【學習在線】哪些巖石造就了地球之巔——珠穆朗瑪峰

12月8日，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。

青藏高原是地球南北極以外的「第三極」，而位於喜馬拉雅山脈的珠穆朗瑪峰即是「第三極」的極點。那麼珠峰是由哪些巖石組成，這些巖石又是如何造就了地球之巔的呢？

開創於1960年代末期的「板塊構造」學說是固體地球科學的裡程碑，這一學說認為，地球的巖石圈是由若干板塊拼合而成，而且這些板塊是運動的。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-喜馬拉雅的演變歷程，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徵以及青藏高原東西向諸山系形成的探討」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「板塊構造」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。

構造運動

依據「板塊構造」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的名字將這片海洋命名為「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板塊同北方的歐亞板塊發生碰撞，導致了劇烈的地殼構造運動，沉浸於特提斯海之下的巖石昂然而升，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巔——珠穆朗瑪峰。

印度-歐亞板塊碰撞的過程中，為釋放地球內部的巨大能量，喜馬拉雅山出現了很多平行於山脈走向的斷層，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巖層傾向北北東方位。以藏南拆離係為界，地質上可將喜馬拉雅山一分為二，斷層上方稱為特提斯喜馬拉雅，主要是以灰巖、砂巖、泥巖等沉積巖組成，斷層下方稱為高喜馬拉雅，主要是以片巖、片麻巖、混合巖、大理巖等變質巖以及深部巖石熔融形成的花崗巖組成。

從珠峰北坡的絨布寺遠眺地球之巔，我們可以見到珠峰山體呈巨型金字塔狀巍然矗立於天際，根據山體顏色可大致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巖石層環繞山腰一周，形如腰帶，故此被命名為「黃帶」，黃帶層由灰巖變質形成的淺土黃色-淺棕褐色鈣矽酸鹽巖組成（分布在海拔8200-8660m）。 由於黃帶大致處於藏南拆離系的位置，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巖構成（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），主體由深色的片巖、大理巖、片麻巖、混合巖以及少量的花崗巖構成。

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巖，奧德爾還在沉積的灰巖中發現了化石，然而珠峰峰頂灰巖是什麼時候形成的，曾經是國際地質界長期爭論不休的問題，有些國外學者斷定峰頂巖石形成於石炭-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），但均沒有確鑿的證據。 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於1973年首次測定珠峰峰頂灰巖年齡約為4.7億年，這一結果也被該區域灰巖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於特提斯海之下。

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巖和巖漿巖中一探究竟。這些巖石記錄了喜馬拉雅山形成過程所經歷的溫度、壓力等條件，珠峰底部的巖石在大於約650攝氏度的高溫下於距今約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，在這漫長的歷程當中，板塊的匯聚推擠加之熔融形成巖漿的頂託，使得珠峰不斷達至新的巔峰，時至今日，珠峰仍以每年約3~5毫米的速度隆升。 深部形成的巖漿在距今2400萬年至1500萬年之間注入到珠峰底部的變質巖當中，最終冷卻結晶形成了暗色礦物較少的巖漿巖——淡色花崗巖，由於巖漿沿著藏南拆離系這個薄弱帶長時間、長距離的流動，使得淡色花崗巖充分演化而結晶出了一些特殊礦物，如綠柱石、鋰輝石等，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。倘若有一天你的足跡踏近地球之巔時，請留意傾聽腳下巖石的發言。

來源：中科院地質地球所