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“柳区砾岩”背后的故事

已有 4689 次阅读 2010-12-14 18:10 |个人分类:喜马拉雅|系统分类:论文交流

 

“柳区砾岩”背后的故事

胡修棉
2010年11月27日星期六 爱丁堡
 
如果您对大自然感兴趣,如果有机会去藏南旅行,代表印度-亚洲大陆碰撞界线的雅鲁藏布江缝合带的地质现象一定是不容错过的。中国-尼泊尔国家公路在日喀则地区多次横穿该缝合带,从超基性岩到硅质岩,应有尽有。上世纪80年代以中法、中英地质考察为代表的国际合作以及许多我国科学家对这条新生代全球最重要的板块缝合线进行了多学科的、长时间的研究。长期以来,作为缝合带的重要组成部分,不整合覆盖在缝合带超基性岩之上的柳区砾岩引起了国内外学者的极大关注。
 
上世纪80年代,中科院地质所尹集祥先生等对柳区砾岩做了较详细的地层和岩石学的工作,认为柳区砾岩是在印度与亚洲大陆碰撞后,雅鲁藏布江缝合带快速隆升,于山前位置快速堆积的一套磨拉石沉积。论文发表在《中国科学院地质研究所集刊》(第3号,1988)上。该认识得到了国内外大多数学者的认可。中国科学家在这套地层中发现了较多的古植物和孢粉化石,指示其时代为始新世中晚期(~45-35Ma)。然而,上世纪末到本世纪初,香港大学Jonathan Aitchison教授课题组对雅鲁藏布江的形成演化提出了颠覆性的新模式,发表了一系列的研究论文(Aitchison et al., EPSL, 2000; Episodes, 2002; GS SP226, 2004; GS SP218, 2004; JGR, 2007; Ali and Aitchison, Earth Science Reviews, 2005; EPSL, 2006; Davis et al., Sed. Geol., 2002; GS SP226, 2004等)。他们认为,在印度与拉萨板块之间,存在一个规模宏大的大洋岛弧,从喜马拉雅的西部一直延伸到我国西藏则当地区。并且,大洋岛弧于~55Ma与印度大陆先碰撞,真正的印度-亚洲大陆的碰撞到~35 Ma才开始。他们认为大洋岛弧与印度碰撞的最直接证据就是这套柳区砾岩,其地质证据是:柳区砾岩中缺少来自拉萨冈底斯大陆弧来源的砾石(Davis et al., Sed. Geol., 2002)。事实确实如此吗?我们的工作表明,柳区砾岩确实没有来自拉萨冈底斯大陆弧来源的火成岩砾石。但是,柳区砾岩却有来自日喀则弧前盆地的砾石。日喀则弧前盆地形成于白垩纪中晚期,位于拉萨板块南缘,其物源来自其北侧的冈底斯弧。这说明:柳区砾岩形成的时候,日喀则弧前盆地已经隆起并给它提供物源呢。因此,本文得到两点主要结论:(1) 柳区砾岩形成于印度–亚洲大陆碰撞之后;(2) 喜马拉雅造山带的隆升至少始于始新世中期。
 
实际上,Aitchison等的新模式提出后,国际学者进行了热烈的讨论、甚至争论。有的学者强烈反对,有的学者赞成,以反对意见占多数。争论的场面出现在多次HKT会议会场(Himalaya-Karakoram-Tibet Workshop,该国际会议每年举办一次,迄今已举办23届,是青藏高原的国际地质盛会),尤其以香港大学主办、J. Aitchison为会议主席的2007年第20届HKT会议争论最为激烈。也就是在这一年,J. Aitchison等在美国地球物理学会刊物Journal of Geophysical Research (JGR)上发表了“When and where did India and Asia collide?”,把争论引向高潮,一直持续到现在。在这篇极有争论性的文章中,他们总结了构造、地层、沉积、古地磁、古地理等多学科证据,进一步阐述他们的新模式。
 
科学何去何从?真理不是往往掌握在少数人手里吗?这一次,很遗憾,真理还在大多数人手上。根本原因在于他们的新模式不是建立在基本事实基础上的。举两个例子:
 
1)无论是喜马拉雅的西部(Ladakh,Zanskar等)还是中东部(我国西藏定日-岗巴地区),海相沉积的结束时间大体都在~50Ma左右。大量的物源区分析数据(包括碎屑锆石数据)表明,50Ma左右印度板块浅水地区的沉积物已经接受到来自冈底斯的物质,碰撞无论如何不会比50Ma要晚!难怪意大利地质学家E. Garzanti急呢,他鲜见地对Aitchison等(2007)写了一篇Comment(个人认为还是比较温和的)。最近,英国Y. Najman博士,连同其他11位科学家,同样在JGR上发表“Timing of India‐Asia collision: Geological, biostratigraphic, and palaeomagnetic constraints”文章,对Aitchison等(2007)的模式进行了否定。
 
2)众所周知,古地磁数据是约束大陆碰撞非常有效的方法之一。Ali and Aitchison (EPSL, 2006)、Aitchison等(2007)重建了印度和拉萨板块的运动历史,认为两大陆在~35Ma左右才真正碰撞。然而,他们模型的一个重要前提却错了:拉萨南缘在始新世(55Ma-35Ma)始终位于~30N。2010年一下子涌出来5篇拉萨板块南缘古近纪林子宗组火山岩的文章(Dupont‐Nivet et al., 2010; Chen et al., 2010; Liebke et al., 2010; Sun et al., 2010; Tan et al., 2010),拉萨南缘在古近纪大体位于~10N而不是~30N!一下子相差了20个纬度,两千多公里呢。除Tan et al. (2010)支持晚期碰撞(~43Ma)之外,其它都认为至少~55Ma左右印度与拉萨大陆就开始初始碰撞了。最近,黄宝春等在地球物理学报(2010)对古地磁方面进行了详细评述,有兴趣的可进一步参阅。
 
从这场争论中,体会最深的两点:1)科学是在争论中进行的。2)争论的前提双方都要尊重基本事实。
 
写到这里,我有想起了魂牵梦绕的喜马拉雅了,哪里究竟还有多少有趣的科学问题在等待我们去探究呢!
 
星期六的中午,写下以上的文字,未经推敲,供大家娱乐而已,就当科普娱乐文章吧。呵呵。
 


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1 朱志敏

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