如何从地质学角度分析四姑娘山的形成过程?

四姑娘山海拔6250m,在青藏高原东缘,仅次于贡嘎诸峰。

本文仅从地质角度,简述四姑娘山的形成历史

@星球研究所 已有长文,详细介绍其自然地理,建议收藏,本文其也借用了该文的几张照片

星球研究所:姑娘,你好漂亮

藏东地区山脉的形成,是构造变形与地表过程相互作用的结果

四姑娘山的形成可以概括为“沧海桑田”和“冰与火之歌”,其先后经历了四个时代的演化:海洋时代、岩浆时代、造山时代和冰河时代。

1.海洋时代—萌芽

现今四姑娘山周围的地层主要是泥盆系、中二叠统和三叠系,以海相沉积地层为主。表明这里在曾是一片汪洋,沉积了大量泥沙。

并且经历了2.5亿年前的一场超大规模海底火山喷发——峨眉山地裂运动。

几亿年地壳起起伏伏,最终形成了现今四姑娘山周围的主要岩石

这些围岩并非四姑娘山本身,而是孕育四姑娘山的母体,

更准确点说,只是代孕的母体

直到大约2亿前的印支期造山运动

松潘甘孜地块(今川西高原)与上扬子地台(今四川盆地)碰撞,形成了早期的龙门山

这使得沧海变桑田,海洋时代终结,四姑娘呼之欲出。

2. 岩浆时代—初生

四姑娘山的主体部分是花岗岩体

岩性为黑云母花岗岩和正长岩,年龄约为1.81~1.91亿年前

关于她的诞生,说法不一:

一种说法是印支期造山运动,导致地壳熔融,在挤压的大地构造背景下,形成四姑娘山花岗岩体;

第二种观点认为其形成时代稍晚,是后碰撞期下地壳的熔融作用,在拉张构造环境下形成该岩体。

总之,约1.8亿年前轰轰烈烈的岩浆活动下,四姑娘诞生了;

此时,她还静静地蛰伏于地下10km深处

随后又发生了多次地壳运动,覆盖在四姑娘岩体之上的地层发生褶皱、破碎

但这并没有过分打搅她的酣睡

那么,是什么唤醒了睡美人?

还是地壳运动,一次非凡的造山运动

3. 造山时代—崛起

前文已知,早在印支期就发生了强烈的造山活动

随之而来的岩浆活动造就了四姑娘山的非凡之躯

其达到现今高度,源自更加著名的地质事件——喜马拉雅造山运动

这次事件开始于大约6500万年前,一致持续至今

塑造了整个东亚的地貌形态,控制着行星风系,形成了亚洲水塔

既为其隆升直接提供了内部地质动力

也为后期外动力地质改造作用创造了条件

四姑娘山在此期间拔地而起

她并不孤单

与之一起隆升的还有藏东群山:九顶山、夹金山、雪隆包……

甚至是整个青藏高原都腾地热闹了起来

隆升过程并非一蹴而就

构造热年代学的研究初步表明,藏东地区真正的隆升发生于3000万年前

加速于1500万年前和500万年前等多个阶段

一次次地蓄势、抬升、蓄势、抬升……

像竹笋般向往着天空,不断蜕变

四姑娘山冲刺云霄,婷婷然立于藏东

这里的地壳为什么会抬升?

力源来自印度和欧亚大陆的碰撞,导致的青藏高原隆升

青藏高原的隆升为什么使藏东地区抬升呢?

这个问题直到现在学术界还在争论不休,是重要的科学问题

国内外地学家提出许多种模型来解释这一现象

其中有两个最著名的模型:

第一个是Tapponnier为代表的“逃逸学说”

认为在印度和欧亚板块近南北向的挤压碰撞下,其东缘的刚性块体向南东方向挤出逃逸(如下图)

第二个是Clark & Royden等为代表的下地壳学说

深部地球物理资料表明,青藏高原中下地壳存在软弱的塑性层,向东在藏东地区遇到四川刚性块体,向上生长。

其实无论是哪种模式,现今的地表和深部证据都表明高原的物质,

通过向东移动来保持物质的平衡

四姑娘山所在的松潘甘孜块体

是厚愈万米的碎屑岩沉积,其下方是否存在刚性基底尚无确切证据

而其东侧的四川盆地,拥有古老的结晶基底,“又臭又硬”

二者软硬相碰

正面刚不过,咱躲着你、绕着走总行吧

于是,在垂向上,相对较“软”的松潘甘孜块体,自西向东“衔”住四川盆地西侧

地质学通常称其为“鳄鱼嘴构造”

使得川西高原与四川盆地形成强烈的高差

龙门山的中段也成为了地表海拔梯度最大的地区之一

这也是四姑娘山所在的地区,新生代隆升的主要原因

深部地球物理资料还显示,四姑娘山下部存在花岗岩基“山根”

并且可能限制汶川地震的传播。

水平方向上,鲜水河断裂切开松潘甘孜地块

在古老断裂的基础上,形成了川滇菱形块体

并且向东南方向逃逸,形成了云贵高原,扯远了……

四姑娘山周围并没有特别大的断层造成垂向高差

其高于周围的原因很大程度上是差异侵蚀造成的

由于四姑娘山周围的岩石多是弱变质或未变质的薄层砂泥岩

相较于四姑娘山花岗岩,前者更易风化

地壳隆升的过程中,围岩不断剥蚀,逐渐显露出花岗岩体

流水、气候等外动力地质作用

雕刻出深沟大壑,……

其周围被剥蚀掉的碎屑物,被流水带走

千万条小沟汇入岷江、青衣江等河流

填充进入四川盆地,大部分被长江带到了海里

流水作用塑造着四姑娘山的仪态

好比少女初长成,出水芙蓉,天然去雕饰

但这些都只是开始

终于,Winter is coming,凛冬将至。

4. 冰河时代—惊艳

新生代以来,地球上的冰川从两极逐渐向低纬度推进

并且在第四纪达到最大规模

川西地区也存在冰川的证据

如现金峨眉山脚下的脚盆坝等地

还存在有一系列冰川漂砾等冰碛物

川西高原的山峰至今还是一片白雪皑皑

冰川具有较强的剥蚀作用,对其进行一步步地塑形作用

通过冰劈等作用,将下伏的岩石磨碎,吞噬,带走

剩下的岩体形成了各色的山岳冰川地貌:

冰斗湖、刃脊、角峰、冰蚀U型谷等

使得山形变得更为修长、秀美

一并排的四个角峰,像四个川妹子

被依次称为:四姑娘山&幺妹峰(6250米),三姑娘山(5355米),二姑娘山(5276米),大姑娘山(5025米)

除了四姑娘山,川西地区的许多雪山成因和四姑娘山相似

如上图是四川省地质图,深红色的部分代表岩体,

其中不乏名山,藏传佛教的神山

如格聂三神山、雀儿山、贡嘎山、雅拉雪山、大小雪隆包等

其中最著名的要数蜀山之王——贡嘎山了,

它是由新生代和中生代多次岩浆结晶而成

综上:四姑娘山的主体是1.8亿年前的岩浆结晶形成,

多次构造活动(尤其是喜马拉雅造山运动)导致地壳整体抬升,

花岗岩耐风化使得山体垂向保存相对较好,

流水和冰川完成最终的塑形,

四姑娘山才以婀娜的身姿,在川西群山中超群脱俗,

素有“蜀山之后”、“东方阿尔卑斯山”之称。

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来源:知乎 www.zhihu.com

作者:青铜马弓手

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