漫话“特提斯”（3）
胡经国
㈤、认识地球动力的窗口
1、“丝路沧海”计划
中国科学院地质与地球物理研究所研究员孙克忠在《特提斯构造带—认识地球动力的窗口》一文中指出，“丝路沧海”计划，目的是研究地球历史上曾经存在的特提斯大洋开启与闭合、欧亚大陆与冈瓦纳大陆碰撞的地球动力学过程及其资源、能源、环境效应以及对现代海洋的影响。“丝路”代表特提斯洋消亡后影响到的区域；而“沧海”则是指地质历史时期海－陆变迁的动力学过程。
2、“特提斯地球动力系统”重大研究计划
当年3月，国家自然科学基金委员会发布“特提斯地球动力系统”重大研究计划2018年度项目指南。该重大研究计划的总体科学目标是：高度集成地球科学、数理科学和信息科学的观测、探测、分析、模拟、实验手段，通过特提斯域内洋陆变化与圈层相互作用研究，明确特提斯构造域形成变迁的动力学原因，揭示板块构造的驱动机制；分析域内重要矿产资源与能源的分布与形成规律，为中国资源能源战略提供科学支撑；通过广泛的国际合作，建立与“一带一路”地缘国良好的科技合作关系，为“一带一路”倡议提供重要科学支撑。
3、特提斯构造域及其地学意义
在地质学中，一般认为，“特提斯”是指地球历史上曾经存在于北部欧洲－亚洲（劳亚大陆）和南部非洲－阿拉伯－印度（冈瓦纳大陆）之间已经消失的特提斯大洋；其中，特提斯洋消亡所影响到的区域，在地球科学中被称为特提斯构造域。
特提斯构造域的范围是：东起澳大利亚东北部，经东南亚、印缅山脉进入青藏高原、伊朗高原，向西进入地中海直达欧洲西部；长达15000公里，宽约5000公里。它是全球大陆地质现象最全面、地球科学研究内涵最集中、矿产和油气资源最丰富的地域；它汇集了板块演化中块体增生拼贴－俯冲初始碰撞－陆陆碰撞－碰撞俯冲叠合等一系列大地构造演化模式，对于明确地球历史上大陆裂解－聚合和大洋开启－消亡的规律与深部地球动力机制具有重要而深刻的意义。
4、特提斯构造域的形成与演化
早在1885年，古生物地层学家MelchiorNeumayr发现，在欧亚大陆南缘存在一套侏罗纪海相地层。这表明当时该区域存在过海洋，他将其命名为“中地中海”。
1893年，奥地利地质学家休斯（EduardSuess）根据阿尔卑斯山脉与非洲的化石纪录，提出过去在北方安哥拉古陆与南方冈瓦纳大陆之间，曾经有一个浅内海存在。休斯将上述横贯欧亚大陆的古海洋定义为“特提斯海”（TethysSea）。在希腊神话中，Tethys是一位女神；但是其真容从未被其他人见过。基于这一特点，休斯借用这位女神的名字命名了在地质历史时期曾经存在过的海洋；并且指出，这个古海洋的痕迹正保存于那些高耸于喜马拉雅和阿尔卑斯的巨大褶皱中。他认为，特提斯的隆起形成了西至阿尔卑斯、东至东南亚的一系列山脉。
20世纪50年代，随着大量新技术的应用，古地磁与大地测量学得到了极大的发展。尤其是一系列大洋内对称分布的海底磁异常条带的发现和大洋转换断层的发现，海底扩张的证据已经越来越充分；同时，大陆漂移的活动论观点又再次兴起。研究表明，地球的磁场从来不是恒定的，而是变化的，甚至还经历过南北倒置。其变化的方式与时间有着密切的关系，而且这种关系是可以确定的。当仔细描绘出磁极位置移动的路径时，会从中发现磁极的移动和变化情况各个地域彼此不同。这表明，每块陆地各自在独立地运动着。相关证据还揭示出了地球南部各个陆地聚集在南极地区形成一个原始大陆——冈瓦纳大陆的时间，并且还揭示出这些组成部分存在着某种横向运动。（下图来源：网络）
自1967年代板块构造学说建立以来，越来越多的地质学家迅速将板块构造理论运用在全球的各个造山带中。比如1969年Dewey解释阿巴拉契亚/加里东造山带，1971年Smith解释大西洋开启与阿尔卑斯－地中海地区的地质演化。1979年，还在美国读书的土耳其地质学家Seng？r在《Nature》文章中系统梳理了特提斯区域的地层证据，提出自潘基亚大陆形成以来（晚古生代）存在的特提斯和今天在阿尔卑斯－喜马拉雅地区消亡的特提斯并非是一个古大洋，而是两个古大洋。早的古大洋被命名为“古特提斯”；而前期由休斯等人通过侏罗纪地层命名的特提斯被称为“新特提斯”。Seng？r运用板块构造理论提出，新特提斯的形成是由于古特提斯洋向南俯冲使得冈瓦纳大陆北缘裂解扩张而形成的，而分隔古、新特提斯的长条形大陆被命名为基梅里（Cimmerian）大陆。随着资料的积累，许多细节已经被修改或修正，特提斯构造域演化的基本框架在20世纪80年代已经被基本确定。（下图来源：网络）
特提斯构造域完整记录了欧亚大陆与冈瓦纳大陆之间陆块分裂、特提斯洋形成与消亡，以及随后两大陆再次碰撞的历史，是洋－陆和陆－陆复杂相互过程的“大数据库”。
5、特提斯地球动力系统研究
⑴、特提斯地球动力系统的核心问题
新特提斯洋消亡导致冈瓦纳大陆的各个陆块与欧亚大陆相继碰撞。这些被特提斯洋消亡所广泛影响到的区域正是我们现在所熟知的特提斯构造域或特提斯域。值得注意的是，大陆漂移假说和板块构造理论均未阐明大陆或者板块运动的动力是什么？在后板块构造时期，这一问题也一直是地球科学前沿课题。而特提斯域在演化的过程中，一系列块体持续不断地从南方大陆裂解，然后向北飘移、增生到欧亚大陆南缘，最终特提斯洋消亡，继而导致大规模的大陆碰撞。之后，南方的非洲、阿拉伯、印度、澳大利亚等大陆并没有停止前进的步伐，它们继续北上并进而发生大陆深俯冲，形成全球瞩目的超高压变质带。究竟是什么动力驱使着这些陆块或洋壳长期的发生单向汇聚？这也是特提斯地球动力系统的核心问题。（下图来源：网络）
⑵、研究全球大地构造演化的天然实验室
作为研究全球大地构造演化的天然实验室，特提斯构造域汇集了全球最全面、最复杂的地质现象，如阿尔卑斯可见微板块残片，伊朗高原微板块保存完好，青藏高原构造域可能成为造山带的混杂堆积，澳大利亚与东南亚之间正在发生陆陆碰撞。对特提斯构造域的系统深入研究，可以进一步深化对板块构造理论的理解。
板块构造理论建立于对大洋地壳的长期地球科学观测（如深海钻探计划（DSDP）和洋底地磁条带异常），观察到的洋脊扩张、转换断层、俯冲带等现象为板块构造理论的确立奠定了坚实的基础。但是，对于板块运动内部驱动机制，人类尚未揭开她神秘的面纱。
其次，由于大陆演化的长期性与复杂性，板块构造理论如何“登陆”，是全球地球科学家极为关注的重大科学问题。特提斯构造域为解决这一世界级难题提供了最好的场所。
在特提斯构造域内，赋存有大量矿藏，矿种以锡、钾盐、铅、锌、铝土矿、铜、铁、镍、金、钼等为主；油气储量主要分布在中东地区，中东油区占有世界1/3以上的油气探明储量。
中国的青藏高原、杨子地块、华北地块及塔里木地块等位于特提斯构造域范围内。
地球演化能够造成“沧海桑田”的剧变。曾经的特提斯洋是潘基亚超大陆聚合以来，位于南方冈瓦纳大陆与北方劳亚大陆之间向东开口的三角形巨型海湾。如今的世界屋脊青藏高原在相当长时期曾经处于广阔的特提斯洋底部。在二叠纪（大约2.99亿年前～2.5亿年前）晚期，南、北大陆开始分裂、漂移、碰撞、俯冲，最终使青藏高原高出海平面5000余米，并且形成8800余米高的珠穆朗玛峰，海陆格局的变化影响了洋流及大气环流，进而导致全球环境变化。
⑶、中国开展特提斯构造域关键地质问题研究
为了解决特提斯构造域的关键地质问题，中国的地质学家以“一带一路”战略为契机，在整个特提斯构造域开展了深入的综合性研究，以期能够在板块构造驱动力研究、成矿研究等方向取得长足进展。
首先，要理清大洋张开和俯冲带初始出现的标志，进而对其动力过程提出制约。
其次，理清特提斯域内大陆单向裂解－拼合历史及与其伴随的地质过程，进一步较详细讨论它们的聚合机制。
再次，阐明在特提斯构造域内多个小块体在其单向裂解－聚合过程中，岩石圈结构与物质组成发生改变的具体过程与机制，以及如何导致了巨量资源能源的形成。
我们相信，“特提斯”构造域的神秘面纱终将被彻底揭开！
2022年7月12日编写于重庆
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