地学理论：大陆碰撞和高原隆升过程和效应

大陆碰撞和高原隆升过程和效应——以喜马拉雅山和青藏高原为例

王成善

地学理论：大陆碰撞和高原隆升过程和效应

由印度和欧亚大陆碰撞所造成的喜马拉雅山和青藏高原号称地球“第三极”和世界屋脊，它是特提斯构造带各种地质现象发育全、出露的地段，也是全球陆陆碰撞的典型地区，是研究板块构造运动及其过程、全球岩石圈结构构造、全球气候变化和新生代变冷等当代前沿课题的阵地。它也是揭开当代许多地球科学之谜，检验当前固体地球科学中有关学说、理论的关键地区。其中青藏高原的新生代隆升是显生宙以来地球一次重大的，影响着整个乃至全球许多相关地区人类生存环境和资源分配。正是由于这些独特的地学条件和特殊的地理位置，为建立新的地学理论，为修改、发展、充实当代地学理论提供了得天独厚的条件。所以，喜马拉雅与青藏高原从20世纪70年代被地学界称之为“打开板块构造登陆的金钥匙”，受到众多科学家的青睐。经过多年的研究，它在地学界的地位逐步提升，至今天它已成为地学界公认的“大陆动力学野外实验室”、“全球变化研究的天然实验室”、“季风的启动区”、“全球独特生态系统类型分布区”、“生物物种基因库”。同时它是现今人文、艺术、宗教、历史等学术界为向往的“圣地”。

以往的地学理论多源于西欧阿尔卑斯山，因此，从18～20世纪的300年期间，各国的地学研究都以阿尔卑斯山为样板，所谓言必称阿尔卑斯。近20年来，随着“青藏高原热”的兴起和经久不衰，青藏高原正在成为地学界新理论、新认识和新发现的源区，在全球变化、东亚季风的形成和变化、更新世以来的全球性变冷气候变化，甚至包括臭氧层问题，都与青藏高原研究有着间接或直接的关系。因此，“青藏高原”正在取代“阿尔卑斯”的地位，在地学界研究中“言必称青藏高原”的时代正在到来。

由陆-陆碰撞形成的造山带或许是地球表面显著的地质特征。北美的阿巴拉契亚山造山带，欧亚大陆中部的乌拉尔山脉和东-中亚的秦岭-大别造山带就是一些的例子，每一个都沿走向延绵上千公里。但是，喜马拉雅-青藏造山带及其在东亚的邻区是研究陆陆碰撞的理想地方。，造山带是活动的，便于使用新构造研究方法直接论证许多地质关系；第二，板块边界的历史是已知的，因此，陆内变形的原因可以作为与时间相关的边值问题来定量确定；第三，碰撞过程产生了各种地质特征，例如，大规模逆冲断层、走滑断层和正断层系统；淡色花岗岩岩浆作用，广泛的火山作用，区域变质作用，陆内和大陆边缘海盆地的形成。

自20世纪90年代初上发表关于地幔动力学、青藏高原隆起与印度季风的文章后，喜马拉雅-青藏高原隆升、地球动力学过程与气候变化的关系就逐渐成为喜马拉雅-青藏高原研究热点，甚至在过去的十五年里已成为地球动力学广泛讨论的主题。一些证据表明高原在5～10Ma之间迅速抬升，与之响应的是6～8Ma印度季风的明显加强，5～10Ma开始的大气中二氧化碳的明显减少，而喜马拉雅山化的岩石却加强了对大气中二氧化碳的吸收，全球气候变暖既可能是青藏高原隆起（地形演变）的原因又可能是其作用的结果。这种影响及相互作用实质就是地球圈层的相互作用。地球表面抬升与气候历史间的本质联系已引起了地质学家长达一个世纪的兴趣，构造-地表过程-侵蚀的核心是抬升和气候间的关系，它是错综复杂的。当地球表面抬升至更高海拔时，可通过一系列物理和化学机理来改变大气和海洋循环，从而改变区域或全球气候。相应地，气候变化（无论是抬升引发的，还是其他因素的原因）可以通过改变高山的侵蚀速率和侵蚀方式来影响大气和海洋的循环。侵蚀作用的增加使岩层从高海拔地区剥蚀走，由于上覆重压的消失，下伏岩层产生回弹，这种回弹作用被称为“均衡”抬升。

地处特提斯-喜马拉雅构造域东段的青藏高原及其邻区，是冈瓦纳大陆与欧亚大陆的接合部位和印度板块与欧亚板块碰撞对接的部位。板块的多次离散敛合、拼贴碰撞，尤其是喜马拉雅碰撞造山作用所产生的壳幔交换过程，为青藏高原提供了优越的成矿地质环境，形成了的一块具有世界规模级的成矿富集区。据预测，仅自治区矿产资源潜在价值就高达6500亿元以上，人均占有资源价值居全国首位。支柱性固体矿产资源中的急缺矿种铬、有色金属（铜、铅、锌）、（金、银）及盐类等，恰恰是青藏高原地区具明显优势和特色的富有矿种。未来的研究将会围绕喜马拉雅碰撞造山运动控制下的深部过程与成矿作用，喜马拉雅碰撞造山过程中的流体作用动力学-地球化学循环与成矿，喜马拉雅碰撞造山过程控制下的超大型矿床成矿机制、分布规律和战略预测等重大科学问题展开。

地处全球特提斯巨型油气构造域东段的青藏高原是我国现今陆上面积、油气调查和研究程度的地区，也是我国陆上后一个未开展大规模油气勘探的地域。尽管近些年来对青藏高原油气地质研究取得了大量成果，对该区油气地质条件有了新的认识，但是仍有诸多尚未解决的基础地质和石油地质问题，影响并制约了对该区油气资源潜力分析和远景评价。其中，后期构造保存条件和正向高海拔生油是我国石油地质学所面临的世界性科学问题。

所以，对青藏高原隆升过程、动力学机制及其效应的研究，在科学上对解决当今地球科学研究的前缘和热点的大陆动力学和全球变化具有重大科学意义。在实践上对于解决我国在本世纪初的和经济发展的固体矿产资源、水资源和减轻地质灾害及改善环境方面的支撑和保障能力方面也具有重要意义。

参考文献

顾学祥，唐菊兴，王成善.2001.喜马拉雅碰撞造山作用与（超）大型矿集区的形成：科学问题与思考.成都理工学院院报，4期

Molnar et al..1978.Active tectonics of Tibet.J.Geophysical Research，Vol.83

England et al..1988.The mechanics of the Tibetan plateau.Vol.326

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Harrison et al..1992.Raising Tibet.Science，vol.255

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王成善，丁学林.1998.青藏高原隆升研究新进展综述.地球科学进展，13（6）

九个月三篇！天才少年曹原再发Nature，这是先天天赋还是后天努力？

后天努力，这些都离不开父母对他的前期教育，毕竟她们来到深圳耀华实验学校就读之前，还有 9 年时间是在铺垫，这种铺垫正是对曹原基础教育和扩宽思路的时间。

后天努力，努力才是成功的主要原因，空有天赋而不努力只会一事无成。

这是后天的努力，先天的天赋比不上后天的努力。，天才少年曹原有这种成就多亏了他父母的培养。

这是先天的天赋，再加上后天的努力，才造成这样的结果，为这位少年点赞。

其实这两个应该都是的，本身自己就非常的聪明，也很有天赋，再加上后天又非常的努力，所以才能够获得如今的成就。

天才少年曹原再发Nature引热议，他有多厉害？

非常的厉害，因为在这个年龄的少年都没有他厉害，他是易于常人超越普通少年的一个人才。

是非常厉害的，很少有人可以做到这样的成就，希望可以越战越勇。

应该说是特别厉害的吧，年纪轻轻就已经有了三篇相应的科技论文了，前途不可。

李戎的人物生平

自幼在画、书法、竹笛、宋词上投入过很多时间精力，师承名师多人 。医学博士，文学硕士，，执业医师，博士研究生学历，北师大文学硕士（导师为国学、前副委员长、民进前许嘉璐先生），成都中医大学医学博士（导师为针灸学家罗永芬先生）。现任成都中医大学，重大文化项目《中华大典》(9亿字，建国以来由直接立项的特大型中华文化整理研究重大项目及“十一五”文化发展规划纲要重要项目仅此一个)试点工程《医卫生典》秘书长（与中医科学院首席科学家郑金生研究员一起共同担任此职，其岗位类同重大工程试点办公室主任），科学技术奖励评审专家，自然科学基金项目评议专家，博士点基金项目评审专家，四川省哲学科学规划与评奖专家(艺术学绘画方向) 。在“现代化中医”的“纤维化病理与中医(含针灸)阻抑器官纤维化分子机制研究”方向、历史文献学的“医学历史文献研究”方向，以及古籍文献语言学、辞书学（工具书如类书编纂也暂归附此类）、中医学、针灸学、养生学等学科领域内一些研究方向均有较深造诣和填补空白的开拓性研究。在绘画与书法上亦积力很深，根底扎实（具体情况详后） 。其在各个领域所做的工作简述如下：

青年科学家曹原，父母是谁？

21岁的青年科学家～曹原！震惊了全世界！他出身于四川成都，13岁上高中，14岁参加高考，考出了理科669的高分，成为科技大学的学生。

身为麻省理工学院的学生，攻克了全球物理科学界100多年的世界超导物理学的难题，

真乃英雄出少年，少年强，则强，让我们共同为曹原点赞，为祖国祝福！

汶川大过去这么久为什么还有余震？

如果是一次孤立，那它没有余震；如果是一个震群，就是不多大小的一大串，但也不是余震。一次大的，特别是到了8级以后，它的余震是一定有的。是在大的应力作用下使岩石突然破开，当主破裂性破裂是主震，还有很多小的破裂发生，这就是余震。比如我们把一个木板折断，“”一响，那个就是主震，但是还有很多连接的小的要慢慢破开，这个就是余震。但总的趋势是下降的，震级也是越来越低。但是这个过程是起伏的，这是根据以往记载和研究的结果。这次汶川的余震不算多，我请教了一些专门研究构造的专家，他们说四川是一个逆冲断层，所以余震还算少的。对震区来讲，房子已经破坏了，山体有可能还滑下来，所以一定要注意 余震发生的原因 美国地球物理学家发现，“余震”的主要成因是由引起的“动态”波的冲击，而不是原先认为的缘于引发的断层附近的地壳重整。 美国地质调查的Karen Felzer和加州大学的Emily Brodsky分析了近二十年发生在南加州的数以千计的中小型中余震的数据之后得出了这一结论，他们的工作可能影响关于余震发生的预测（来源：Nature 441 735）。 主要起因于地壳上大陆板块彼此相对移动产生的压力累积。主震发生过后，时隔不久多一两天，或者在震中也可以拉开一定距离，可发生称为余震的二次震动。 到目前为止，科学家认为余震产生于主震引起的“静态压力”改变,因为似乎只有它能够具有产生余震的这种机制。但 Felzer和Brodsky认为事实并非如此。 科研人员研究了在1984年至2002年间，发生在南加州的数千次中主震之后的2至6次余震的数据。他们发现，在距离震中50km之外，余震的发生数量急剧下降。更确切地说，他们发现至震中距离与余震次数约呈指数-1.35左右衰减。 他们说这意味着一个平稳的量引发了整个运作过程，在50公里的距离中静态压力的改变几乎可以忽略不记，因此“动态应力”是余震的罪魁祸首。他们还指出，波在距离上的衰减遵循指数规律。 研究者说这个结果将对过后预测余震的发生产生影响。Brodsky说：“我们研究余震预测的一个关键点是，余震发生可能性与主震的烈度成正比。换言之，如果你知道波的振幅，你就可以在概率意义上预测在某点是否有余震。”

汶川4.8级，台网中心研究员刘杰表示：这次是余震，汶川大的余震会持续上百年。那么四川为何频繁发生？这次为什么是余震？

是什么？

又称为地动，动，是地壳快速释能量过程中形成的一种震动。地壳需要释放能量的情况有很多：火山、小行星撞击、地下空洞发生塌陷，但多的是构造性。

主要的构造性的能量来自于地壳间的挤压，因为地球的表面并非一个牢不可破的整体。在地球46亿年的地质构造下，目前全球分为主要的六大板块，这些大板块下还分很多小板块。

这些板块都不安分，因为地下暗流涌动，这就要说到地球的结构，主要分为地核、地幔、地壳。虽然地核具备融化金属的高温，但地球质量足够大，引力足够大，所以中心压力大，内核被压缩成固体核。地壳则是早期地球表面的岩浆逐渐冷却下来形成的。

由于地核4000-6800度，地壳底部、地幔顶部1100-1130度，存在几千度的温，所以地幔物质不断进行着加热上升冲击地壳，遇到地壳冷却下降的过程，称之为地幔对流。

地幔对流会推动板块移动，板块间便出现了挤压与分离的情况，存在力的作用，因此板块与板块的相邻地带通常为带。

六大板块间的作用，绿色为板块互相挤压的边界

全球主要带，对应着“绿色”边界，主要是海沟带与造山带

全球的带为环太平洋带与喜马拉雅山-地中海带（横贯欧亚），因为这些地带板块间都在相互挤压，更容易积蓄大量能量，然后突然释放，出。我国频繁就源于太平洋板块不断向西移动挤压欧陆板块（环太平洋带）。川西则是受到了“喜马拉雅山-地中海带”的间接影响。

四川盆地、喜马拉雅山脉、印度板块的恩怨情仇

青藏高原原本是海洋（特提斯海），随着2.4亿年前印度板块不断向北挤压欧亚板块的洋壳，出现了大量的褶皱（造山带）并抬升了地势。后来，印度洋板块继续向北挤压，向下插入了欧亚板块下方，逐渐将“原青藏高原”抬出海洋。

如今印度板块还在继续挤压，喜马拉雅山脉的峰——珠穆朗峰，每年还在升高。不过，在俯冲抬升的过程中，欧亚板块的薄弱环节由于重力与抬升力相互作用会出现张裂，形成多个小板块与大量断裂带。

原本由较为坚硬的洋壳构成的四川盆地处于扬子板块（小板块）之上。青藏高原一边不断受印度洋板块挤压，另一边又遇到坚硬的四川盆地无法通过，便在挤压下出现了褶皱与裂隙。换句话说：川西的山体是盆地与青藏高原挤压下所形成的，积蓄着大量的能量且存在大量的断裂层，所以频发，而这些山体称之为龙门山构造带。

在龙门山地区，你很难能见到较为完整且无断裂的大型岩块。说明龙门山断裂带断层并非单一断层，用个不太恰当词的“寸断”。目前主要的断裂带有3条，分别为后山汶川——茂汶断裂，北川——映秀断裂（走滑断裂），山前安县——灌县断裂(逆冲断裂)。

2008年汶川8.0就是来源于于的北川——映秀断裂，为走滑断裂。

2013年雅安7.0级与汶川大存在联系且破裂特征相似，但并非汶川大余震，因为它发生于龙门山前缘构造带南段，为逆冲型。

为何是余震？

这次汶川4.8级的震中在龙门山主断裂带上，离08年汶川震中仅16km。从位置空间上看大概率是余震。换句话说：这次在08年主震发生断层的范围内，由于主震与之前余震产生的应力，累积到一定程度发生的。

在时间上，汶川的余震并未停过，只不过大多数震感不强烈。2017年，汶川也发生过4.0级的余震。成都理工大学王运生表示：不存在“有效期”，几十年后出现余震都有可能。

一般来说，活动的强度与频率呈周期性变化，每次大后，的强度与频率会逐渐降低，直到再次发生大。

台网中心研究员刘杰表示：汶川大是上千年的余震酝酿形成的，强度与频率想要减弱到08年之前的状态，需要经历复发周期10%的时间，也就是上百年。

综上所述：汶川处于欧亚板块、印度洋板块、扬子板块（四川盆地）相互作用下的龙门山构造带上，所以频发。但无论从时间上，还是空间上，这次4.8级都属于汶川大范畴，所以余震的可能性较大。

所谓的余震，是源于引发的断层附近的地壳重整（也有人认为是由引起的“动态”波的冲击），这并没有时间上的限制。一场主震之后的余震，通常会在几个月内陆续发生，像这样时隔13年再次震动的情况也不难理解，长的甚至在上百年后还有余震发生。大后要使余震完全消除会有一个过程，因为一般不会一次制释放所有能量，而是需要一定的时间。据数据显示，未来一个月内四川境内可能会有陆续强弱不等的余震，甚至可能会在一日内连续发生几十次、甚至上百次余震，但余震大多能量小，持续发生的余震不会危及群众的生命安全。随着时间往后推移，余震之间的间隔时间会越来越长，震动级别也会越来越低。

因为地壳运动是以十年或者几百年为单位的。所以说，13年前发生的，现在还有余震是很正常的，在大发生后，一般除了主震之外，都是会出现余震的，不过余震并不是随后立刻就会出现的，有的可能会要等到十几年，甚至更长的时间才会出现余震。所以虽然看起来距离2008年的大，已经过去了13年的时间，然而事实上仍然是在余震的合理范围之内。

时隔13年的余震，为什么余震会持续这么久？

所谓“余震”，就是指主震发生过后，接连发生的小；余震发生的地方，一般和主震相同。而在我们的印象中，余震基本都是紧跟着主震，在几天的时间里陆续发生。为什么这次的汶川“余震”，隔了那么久还会发生？

其实，余震并不存在“有效期”的说法。刻板印象导致很多人认为，余震持续时间很短，只会发生在主震过后几天。实际上，余震持续的时间可以长达数月，甚至几十上百年。而余震能持续那么久的原因，和地壳运动有关。

汶川大过去这么久为什么还有余震？因为在大发生后，一般除了主震之外，都是会出现余震的，不过余震并不是随后立刻就会出现的，有的可能会要等到十几年，甚至更长的时间才会出现余震。所以虽然看起来距离2008年的大，已经过去了13年的时间，然而事实上仍然是在余震的合理范围之内。

汶川大过去这么多年了，还有余震是因为汶川处于带，每次的时候都会有一些余震。因为在大发生后，一般除了主震之外，都是会出现余震的，不过余震并不是随后立刻就会出现的，有的可能会要等到十几年，甚至更长的时间才会出现余震。所以虽然看起来距离2008年的大，已经过去了13年的时间，然而事实上仍然是在余震的合理范围之内。

因为是地壳运动引发的，地壳运动是非常缓慢的过程，汶川大过去不到十年，相对地壳运动并未停止，所以大的影响还是可能存在的，这是很正常的，这就是辶所以会发生余震的原因。

汶川大过去之后，是由于地理环境的因素，再出之后，破坏了地质层，地质运动还要继续运行，一些小的，地质层还要慢慢运转，所以就持续了这么久，还有余震

天才少年曹原发5篇Nature论文，他为什么这么厉害？

为他是个天才呀。很难想象会有这么的人，他就是父母口中的别人家的孩子，相信他肯定也付出了很多的努力。

因为他从小就很聪明，很爱思考，再加上良好的家庭氛围和家庭条件，以及他自身对学习的兴趣和以及对学习的钻研，自然就厉害了

这是因为他是一个非常有才华的人，而且他在写作这方面也非常的，而且他也是一个非常低调的人，看待很多事物都非常的透彻。

因为他真的拥有很强的天赋，所以的话他能够发出如此多的论文。

首先是因为曹原的智商很高。曾经是中科大少年班的学生，毕业后直播赴麻省理工就读。有了麻省理工这样够水准的平台，才得以连发5篇论文。

因为他从小读书，而且特别喜欢学习，受到了特别先进的教育。