哪些岩石造就了地球之巅

——珠穆朗瑪峰

劉小馳副研究員 博士/中國科學院地質與地球物理研究所

12月8日，據新華社報道，中尼兩國已正式向全世界宣布，珠穆朗瑪峰的最新高程為8848.86米。

——引言

青藏高原是地球南北極以外的“第三極”，而位于喜馬拉雅山脈的珠穆朗瑪峰即是“第三極”的極點。那麼珠峰是由哪些岩石組成，這些岩石又是如何造就了地球之巅的呢？

從絨布寺遠眺珠峰山體（圖片來源于網絡）

開創于1960年代末期的“闆塊構造”學說是固體地球科學的裡程碑，這一學說認為，地球的岩石圈是由若幹闆塊拼合而成，而且這些闆塊是運動的。我國大地構造學家常承法率先運用這一學說解釋青藏高原-喜馬拉雅的演變曆程，1973年他在《中國科學》上發表了題為“中國西藏南部珠穆朗瑪峰地區地質構造特征以及青藏高原東西向諸山系形成的探讨”的論文，提出青藏高原是多個由陸塊和島弧構成的地體在古生代、中生代和古近紀多階段相繼向亞洲拼合增生形成的。

可以說珠峰研究叩響了“闆塊構造”學說破解青藏高原身世之謎的大門，也開啟了中國地質學研究的新紀元。

1980年中國科學院地質研究所常承法（右）與研究生在西藏野外考察

依據“闆塊構造”學說，在距今5億年前的遠古時代，喜馬拉雅地區曾是浩瀚海洋，奧地利地質學家愛德華·修斯（Eduard Suess）以希臘神話中海神妻子Tethys的名字将這片海洋命名為“特提斯”。直至6000萬年前的古新世晚期，由南方運動而來的印度闆塊同北方的歐亞闆塊發生碰撞，導緻了劇烈的地殼構造運動，沉浸于特提斯海之下的岩石昂然而升，最終造就了蒼茫無際的喜馬拉雅群山，使之成為了地球上最年輕、最高大的山系。在這綿延2500 千米的巨大弧形山系中孕育了世界之巅——珠穆朗瑪峰。

印度-歐亞闆塊碰撞的過程中，為釋放地球内部的巨大能量，喜馬拉雅山出現了很多平行于山脈走向的斷層，其中稱為藏南拆離系的斷層系統貫穿了整個喜馬拉雅山，這一傾角平緩斷層的出現使得喜馬拉雅山的岩層傾向北北東方位。以藏南拆離系為界，地質上可将喜馬拉雅山一分為二，斷層上方稱為特提斯喜馬拉雅，主要是以灰岩、砂岩、泥岩等沉積岩組成，斷層下方稱為高喜馬拉雅，主要是以片岩、片麻岩、混合岩、大理岩等變質岩以及深部岩石熔融形成的花崗岩組成。

珠穆朗瑪峰西南壁的地層（圖片來源于網絡）

從珠峰北坡的絨布寺遠眺地球之巅，我們可以見到珠峰山體呈巨型金字塔狀巍然矗立于天際，根據山體顔色可大緻區分出特提斯喜馬拉雅與高喜馬拉雅在珠峰所處的位置。山體中部有一條淺黃色岩石層環繞山腰一周，形如腰帶，故此被命名為“黃帶”，黃帶層由灰岩變質形成的淺土黃色-淺棕褐色鈣矽酸鹽岩組成（分布在海拔8200-8660m）。

由于黃帶大緻處于藏南拆離系的位置，因而此帶之上為特提斯喜馬拉雅，主體由淺灰色至深灰色結晶灰岩構成（分布在海拔8661m至峰頂）。

此帶及之下過渡為高喜馬拉雅（海拔8200m以下），主體由深色的片岩、大理岩、片麻岩、混合岩以及少量的花崗岩構成。

英國地質學家赫倫（A. M. Heron）和奧德爾（Noel Odell）早在1920年代珠峰探險考察時就發現珠峰峰頂為沉積岩，奧德爾還在沉積的灰岩中發現了化石，然而珠峰峰頂灰岩是什麼時候形成的，曾經是國際地質界長期争論不休的問題，有些國外學者斷定峰頂岩石形成于石炭-二疊紀（距今約3億年），也有些人推測是早古生代（距今約5.5億年），但均沒有确鑿的證據。

在我國同位素地球化學奠基人李璞的帶領下，中國科學院科研人員于1973年首次測定珠峰峰頂灰岩年齡約為4.7億年，這一結果也被該區域灰岩中發現的奧陶紀海相化石所印證，自此也證明了珠峰以及喜馬拉雅山遠古時代曾處于特提斯海之下。

李璞（中）和吳天恩（右）等在建設鉀-氩法實驗室

那麼珠峰是什麼時候如何從特提斯海中脫穎而出的，我們可以從珠峰底部的變質岩和岩漿岩中一探究竟。這些岩石記錄了喜馬拉雅山形成過程所經曆的溫度、壓力等條件，珠峰底部的岩石在大于約650攝氏度的高溫下于距今約3200萬年時開始發生變質、熔融，這一過程一直持續到1500萬年前，在這漫長的曆程當中，闆塊的彙聚推擠加之熔融形成岩漿的頂托，使得珠峰不斷達至新的巅峰，時至今日，珠峰仍以每年約3~5毫米的速度隆升。深部形成的岩漿在距今2400萬年至1500萬年之間注入到珠峰底部的變質岩當中，最終冷卻結晶形成了暗色礦物較少的岩漿岩——淡色花崗岩，由于岩漿沿着藏南拆離系這個薄弱帶長時間、長距離的流動，使得淡色花崗岩充分演化而結晶出了一些特殊礦物，如綠柱石、锂輝石等，這些礦物不僅能夠提煉出稀有金屬，同樣也是珍貴的寶玉石原石。

珠穆朗瑪峰不僅是攀登者的聖地，也是地質尋寶的天堂。倘若有一天你的足迹踏近地球之巅時，請留意傾聽腳下岩石的發言。

文章首發于中國自然資源報 2020年6月5日版，為方便讀者閱讀，部分圖片為小編添加

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