn)到不少海洋生物化石和貝殼化石。
? ? ? ?特提斯海大體沿阿爾卑斯—喜馬拉雅褶皺帶分布,自西而東,包括今比利牛斯、阿特拉斯、亞平寧、阿爾卑斯、喀爾巴阡、高加索、扎格羅斯、興都庫(kù)什、喜馬拉雅等巨大山脈,然后轉(zhuǎn)向東南亞,并延伸至蘇門(mén)答臘和帝汶,與環(huán)太平洋海域連通。
? ? ? ?在3.5億年到2億年前的古特提斯時(shí)代,地球上出現(xiàn)了生命:從魚(yú)類到兩棲動(dòng)物,從孢子植物到后來(lái)的裸子植物,所有的島、陸生物在這個(gè)多島嶼的古海洋南北間相互遷移交流,欣欣向榮。
? ? ? ?一般認(rèn)為喜馬拉雅山脈是在6000萬(wàn)年前形成的,但事實(shí)上珠穆朗瑪峰峰頂上的石灰?guī)r和砂巖,曾是4.5億年前的海底沉積巖的一部分。后來(lái),海底巖石因受擠壓而聚攏在一起,并且以每年11厘米(4.5英寸)的速度上升,最后形成了現(xiàn)在的高度。如今,人們?nèi)阅茉谥槟吕尸敺宓貐^(qū)見(jiàn)到幾億年前的海洋生物化石和貝殼化石。
? ? ? ?隨著古特提斯海的衰亡,新特提斯海在歐亞大陸的南緣開(kāi)始誕生了。此時(shí),已是距今1.8億年前的恐龍時(shí)代,那時(shí)的印度還在遙遠(yuǎn)的南半球南部,到7100萬(wàn)年前,它的最南端還在南緯40°的地方呢!這塊大陸以每年10厘米的速度迅速北移,有近萬(wàn)千米的行程,到4000萬(wàn)年前與歐亞大陸相撞,從而使新特提斯海徹底消失,只留下雅魯藏布江這條縫合線,連接起曾遠(yuǎn)隔重洋的兩塊大陸,而青藏地區(qū)也就此成形。
? ? ? ?千條江河流大海,攜帶并沉淀了大量的泥沙。這些泥沙,在巨大的壓力和高溫作用下,變成片巖和片麻巖。這些片巖和片麻巖,構(gòu)成了一座金字塔狀的巨大山峰——珠穆朗瑪峰??茖W(xué)家在珠峰地區(qū)的巖石中,發(fā)現(xiàn)了被稱為“菊石”的動(dòng)物化石,還發(fā)現(xiàn)了遠(yuǎn)古魚(yú)類和貝類的遺體。這些古海洋生物化石的年代,在白堊紀(jì)時(shí)代以后,這說(shuō)明那時(shí)的珠峰是海相地層,珠峰是從海洋上升為陸地的。
? ? ? ?二疊紀(jì)晚期,地球上南、北兩塊大陸開(kāi)始分裂、漂移,形成板塊。印度洋板塊分離出來(lái)以后,以較快的速度向北移動(dòng),特提斯洋殼受到強(qiáng)烈的擠壓,不斷發(fā)生褶皺斷裂和上升。到始新世晚期,印度洋板塊與亞歐板塊相撞,導(dǎo)致了劇烈的地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng),使喜馬拉雅地區(qū)全部露出海面,特提斯海消亡,宣告了整個(gè)高原地區(qū)海洋歷史的結(jié)束。
? ? ? ?關(guān)于特提斯海消失的原因,多年來(lái)地學(xué)界逐漸形成了兩大學(xué)派。一種學(xué)派認(rèn)為,今天的地中海是一個(gè)復(fù)合式海盆,在其陸塊沉陷與裂合作用下,形成了邊緣海,經(jīng)常有火山活動(dòng)和地震發(fā)生就是最重要的證明。1987年,中國(guó)地質(zhì)學(xué)家黃汲清、陳炳蔚出版的《中國(guó)及鄰區(qū)特提斯海的演化》一書(shū),提出古特提斯、中特提斯和新特提斯的新見(jiàn)解,以及北主縫合帶、南主縫合帶和互換構(gòu)造域的新概念,為探討青藏高原的隆升歷史和形成機(jī)制提供了新的思路。黃汲清所創(chuàng)立的“槽臺(tái)多旋回說(shuō)”,對(duì)特提斯海的形成演變做了有說(shuō)服力的論證。他指出,在中國(guó)大陸及其他地區(qū),發(fā)現(xiàn)了很多特提斯海全盛時(shí)期的生物化石、沉積巖石、巖漿石及火山噴發(fā)的物質(zhì)。在新疆還找到了只有在岡瓦納古陸上出現(xiàn)過(guò)的水龍獸、二齒獸化石。就連岡瓦納古陸和勞亞大陸發(fā)生碰撞的縫合線,也在西藏、新疆、青海的邊界處找到了。不僅如此,人們還認(rèn)為,阿爾卑斯山—地中?!柴R拉雅山是一條中新世代以來(lái)的地槽帶。
? ? ? ?另一種學(xué)派用大陸漂移說(shuō)、海底擴(kuò)張說(shuō)、板塊構(gòu)造說(shuō)來(lái)解釋地中海的成因?!案衤瀣敗ぬ魬?zhàn)者”號(hào)鉆探船在世界各大洋獲得的大量鉆孔巖芯資料,以及海底古磁性條帶的發(fā)現(xiàn),使人們有更多的理由相信,海底擴(kuò)張?jiān)斐闪岁懙匕鍓K的漂移。根據(jù)這一學(xué)說(shuō),大西洋在逐漸擴(kuò)大,太平洋則在逐漸縮減,而地處歐、非、亞大陸中的地中海,正處于逐漸消亡的過(guò)程之中。于是,有的科學(xué)家認(rèn)為,今天的地中海是古特提斯海的一部分。
? ? ? ?2.5億年前的特提斯海,位于北方勞亞大陸和南方岡瓦納大陸之間,由于大陸板塊的漂移,南北兩大塊古陸逐漸靠近,使得東部的特提斯海在阿拉伯板塊和印度洋板塊同亞洲板塊漂移縫合之后,逐漸歸于消亡。喜馬拉雅山就是板塊縫合線上的山脈。西部的特提斯海,由于非洲板塊和歐洲板塊的靠近,逐漸發(fā)生抬升,形成了阿爾卑斯山系。因此,今天的地中海完全可以看作是特提斯海的殘留部分。地質(zhì)學(xué)家發(fā)現(xiàn),這一時(shí)期以前沉積的地層開(kāi)始時(shí)是一些淺綠色和灰綠色為主的碎屑巖,其間夾有煤層。這表明,那時(shí)候氣候溫暖、濕潤(rùn),植被繁茂。高大的蕨類、蘇鐵等植物組成了茂密的森林,而森林中則游蕩著各種喜暖喜濕的動(dòng)物。在森林邊緣以及森林間的洼地上河流縱橫,湖泊和沼澤星羅棋布,水邊生活著一些大型兩棲動(dòng)物、似哺乳動(dòng)物和爬行動(dòng)物。這樣的景觀可能一直持續(xù)到三疊紀(jì)的晚期。
? ? ? ?特提斯海不僅延伸到了中國(guó),而且在中國(guó)的部分是特提斯東段的主體。在特提斯海北側(cè)是岡底斯山,當(dāng)時(shí)那里山間谷地森林茂密,低緩山坡草原繁盛,時(shí)有火山爆發(fā),景色猶如今日的安第斯山。在這個(gè)特提斯海盆以北幾百千米,從邊境地區(qū)的班公湖附近向東到怒江一帶,大約從三疊紀(jì)開(kāi)始,到約1.4億年前(白堊紀(jì)),存在另一個(gè)中生代特提斯洋盆。再向北,從藏北的可可西里向東又折轉(zhuǎn)東南到瀾滄江一帶,則是更為古老的特提斯海盆的位置??赡茉诩s3.6億年前的泥盆紀(jì)晚期,那里就出現(xiàn)了海洋,地質(zhì)學(xué)家叫它瀾滄江洋。在川西金沙江到云南哀牢山一線,大約在2.9億年前也出現(xiàn)了海洋,為金沙江洋。瀾滄江洋和金沙江洋都是寬達(dá)上千千米的晚古生代洋盆,而且一度彼此相通,但是瀾滄江洋到了2.6億年前就消失了,而金沙江洋則又推遲了幾千萬(wàn)年才最后消失。
? ? ? ?青藏高原北邊的莽莽昆侖也是晚古生代特提斯洋盆的一部分。它向東南延伸與金沙江洋相連,向東延伸與秦嶺同時(shí)代的海洋相通,于是將神州大地劈成華南、華北兩大塊。然后,它還向西越過(guò)帕米爾和中亞的古特提斯海相接,成為中國(guó)古特提斯海向西的通道。中國(guó)的特提斯海,還涉及青藏高原以北更遠(yuǎn)的地域。
? ? ? ?在青藏高原地區(qū),雅魯藏布江蛇綠巖帶,是特提斯海的殘余。在5000萬(wàn)年前,處在特提斯海南側(cè)的喜馬拉雅,還是一片淺海。特提斯喜馬拉雅,指藏南拆離系的上盤(pán),一套包括從元古宙到始新世碎屑巖和碳酸鹽沉積巖石,夾有古生代和中生代火山巖。它們以定日—崗巴斷裂為界又可分為南北兩個(gè)亞帶,從寒武紀(jì)到泥盆紀(jì)的地層在特提斯喜馬拉雅北帶缺失,卻存在于特提斯喜馬拉雅南帶。
? ? ? ?于2014年10月發(fā)表在《美國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)通報(bào)》上的一項(xiàng)研究成果表明,喜馬拉雅山的大部分高聳的山峰,都曾經(jīng)是太陽(yáng)照射下泛著粼粼波光的海洋。論文的第一作者休斯敦大學(xué)的蘇哈勃·科韓說(shuō):“事實(shí)上,這些小島就位于現(xiàn)在的山脈邊緣,因此你可以從巖床走到這些小島的海底沉積物上,這種現(xiàn)象令人難以置信。”
? ? ? ?中國(guó)科學(xué)家的研究證實(shí),在新生代時(shí),這兩個(gè)地區(qū)的沉積環(huán)境發(fā)生了明顯變化。特提斯喜馬拉雅南帶,是一套以淺水沉積為主的被動(dòng)大陸邊緣沉積;特提斯喜馬拉雅北帶,則為一套深水盆地沉積。在西藏札達(dá)和江孜地區(qū)、薩嘎地區(qū),都發(fā)育了新生代海相地層。而且,根據(jù)對(duì)珠穆朗瑪峰北側(cè)遮普惹組一套新生代地層的研究表明,海相地層的時(shí)代可能要延續(xù)到始新世末期。
摘自《萬(wàn)山之巔:珠峰傳》
青海人民出版社
