2023
10月1日,据新华社报道,我国18名科考队员已成功登顶世界第六高峰卓奥友峰,开展极高海拔自动气象站架设、峰顶冰雪测厚、冰芯钻取及雪冰样品采集等多项科考任务。
——前言
卓奥友峰登顶科考队员合照
(图片来自网络)
卓奥友峰(Cho Oyu)坐落于喜马拉雅山脉的中部,也就是珠穆朗玛峰以西约20 km的地方,是中国和尼泊尔之间的界山。它的海拔高度为8201米(1984年测量),在世界14座8000米以上的高峰中排名第六。
从加德满都到成都飞机上看到的珠峰和卓奥友峰
(图片来自网络)
然而,不同于其他8000米以上山峰的耸拔与冷峻,平缓圆润的山形使得卓奥友峰更加“憨态可掬”。也因为这平缓的山脊线,卓奥友一直被认为是8000米以上最容易攀登的山峰。它是迄今为止仅次于珠峰的被攀登最多次的8000米以上山峰。
左上:珠穆朗玛峰(8848.84米);中上:乔戈里峰(8611米);
右上:干城章嘉峰(8586米);中左:洛子峰(8516米);
中:马卡鲁峰(8481米);中右:道拉吉利峰(8167米);
下:卓奥友峰(8201米)
(图片来自网络)
虽然卓奥友峰的光芒不像珠峰一样耀眼,但地质学家们始终对它投以最热切的注视。卓奥友峰涉及的科学问题众多,包括气候变化、矿产资源、生态系统演变以及人类活动与自然之间的关系等多个方面。这也是第二次青藏科考卓奥友峰极高海拔综合科考的主要任务。例如,卓奥友峰在珠峰的西侧,在这里影响青藏高原气候的两大环流——西风和季风的协同作用比在珠峰地区更加剧烈,是研究极高海拔西风和季风协同作用的理想区域;卓奥友峰是所有8000米以上高峰中峰顶冰雪厚度最厚的山峰,保存着潜在最丰富的极高海拔气候变化档案,具有极高的科学研究价值;卓奥友峰加布拉冰川是整个喜马拉雅山脉冰川退缩幅度最大的区域之一,是研究冰川退缩对冰缘生态系统结构和功能变化及其碳源汇过程影响的最佳区域;卓奥友峰位于边境地区,开展极高海拔人体健康动态调查,可为深度解析高原生理适应机制、改善高原人民生命健康、保障边境国防提供科学支撑;第二次青藏科考前期在卓奥友峰附近新发现琼嘉岗稀有金属矿产,开展该区域稀有金属分布规律调查,可进一步摸清喜马拉雅地区稀有金属矿产资源储量¹。
“憨态可掬”的卓奥友峰
当然,这一切和它的地理位置以及构造背景紧密相关。卓奥友峰的孕育历史与喜马拉雅群山是相似的。在距今5亿年前的远古时代,喜马拉雅地区曾是浩瀚海洋,奥地利地质学家爱德华·修斯(Eduard Suess)以希腊神话中海神妻子Tethys的名字将这片海洋命名为“特提斯”。直至6000万年前的古新世晚期,由南方漂移而来的印度板块与北部的欧亚板块发生碰撞,导致了剧烈的地壳构造运动,沉浸于特提斯海之下的岩石昂然而升,最终造就了苍茫无际的喜马拉雅群山,使之成为了地球上最年轻、最高大的山系²。
印度板块和欧亚板块碰撞形成喜马拉雅造山带
(图片来自网络)
为释放印度-欧亚板块碰撞过程中的巨大能量,在平行喜马拉雅山脉的方向上形成了一系列的断层,其中称为藏南拆离系(Southern Tibetan Detachment systems)的断层系统贯穿了整个喜马拉雅山。在卓奥友峰地区,藏南拆离系表现为两个近东西向的低角度正断层系统。上部是一套脆性断层,产于卓奥友峰顶部奥陶系灰岩与其下的肉切村群(发生变质的钙质硅酸岩,以聂拉木县的肉切村地名命名)之间,即珠穆朗玛拆离断层(Qomolangma Detachment,QD),可一直向东延伸至格重康峰和珠穆朗玛峰顶部。肉切村群是一套绿片岩相到低角闪岩相变质的岩石,在变质级别上与高喜马拉雅结晶岩系的高角闪岩相到麻粒岩相有所区分。在肉切村群与高喜马拉雅结晶岩系之间是一套韧性剪切带,即洛子峰拆离断层(Lhotse Detachment,LD)。高喜马拉雅结晶岩系主要是由片麻岩、混合岩、大理岩等中高级变质岩以及深部岩石熔融形成的淡色花岗岩组成³。
卓奥友峰的岩石-构造组成
藏南拆离系的伸展可能为深部地壳的部分熔融产生的岩浆提供了运移通道。这一点可以从野外直接看到:一系列岩席或岩脉状的淡色花岗岩侵位在拆离系中或者下部。这些淡色花岗岩就是沿通道而来的岩浆冷却结晶下的产物。淡色花岗岩相比于一般的花岗岩具有更加高硅(Si)和过铝(Al)的地球化学特点。但最重要的一点是,喜马拉雅的淡色花岗岩普遍演化程度比较高⁴。在演化过程中,稀有金属元素在岩浆/岩石中发生了显著的聚集,形成了一些特有的稀有金属矿物,例如绿柱石、铌坦矿等等。这意味着该区域淡色花岗岩具有良好的稀有金属成矿潜力。在2021年夏季,中国科学院地质与地球物理研究所青藏高原科学考察研究团队在卓奥友峰附近的琼嘉岗地区发现了超大型伟晶岩型锂矿⁵。
除了为岩浆运移提供通道,在卓奥友峰地区,藏南拆离系的伸展可能造成了深部地壳向地表的折返以及山体向更高海拔的隆升。由于样品的稀缺,卓奥友峰地区藏南拆离系活动的定量化约束一直比较缺乏。但已报道的热年代学和岩石年代学结果初步揭示出,该区藏南拆离系的活动时代可能起始于1800~1700万年或者之前,在~1300万年左右停止³。在这之间,可能有接近~19 km的地壳被地表的风化作用剥蚀掉,对应的平均剥蚀速率为~5 mm/年。很难想象在没有高海拔影响下卓奥友峰地区会有如此快速的剥蚀速度!这是否也意味着~1700万年时卓奥友峰已经具有高的海拔高度?这次系统的调查和采样工作势必会对这些谜题的回答起到至关重要的作用。
卓奥友峰和希夏邦马地区基岩的年代学结果
和封闭温度投影图³
参考文献
¹http://www.cstp.org.cn/xwzx/zhxw/art/2023/art_f602aaea4243453091361ceba6180e09.html
²吴福元, 万博, 赵亮, 肖文交, 朱日祥. 2020. 特提斯地球动力学. 岩石学报, 36(6): 1627-1674.
³杨雷, 高成, 刘小驰, 王佳敏, 高粱杰, 刘志超, 吴福元. 2022. 卓奥友峰藏南拆离系的活动历史: 来自淡色花岗岩年代学的制约. 岩石学报, 38(9): 2709-2722.
⁴F Y Wu, X C Liu, Z C Liu, R C Wang, L Xie, J M Wang, W Q Ji, L Yang, C Liu, K G Prashad and S X He. 2019. Highly fractionated Himalayan leucogranites and associated rare-metal mineralization. Lithos, 352-353: 105319.
⁵秦克章, 赵俊兴, 何畅通, 施睿哲. 2021. 喜马拉雅琼嘉岗超大型伟晶岩型锂矿的发现及意义. 岩石学报, 37(11): 3277-3286.
作者介绍
杨雷,中国科学院地质与地球物理研究所理学博士,目前就职于成都理工大学地球科学学院,副研究员。主要从事喜马拉雅造山带的深熔-岩浆-稀有金属成矿过程研究。
排版:岳豪勃(吉林大学地球科学学院)
校对:邱梓惠(中国科学技术大学地球和空间科学学院)