7556米的蜀山之王贡嘎山还在快速抬升?研究发现其隆升原因极复杂

贡嘎山,在地理上位于四川省康定市以南,同时也属于青藏高原东部边缘地区。因其高达7556米的海拔,贡嘎山占据了四川省最高山峰的宝座,也被冠以“蜀山之王”的称呼。更令人惊讶的是,贡嘎山现今仍以每年2-3毫米的速度在稳步抬升,是青藏高原东部边缘地区现今抬升速率最快的地区之一。

图1贡嘎山地区地质图及其野外照片,改自Zhang et al. (2017)

贡嘎山现今异常高的地表海拔和抬升速率也吸引了地球科学研究领域的广泛关注。一个最突出的科学问题是,地球的深部地壳到底发生了什么运动才能驱动贡嘎山地区发生如此大规模且快速的隆升过程?不同学者也基于不同研究结果提出了自己的看法:

一、鲜水河断裂“弯折挤压”模式

地质学家发现贡嘎山的东侧分布着一条大规模的鲜水河断裂,该断裂可能是一条向深部切割了数十公里直达地幔深度的深切断裂。这条断裂可以说是世界上地震活动性最强的断裂之一,自1700年以来记录了17次震级 7.0级的大型地震,且其现今仍以每年高达10-15毫米的速率发生着左旋滑动。除此之外,鲜水河断裂还有另一个重要的特征,即这条断裂在经过贡嘎山地区时,其在平面上的几何展布发生了约30度的明显转弯。基于这两个主要的特征,部分学者因此提出,鲜水河断裂显著的左旋滑动导致了位于该断裂弯折区域内侧的贡嘎山发生了强烈的挤压变形,从而导致贡嘎山发生了快速的垂向抬升

图2弯折挤压模式,改自Jiang et al. (2022); Zhang et al. (2021)

二、下地壳流动模式

另一些学者则把视野从地表的鲜水河断裂转移到了贡嘎山的地壳深部,并提出了很多有意思的模型。用一个简单例子来理解他们的模型就是,如果我们往鞋子里加入一个增高垫,这样我们自身的身高看上去就会明显增加。同理,这些学者认为,贡嘎山的地壳深部(约20-50km深)可能堆积了许多从外部(起源于数百公里外的青藏高原中部)流动过来的物质(部分熔融的中下地壳物质)。因为这些外部物质注入了到贡嘎山的地壳深部,从而扮演着增高垫的作用抬升了贡嘎山。

图3下地壳流模式,改自Clark et al. (2007)

三、扬子板块下插模式

最近,我国地震局地质研究所的科研人员利用大地电磁方法对贡嘎山地区的地壳深部做了次CT检查,继而提出了一个新的模式。这个模式也跟增高垫原理类似,这些学者认为位于贡嘎山东侧的扬子地块的结晶基底下插到了贡嘎山之下,同样以类似增高垫的作用抬升了贡嘎山。

图4扬子块体下插模式,改自Jiang et al. (2022)

除了上述模型之外,还有许多学者也提出了不一样的想法,比如“构造瘤”模型,岩石圈拆沉模型等等。这些多样的模型让我们能够从不同的角度出发去探索贡嘎山发生如此大规模且快速隆升的秘密。

虽然现今学术界现今仍不能定论地回答到底哪一种模型最适用贡嘎山,但这些不同的模型却让我们切实感受到,现今的学术界正在稳步迈入一个“百花齐放,百家争鸣”的时代。学术研究不就应该百家争鸣吗?只有这样,科学理论才能得以繁荣发展。

当然,这些不同的模型也让我们明白,对于地球数十亿年来积累的秘密而言,我们人类现今的科学探索甚至可能还没有摸到她的面纱。但我们仍然需要继续努力,因为未来依旧可期!

参考文献

Clark, M.K., 2007. The Significance of Paleotopography. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 66(1): 1-21.

Jiang, F., Chen, X., Unsworth, M.J., Cai, J., Han, B., Wang, L., Dong, Z., Cui, T., Zhan, Y., Zhao, G. and Tang, J., 2022. Mechanism for the Uplift of Gongga Shan in the Southeastern Tibetan Plateau Constrained by 3D Magnetotelluric Data. Geophysical Research Letters, 49(9).

Zhang, M., Guo, Z., Xu, S., Barry, P.H., Sano, Y., Zhang, L., Halldorsson, S.A., Chen, A.T., Cheng, Z., Liu, C.Q., Li, S.L., Lang, Y.C., Zheng, G., Li, Z., Li, L. and Li, Y., 2021. Linking deeply-sourced volatile emissions to plateau growth dynamics in southeastern Tibetan Plateau. Nat Commun, 12(1): 4157.

Zhang, Y.Z., Replumaz, A., Leloup, P.H., Wang, G.C., Bernet, M., van der Beek, P., Paquette, J.L. and Chevalier, M.L., 2017. Cooling history of the Gongga batholith: Implications for the Xianshuihe Fault and Miocene kinematics of SE Tibet. Earth and Planetary Science Letters, 465: 1-15.

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页面更新:2024-05-01

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