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常承法与青藏高原地质

时间:2010-09-18 13:54 来源:未知 作者:云中雪 责任编辑:地理教师
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常承法,现任中科院地质研究所研究员。山西太原市人,1927年3月生。北京地质学院研究生毕业。主要从事大地构造研究。曾具体组织和作为主要作者编制出版了我国第一幅大地构造图及其说明书“中国大地构造纲要”。自1960年起开始研究青藏高原地质构造,长期领导中科院组织的青藏高原综合科学考察队地质专题组的工作,并且是1980~1982年中—法“喜马拉雅地质构造及上地幔演化“合作研究项目中方副队长和1985~1986年中科院—英国皇家学会“拉萨—格尔木地质综合考察”合作项目的中方队长。他和他领导的研究集体曾获国家自然科学一、二等奖二项,院部级特、一等奖三项。

    青藏高原是地球上一个独特的地貌单元。它的南面和西面被喜马拉雅和喀喇昆仑山脉限制,北界是昆仑山和阿尔金山。往东南方向,为三江(怒江、澜沧江、金沙江)和黄河及它们的支流深切出的崎岖地形,平均高度逐渐降低。高原本身的面积约170万km2,平均高度超过5000m。一些为冰雪覆盖的孤立山体局部升高到6000或7000m。在高原广阔的中心地区内流水系占优势,形成了许多大湖。

    这个地球上最大、最高同时也是最年轻的高原形成的原因长时期吸引地球科学家的注意。但是由于过去交通极其不便,加之自然环境十分恶劣,除少数地理和地质学家在本世纪初曾深入西藏腹地外,在新中国建立前西藏地质研究几乎处于空白状态。50年代初李璞领导的西藏科学工作队开创了我国地质学家考察西藏地质的先河。1960年中国科学院组建青藏高原综合科学考察队开始对西藏进行比较系统的综合研究。由常承法领导的地质专业组到70年代末几乎调查了喜马拉雅和雅鲁藏布江带的主要地区和青藏高原南部的主要地区,积累了大量的和比较系统的基础地质资料。经过初步整理和分析发现,根据地层育发、变质和变形的差别,珠穆朗玛峰地区在构造上可以明显地分为南北两带。在南带位于结晶岩基底上的主要是从早奥陶世到早第三纪的几乎连续的海相沉积地层。它们一般是在稳定的浅海环境下形成的,许多层位富含化石。变形表现为向南倒的不对称褶皱和指向南的冲断层。层面劈理关系的许多倒转也表明在第三纪中期因冲断作用造成的地层重复。在主中央冲断层带中大规模的地壳缩短在增厚了的地壳中产生深变质、混合岩化和深熔作用。北带则相反,岩石类型复杂,不但有很厚的复理石、硬砂岩、基性火山岩和含放射虫的硅质岩,而且有分布很广的超镁铁质和镁铁质岩块,它们分别相当于大洋沉积岩和洋壳残块。北带的构造非常复杂,至少有三次主要的冲断和地壳缩短期,前两期分别发生在晚白垩世—古新世和晚始新世—渐新世,表现为指向南的褶皱和冲断,最后一期发生在晚中新世—第四纪,表现为指向北的褶皱和冲断。

    为了更好地了解珠穆朗玛峰地区的地质构造,60年代在该区进行了重力测量。根据测量资料并参考邻区的测量结果发现,从喜马拉雅山南麓到它的北麓雅鲁藏布江是一个重力异常巨变带,喜马拉雅山正处于重力异常剧变带上。从地壳均衡观点来看,青藏高原的重力异常值变化小,表明地壳基本处于均衡状态。但是在喜马拉雅山区,空间重力异常值表明地壳处在均衡补偿过剩状态。按均衡原理来讲,在补偿过剩的情况下,地壳应趋向于下降而不是隆起,这与喜马拉雅山仍处在上升的状况相矛盾,因而应当有另外一种力量支撑它不断上升。这种力很可能来自印度次大陆地壳向喜马拉雅下面的冲挤。根据重力资料推算,当时就提出,喜马拉雅地区的地壳厚度从高喜马拉雅下面的大约55km到雅鲁藏布江带以南增大到70km左右,即约相当于正常地壳厚度的二倍。

    上述初步成果表明,喜马拉雅山大部分地区的沉积物不是在地槽中沉积下来的,真正的地槽型沉积物只出现在喜马拉雅山系最北面的不大地区内。喜马拉雅地区的大部分既然不曾是地槽,因而也不是地槽回返的结果。因此,它的形成和发展不能用传统的地槽理论来解释。但是假如用板块构造模型来解释则所有问题便迎刃而解了。高喜马拉雅代表俯冲一侧的前陆褶皱—冲断带,雅鲁藏布江带的复理石代表大洋沉积岩,它在俯冲过程中变形为复理石推覆体,超镁铁质—镁铁质岩实际上是未受到强烈解体和风化的蛇绿岩套,自下而上包括富含斜方辉石的新鲜方辉橄榄岩,方辉橄榄岩和纯橄榄岩,蛇纹岩化方辉橄榄岩和含粗玄岩床的纯橄榄岩、粗玄岩岩墙、枕状熔岩以及互层的熔岩流和放射虫硅质岩。这就表明雅鲁藏布江带的蛇绿岩相当于一个很深的盆地的洋壳。位于蛇绿岩盖层和不整合于北面冈底斯岩基上面的日喀则群相当于弧前盆地沉积。

    冈底斯安底斯型岩浆岩带位于雅鲁藏布江缝合带北侧。冈底斯岩基带的主要岩石类型为石英二长岩和花岗闪长岩。花岗岩的年龄界于94~41Ma。冈底斯岩基以北有一条熔结凝灰岩、安山岩和碱性流纹岩带,火山岩总厚至少1500m,80年代通过同位素年龄测定,39Ar/40Ar年龄为60~48Ma,Rb-Sr年龄为60~56Ma,相当于地质年表的古新世—始新世早期。这些火山岩被普遍认为是冈底斯深成岩基的同源岩浆产物。这样自北而南形成了由弧—弧前盆地、增生柱和前陆褶皱—冲断带组组合,它们一起组成了一个完美的缝合带。

    70年代初,常承法就指出,在雅鲁藏布江缝合带以北青藏高原范围内还存在另外三条蛇绿岩带,每条蛇绿岩带都代表一条缝合带。因此,青藏高原是由数个从冈瓦纳大陆裂离出来,向北漂移并相继增生到亚洲大陆之上的微板块组成的。这个理论是青藏高原大地构造认识上的一次重要突破,引起了国内外地学界的高度重视和极高的评价,确立了我国在青藏高原地质研究领域的主导学术地位。常承法有关青藏高原地质构造的论著在国内外被广泛引用,在国内、外地学界享有相当高的知名度,先后被法国地质学会和欧洲地球科学联合会选举为名誉会员,最近又入选美国ABI传记机构将出版的“International directory of distinguished leadership”第五版。美国著名地质和地球物理学家Molnar评价他是西藏地质构造的世界级专家。著名的喜马拉雅地质专家Gansser认为他是“西藏地质知识最丰富的人,是一位非常出色的地质学家”。www.dljs.net法国著名地球化学家Allègrr在其所著《L’ECUME DE LA TERRE》(中译本《活动的大陆》)一书中对常提出的青藏高原构造演化模式给以高度评价,认为它含有丰富的想象力。

    青藏高原板块构造理论的提出促进了青藏地区蛇绿岩、沉积岩、微构造、古生物地理、同位素地球化学和深部地质的深入研究。研究区域也从喜马拉雅扩展到青藏高原全区。常承法曾长期担任中科院青藏高原综合考察队地质专题组组长,是青藏高原地质研究的学术带头人。他培养了一个能吃苦、科研素质高的研究集体。
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