“紅色地層出露面積之大在國內罕見!”
近日,正在進行的中國地質大學(武漢)長江源科考活動中,科考隊在可可西里發現一處當地罕見的大規模“紅山脈”,科考隊員認為它與青藏高原隆起過程密切相關。
而在紅山脈主要形成的7000多萬到3000萬年前,地球上卻發生了最著名的一次大滅絕事件,因為這次滅絕事件完全毀滅了非鳥類的恐龍,故又稱之為“恐龍大滅絕”。
什麼是紅山脈?紅山脈主要形成於距今7000多萬-3000萬年之間的白堊紀晚期到古近紀。是來自唐古拉山的磚紅色、紫紅色岩石,在遭到風華、侵蝕之後,被河流搬運到了可可西里盆地內沉積,後來經過地質構造運動才逐漸露出地面,形成的地質景觀。
紅色岩石在可可西里盆地分佈廣泛,北至五道梁地區,南至唐古拉山鎮南側,向西可延伸到西金烏蘭湖以西地區,向東可到通天河沿線。
這一次我國科考隊在可可西里發現的紅山脈呈東西走向,兩坡不對稱,南坡比較陡,而北坡則比較平緩,地層剖面裸露清楚,紅色地層南北出露寬度超過160公里,東西延伸長度近600公里,是青藏高原上一處壯觀的古地質遺蹟。
紅山脈的地表非常平,凸出了一條很直的山脈,自東向西延伸,科考隊的教授李長安説道:“這個山脈的顏色又跟大地的顏色形成了鮮明的對比,在青藏高原上很難見到這種顏色,這就組成非常美麗的畫面……”
而在紅山脈旁,還有一條紅色的河流,副教授申添毅説,這種紅色的河流在可可西里並不少見。因為在沉積的過程中,可可西里盆地上總體處於一種氧化的環境,所以沉積物中的鐵元素便慢慢地發生了氧化作用,形成了氧化鐵(鐵鏽),所以才將岩石的顏色染成了裝紅色和褐紅色。例如長江源的北源楚瑪爾河,在藏語的意思裏,就是“紅色的河”。
科考隊員説,紅山脈包含的豐富地質信息能夠為深入研究青藏高原的演化提供重要的支持,那青藏高原又是如何演化成了今天的“世界屋脊”呢?
青藏高原的隆起並非是一蹴而就的,其抬升過程經歷了好幾個不同的上升階段,當青藏高原抬升速度快時,甚至每年能上升7釐米。它的地質歷史最早可以追溯到距今4-5億年前的奧陶紀,之後青藏地區的各部分都曾發生過不同程度的地殼升降。
在2.8億年前的早二疊紀時期,青藏高原還是波濤洶湧的遼闊海洋,橫貫現在的亞歐大陸南部地區,與北非、南歐、西亞,東南亞的海域溝通,稱為“特提斯海”,也叫“古地中海”。
2.4億年前,由於板塊運動,分離出的印度板塊以較快的速度開始向着亞洲板塊移動和擠壓,因此板塊北部發現了強烈的褶皺斷裂和抬升,促使崑崙山和可可西里隆升成為了陸地。
但印度板塊依舊沒有停下腳步,而是繼續向北,插入了古洋殼下,推動着洋殼不斷髮生斷裂,大約在2.1億年前,喀喇崑崙山、唐古拉山、橫斷山脈就因為地殼運動脱離了海浸。
到了大約8000年前,印度洋板塊還在繼續向北漂移,使得岡底斯山、念青唐古拉山地區急劇上升,藏北地區和部分藏南地區也隨之脱離海洋,成為了陸地。一直到距今6500萬年前的始新世晚期,劇烈的地殼構造運動才讓喜馬拉雅地區全部露出了海面,特提斯海隨之消亡,宣告了整個高原地區海洋歷史的結束。
而隨着青藏高原的隆升,東部平原下沉,地表水順勢東下,大江大河開始自西向東而行,亞洲大陸生態環境也隨之改變。
而在可可西里形成紅山脈的那些沉積土壤,就是來自於唐古拉山的岩石。當時可可西里盆地的海拔還非常低,而唐古拉山已經很高了。大家都知道,岩石是會被風化的,不同的岩石在不同的環境下,風化的情況也絕不相同。
河流將唐古拉的石頭搬運到了可可西里的湖泊中,隨着崑崙山的抬升,崑崙山的物質也被水流帶入了可可西里。
科學家們能通過分析紅山脈中藴含的一些礦物成分、水分、土壤孔隙分佈,以及如今在紅山脈上生長的植被等,從而推斷當初紅山脈具體形成過程,也能從中得到青藏高原隆起過程中環境和氣候變化等相關信息。
同時,由於紅山脈形成時期五次物種大滅絕時期有所重合,所以我們也能從對紅山脈的研究中,窺探到當初生物滅絕和繁榮的一角。
紅山脈主要形成於白堊紀晚期到古近紀,而這一段時期,發生了一件最著名的大滅絕事件——恐龍大滅絕,也稱為白堊紀-古近紀滅絕事件。
此次滅絕事件發生於6500萬(±30萬)年前,當時地球上包括恐龍在內的大部分植物和動物都滅絕了,然而,哺乳動物和鳥類卻存活了下來,經過輻射和演化,成為了新生代的優勢動物。
雖然這一場滅絕事件使得許多物種都不復存在,但不同的物種之間,卻呈現出不同的滅絕程度。由於大氣層中的微粒遮蔽了陽光,減少了抵達地表的太陽能,所以最早開始衰退或滅絕的,就是依賴光合作用的生物,比如浮游植物和陸地植物。然後草食性動物因為缺少食物而數量減少。根據生物鏈推算,到最後在生物鏈頂端的掠食者也受到了影響。
但是,吃生物羣落廢棄物和生物屍體的生物,卻在這次植物羣崩潰的滅絕事件中存活了下來。河流生物羣落就是其中的特例,因為河流生物羣落多數都吃從陸地上衝刷下來的生物有機碎屑,很少以活的植物為生。
在這次滅絕事件中,活下來的最大陸地動物便是鱷魚和離龍目,他們都可以通過吃生物碎屑來維持生存。現代的鱷魚也以食腐為生,並且可以長達數月都不進食,這些特性可能是鱷魚能夠活過白堊紀末滅絕事件的關鍵。
許多關於白堊紀末滅絕事件的研究,都關注恐龍如何滅絕的問題。大部分科學家都同意非鳥類的恐龍在那段時期滅絕了,但研究人員也認為恐龍的滅絕也是逐漸性的,在海爾河組岩層中發現的7種恐龍牙齒,意味着在白堊紀-古近紀之後的4萬年裏仍然有恐龍存活。在中國南雄盆地發現的鴨嘴龍化石和蛋化石中,也發現了古近紀的花粉沉積。
白堊紀是地質年代中中生代的最後一個紀,開始於1.45億年前,結束於6600萬年前,是顯宇宙的最長一個階段。
那時,大陸被海洋分開,地球開始變得温暖,最大的恐龍出現,最早的蛇類、蜜蜂、蛾以及許多小型哺乳動物和被子植物也開始出現。當時大氣層的氧氣含量是如今的150%,二氧化碳含量是工業時代前6倍。
青海省地質調查員曾對可可西里盆地中的風火山盆地進行過白堊系砂岩薄片粒度統計分析,粒度的變化直接反映了氣候及沉積環境的演變。而風火山盆地的沉積環境經歷了三個階段的變化,從河流到三角洲,再到湖泊。
同時古水流方向也發生了轉變,從以北東為主轉為了以南東為主。在風火山羣三角洲礫岩最發育的時期,沉積環境和物源區發生的明顯變化表明了沉積盆地的格局發生了重大改變。而這種沉積環境的變化可能是受青藏高原早期隆升的影響。
青藏高原不同時期盆地中的巨厚沉積物堆積,不僅記錄了地球動力學歷史的時空細節,還保存了岩石圈動力學和板塊相互作用過程的信息。覆蓋在青藏高原表層的沉積岩是我們取得有關地球動力學環境、大地構造單元釐定和地質年代的歷史基礎。
相信隨着可可西里紅山脈的發現,我們對青藏高原地質的研究能夠邁出嶄新的一步。
參考文章:
宋忠寶,李文明,李長安,李注蒼,劉志勇,劉永成,李洪普,薛萬文.青藏高原可可西里風火山盆地白堊紀砂岩粒度特徵與沉積環境[J].西北地質. 2004,(02)
潘桂棠,王立全,尹福光,耿全如,李光明,朱弟成.青藏高原形成演化研究回顧、進展與展望[J].沉積與特提斯地質. 2022,42(02)