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可可西里的地质考察历史及其自然遗产价值的发掘

2017-07-07 李江海等 赛杰奥

正在波兰召开的第41届世界遗产大会将审议34处申遗项目,获世界遗产委员会推荐,中国青海省的可可西里申请自然遗产。如果通过表决,可可西里将成为我国面积最大的世界自然遗产地。本文为您梳理可可西里的地质考察历史及其自然遗产价值的发掘。

 

位于青藏高原腹地的可可西里,杳无人烟,素有“人类禁区” “神秘国土” 之称。它是地球上迄今为止人类知之甚少的地区之一,是世界生物、地学研究的重要地区。由于地处青藏高原腹地,地势高亢,气候干寒,自然环境极其恶劣,交通条件十分落后,除南部和东部有零星的牧民外,广大地区至今仍为高寒无人区。


▲青海可可西里自然遗产提名地大雪峰美景


可可西里的地质考察历史可以追溯到1844 年,当时仅有少数的外国地质地理学者和探险家沿着古青藏通道对可可西里地区做过地理踏勘式调查(沙金庚,1995)。20 世纪50年代以前,我国乃至世界对于可可西里的自然环境、地质地貌等调查研究极少。直至50年代以后,我国各大高校和科研单位开始逐渐对该地区的地质、地理、生态环境等进行调查与研究,先后组织了数十次科学考察,获得了一系列珍贵的原始资料,取得了重要的科学成果,现将历史上可可西里地区考察事件总结为四个阶段,梳理如下。

 

1.区域地质预查阶段

第一阶段主要为20 世纪70 年代以前,由于当时的人力、物力及科研水平有限,对于可可西里地区的科学研究多停留在探险或是区域预查层面。

 

1844 年8 月,法国传教士古伯察(Evaris 34 44449 34 15287 0 0 4090 0 0:00:10 0:00:03 0:00:07 4090ter Régis Huc) 和同伴秦噶哔(J. Gabet) 从位于现在辽宁西北角建平县的黑水出发,经内蒙古、宁夏、甘肃,于1845 年年初到达青海。1845 年11 月15 日,他从青海湖出发,南经格尔木及玉树的曲麻莱和治多,再经唐古拉山口,最终在1846 年年初到达拉萨。停留两个月后,被驻藏大臣琦善抓获并上奏清廷,很快被遣送出藏,在清军的押解下回到澳门。古伯察在澳门整理了考察期间所收集的资料,并撰写了回忆录,命名为《鞑靼和西藏游记》。游记主要描述了他从西湾子到拉萨、再从拉萨到四川成都的一段经历。

 

▲《鞑靼和西藏游记》书影


从1870 年开始,白俄罗斯普尔热瓦尔斯基受军方和皇家地理学会资助,作为俄军总参谋部军官先后四次到中国的内蒙古、青海、新疆、西藏等地探险考察,有很多开拓性的发现,比如新疆的普氏野马、可可西里高原上的普氏原羚。

 

1893 年6 月下旬,法国探险家李默德与吕推从新疆于阗县南下入藏,同年冬天在藏北被遣回,第二年2 月被迫进入现在的玉树藏族自治州地界。吕推在称多拉布寺附近的囤不大(现玉树县仲达乡) 被杀,但是李默德带回了惊人的地质学和考古学标本,以及照片、地图等资料,在巴黎出版了三大卷本《高地亚洲一次科学考察记》,内附地图——《西藏全图·附西藏印度通道图》,这是李默德根据亲身经历及参考他人成果编绘而成,当时较为全面的有经纬度的全藏地图仅此一份。

 

1919 ~1935 年,英国外交官台克满他在英国政府资助下作了穿越中亚的长途旅行。并于1922 年在剑桥大学出版了《一位领事官员在西藏东部的旅行》,详述了他经由三江源地区入藏的路线。

 

1922 ~1949 年,美国植物学家和探险家约瑟夫·洛克先后六次到中国探险考察,在美国《国家地理》 上发表了大量文章和照片,将多种植物样本带回西方。洛克曾三次在岷山和阿尼玛卿山之间的河谷地带拍摄照片,测绘地形地图,搜集实物标本及文物资料。他业余的测量方法曾出现严重失误,测出阿尼玛卿雪山高29661 英尺(1 英尺=30.48cm),比珠穆朗玛峰还要高。直到20 世纪70 年代,中国地理学家确定阿尼玛卿雪山海拔仅6282m(20730 英尺),这一错误才得以纠正。


▲ 《西藏东部地质及矿产调查资料》书影


1951 ~1953 中国科学院西藏工作队李璞等人在西藏东部、中部和南部作了路线地质调查,编写有《西藏东部地质及矿产调查资料》 等,对所及地区的地层进行剖面测量。1954 ~1959 年先后有地质、石油、中国科学院等系统的人员沿青藏公路沿线及其邻近区域做过一些先导性的地质调查和矿产普查。1967 ~1969 年,青海省区测队在青海南部开展了1∶200 万精度的地质调查,完成了1∶100 万温泉幅区测报告,此次调查开创了该区区域地质的新研究,结束了可可西里地质的空白历史。

 

2.小范围地质普查阶段

第二阶段为青藏公路沿线小范围普查阶段,主要为20 世纪70 年代末至80 年代,该阶段的研究取得了很多成果。

 

70 年代测绘部门完成了该区1∶10 万航测地形图的野外测绘工作,在我国历史上第一次揭示了长江及羌塘东部山水情况及其他自然环境信息。主要研究成果为查明了江源水系,探明了沱沱河源头,重新划分了水系中河流的从属关系,将长江全长定为约6300km,修正了过去5800km 的长度,绘制了1∶100 万《青海省水系图》、江源地区1∶10 万航测地形图。该时期的工作为本区自然环境调查研究提供了基本图件。

 

1974 ~1975 年中国科学院地质力学研究所等单位组织了水文地质和工程地质方面的野外调查工作,长江流域规划办公室也在1976 年和1978 年组织了长江源区的调查工作。与此同时,中国科学院等单位对青藏高原进行了多次综合科学考察,但涉及部分仅限于青藏公路沿线。纵观这些科学调查,主要限于青藏公路沿线及长江河源地区的研究。

 

▲青藏高原科学考察丛书


3.综合科考阶段

第三阶段为综合考察阶段,主要为20 世纪80 ~90 年代。

 

80 年代初,中法合作喜马拉雅地质考察(1980 ~1982 年)、中国地质科学院、青海地质科学研究所等单位先后对青藏公路沿线作了比较深入的地质构造研究和深部地球物理探测(Allegre et al.,1984)。亚东—格尔木和格尔木—额济纳旗两条大地电磁测深剖面从西藏亚东到青海格尔木直至中蒙边境,完成了整个青藏高原的跨越,揭示了高原的电性结构特征和岩石圈特征(卢占武等,2006)

 

1986 年起,青海省地质矿产局在本区开展1∶20 万区域地质矿产调查,填图区域已覆盖了可可西里盆地大部分地区。涉及的图幅有可可西里湖幅、库赛湖幅、不冻泉幅、错仁德加幅和五道梁幅。

 

1990 年国家科学技术委员会、中国科学院、青海省和国家环保局集资立项,中国科学院和青海省相关部门成立“可可西里综合科学考察队”,先后两次进入可可西里进行实地考察。本阶段首次完成了穿越可可西里腹地的考察任务,发现了昆仑山脉北缘变质程度较深的地层,确定了青藏高原内第三缝合带通过可可西里地区,对特提斯北界的确定具有重要意义(李炳元,1990)。在此基础上,出版了《青海可可西里及邻区地质概论》 和相应的地质图说明书《青海可可西里及邻区地质概论1∶50 万青海可可西里及邻区地质图说明书》 (张以茀和郑健康,1994)、《青海可可西里地区地质演化》 (张以茀和郑祥身,1996)、《青海可可西里地区古生物》 (沙金庚等,1995)、《青海可可西里地区自然环境》(李炳元等,1996)、《青海可可西里地区生物与人体高山生理》 (武素功和冯祚建,1997)等一系列成果,对本区的地貌、气候、湖泊、冰川、冻土、植被、土壤等自然环境的各要素及其系统取得了较全面的认识,填补了青藏高原研究上最大的空白区。

 

▲可可西里地区综合科学考察丛书部分图书书影


1994 ~1997 年,成都地质学院(现成都理工大学) 和成都地质矿产研究所等单位科研人员在藏北、青海可可西里地区开展了1∶5 万地质填图,对可可西里盆地新生代地层特征和横向变化有了全新的认识,使该地区地质研究更加完善,其中包括通过磁性地层的测量,对该区地层年龄进行了重新厘定(刘志飞等,2001)。

 

1997 年中国石油天然气总公司勘探局成立了新区油气勘探事业部青藏油气勘探项目经理部,组织成都理工大学对可可西里盆地开展“可可西里盆地路线地质调查” 的石油地质调查工作。该工程完成了约500km 长的石油地质路线调查并提交研究成果报告,初步查明了可可西里盆地烃源岩、储层和盖层的层位、厚度、品质、分布等基本石油地质特征(姜琳,2009)。五道梁群的生烃指标偏高,说明其原始丰度较高。但是由于可可西里盆地为非持续性沉降盆地,层位较高,生油岩层暴露地表较多,因此石油保存条件较差,其寒冷的条件和还原性的水体环境使得油气多以生物气形式保存于冻土中。

 

作为亚洲水塔,可可西里长江源区的科学研究从20 世纪90 年代后开始兴起,以气候变化、水文响应、生态环境演化以及冰川冻土等方面的研究为主(王得祥等,2004)。1998 年,邵玉红和张海玲等(1998) 采用长江源的沱沱河和黄河源的玛多气象站资料,分析了三地太阳辐射、日照、气温、降水、湿度、风等诸多气象要素的时间变化规律,进而揭示了江河源地的基本气候特征。同年,汪青春和周陆生(1998) 分析比较了长江源与黄河源近40 年气温、降水的变化,结果表明两地总体呈变暖趋势,后者增温趋势大于前者,且长江源年降水量呈减少趋势,而黄河源年降水量呈增加趋势。

 

4.专项系统科研阶段

第四阶段为21 世纪初至今,对于可可西里的研究进入了系统的专题研究,该阶段对于可可西里的科学研究更加系统全面。多年积累的观测、实测数据为可可西里地区的河流、湖泊、冰川变化提供了充足的资料,对于可可西里地区乃至整个青藏高原的隆升过程、气候变化都进入了详细的研究阶段。

 

2000 ~2002 年,成都理工大学科研人员在可可西里地区乌兰乌拉湖区域开展的1∶25万区域地质调查中,对研究区新生代地层进行了系统的野外观察、采样、测试和综合分析,获取了丰富的岩石学、地球化学等资料(周恳恳,2007)。在自然科学基金“青藏高原可可西里地区新生代气候记录” 和国土资源部专项基金课题“高原新生代磨拉石沉积于典型盆地对比研究” 的项目支持下,科研人员提出了青藏高原从中部向南北两侧依次隆升的模型(Wang et al.,2008)。

 

2005 ~2007 年,在中国科学院丁林研究员的组织下完成了对可可西里大规模的科学考察。此次科考对青藏高原的隆升、青藏高原中央山脉的形成演化进行了考察与研究,积累了大量关于岩石、地质构造、宇宙同位素、地质矿产、植物、湖泊、冰川等的原始数据。这些珍贵资料对研究青藏高原地质演化、生态环境演变提供了直接可靠的证据。

 

2010 ~2012 年,成都理工大学受中国地质科学院矿产资源研究所委托,进行了“可可西里盆地新生代钾盐资源远景调查评价” 项目,完成约147km 长的地质调查和17km 长的剖面测制工作并提交研究成果报告,初步预测可可西里盆地的含盐部位和盐类发育状态,探讨成盐聚钾次级盐盆的有利区块,提出钾盐找矿的方向;对可能存在钾盐矿体的部位进行钻探工程验证,作出藏北地区新生代钾盐成矿远景评价(吴驰华,2014)。

 

▲可可西里地貌图

(数据来源:地理空间数据云STRM90)


随着2014 年11月青海可可西里申报世界自然遗产工作的正式启动,亟须出版一本能够反映可可西里自然保护区及其周边地质地貌特征、地史演化过程以及自然遗产价值的专著,以向广大读者展示可可西里地区气势磅礴的高原自然美景以及独一无二的地学遗产价值。以此为重要机遇,北京大学地球与空间科学学院李江海课题组和生命科学学院闻丞课题组组织相关人员编写了《可可西里地质地貌及其形成演化》(李江海,闻丞,刘持恒主编. 北京:科学出版社,2017.6) 一书。

 

课题组李江海、闻丞、刘持恒、范庆凯等人于2015 年和2016 年多次参与深入可可西里腹地的野外地质科学考察活动,为本书编写积累了大量一手素材。国内外相关领域发表的大量文献,研究区的卫星遥感照片和网络上可可西里地区的相关资料也为本书编写提供了丰富的资料。

 

该书立足于表述藏北可可西里地区地质地貌特征及形成演化。通过引证大量的遥感影像图片,对可可西里地区高原冰川、高原湖泊、高原河流和高原夷平面等地貌特征进行详细描述,表现可可西里地区高山宽谷的地貌特征。在前人的研究基础上,该书通过遥感、地球物理以及实地考察,对研究区构造组合、断裂样式等进行构造分析。可可西里地区地表出露的西金乌兰—蛇形沟、冈齐曲和巴音查乌马的蛇绿混杂岩带清晰地记录了中生代以来可可西里地区从古特提斯洋闭合到抬升造山的海陆变迁过程。大帽山、可考湖东、大坎顶、五雪峰等处的中新世火山遗迹、布喀达坂峰—库赛湖—昆仑山口全新世活动断裂带、昆仑山口西8.1 级地震遗迹等地质特征说明了青藏高原自中新世至今持续向北扩张的过程。可可西里新生代以来的沉积盆地完整地记录了青藏高原隆升在藏北的沉积响应。可可西里区内丰富的地貌类型形成的独特自然景观与地质遗迹所代表的地球重要演化过程和阶段组成了其重要的自然遗产价值。


▲可可西里蛇绿混杂岩恢复后完整的蛇绿岩序列

(据边千韬修改,1997)


全书共8 章,李江海、闻丞、刘持恒为主编。第1 章为青藏高原地质地貌概述,主要介绍青藏高原地貌气候特征以及区域地质概况,由王洪浩、范庆凯、张红伟和崔鑫编写;第2 章为可可西里地貌特征,主要介绍可可西里地貌区划以及高原夷平面地貌、第四纪冰川、冰缘地貌和高原水系等,由刘持恒、张红伟和范庆凯编写;第3 章为可可西里区域地质特征,主要介绍可可西里大地构造单元划分、地层与化石特征、构造样式与变形作用、蛇绿岩混杂带和岩浆活动等,由刘持恒、范庆凯和贠晓瑞编写;第4 章为可可西里区域大地构造演化,主要介绍可可西里构造演化阶段和构造-热事件,由刘持恒编写;第5 章为可可西里新生代演化与青藏高原隆升过程,主要介绍青藏高原隆升过程及可可西里新生代演化与青藏高原隆升关系,由崔鑫、刘持恒和王洪浩编写;第6 章为可可西里地质地貌的突出普遍价值,主要介绍可可西里地质地貌的遗产价值及完整性,由许丽、王辉和张红伟编写;第7 章为可可西里地质地貌价值对比,主要介绍国内外世界遗产地与可可西里自然保护区地质地貌价值对比,由王辉和张红伟编写;第8 章为威胁因素及其保护管理,主要介绍可可西里地区的自然灾害及人为活动威胁,还包括管理保护措施,由许丽、王辉和张红伟编写。书中附图主要由许丽、张红伟完成,同时吴桐雯、马雨轩也参与著作编写的部分工作。本书基础研究材料及编写思路由李江海完成,统稿工作由李江海、刘持恒负责。


▲青海可可西里自然遗产提名地高山与宽谷


在著作编写过程中,住房和城乡建设部、青海省政府、青海省住房和城乡建设厅等单位的领导给予了关怀与帮助,在此表示衷心的感谢! 特别感谢吕植、姚宽一、姚天玮、康学林、左小平、何露、刘红纯、贾建中、布琼等专家和领导。本书封面照片由布琼先生提供。


可可西里地区风光




本文摘编自《可可西里地质地貌及其形成演化》(李江海,闻丞,刘持恒主编.北京:科学出版社,2017.6)一书“前言”,有删减,标题为编者所加。

 

ISBN 978-7-03-052890-2

责任编辑: 王运

wangyun@mail.sciencep.com

 

《可可西里地质地貌及其形成演化》从区域地质的角度总结了可可西里地区的地质地貌特征,内容涉及构造特征、沉积地层、岩浆活动、高原夷平面、冰川、冰缘地貌和水系特征。本书将可可西里与整个青藏高原的发展演化相结合,揭示了可可西里的构造演化过程及其在青藏高原新生代隆升阶段的重要意义。在总结可可西里地质地貌特征的基础上,通过与全球遗产地的对比,提取凝练了可可西里地区的地质地貌突出普遍价值,探讨其威胁因素和保护措施。


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(本文编辑:刘四旦)



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