“大江東去,浪淘盡,千古風流人物……”這首膾炙人口的《念奴嬌·赤壁懷古》,吟古誦今,氣勢磅礴,堪稱千古絕唱。多少人曾在課本中領略過長江的雄美。 “萬里長江第一灣”令幾多世人驚嘆。其實,圍繞長江,有個“世紀謎題”——長江的年齡和地質演化,有說第三紀早期、第三紀晚期、更新世早期甚至是更新世晚期等等,眾說紛紜,這成為地質學界一個著名的“世紀謎題”。云南大學鄭洪波教授團隊通過多年研究,取得了系列科研成果,認為長江第一灣并非河流“襲奪”形成,也不像過去普遍認為的那么新,而是早在3500萬年前,由于青藏高原(包括云南高原)的構造-地貌格局發生重大調整,“古金沙江”沿斷裂帶改道東流。 從徐霞客引發的“世紀謎題” 長江發源于“世界屋脊”——青藏高原的唐古拉山格拉丹東雪山姜根迪如冰川,在上海崇明島以東匯入東海,雄踞亞洲第一,排名世界第三,千回百轉,一路浩蕩,成為華夏民族的龍脈。對于生長在云南的人們來說,更熟悉的名字是金沙江,更喜歡看的風景是“長江第一灣”。 ▲云南大學-東京大學聯合考察(長江第一灣) 故事要從被譽為中國地質學之父的丁文江說起。丁文江,系江蘇泰興人,地質學家、社會活動家,中國地質事業奠基人。蔡克勤、陳寶國、劉曉鴻在《丁文江與<徐霞客游記>——簡論丁文江的科學探索精神》中寫道:“丁文江16歲出國留學,先是在日本,而后赴英國,于1911年獲英國格拉斯哥大學動物學和地質學雙科畢業證書后回國。1911年4月丁文江離開英國,乘船到達越南西貢,乘剛通車的滇越鐵路進入云南,開始他在中國內陸的第一次‘旅行地質調查’。” 丁文江到昆明后,時任云南高等學堂監督的葉浩吾向他推薦了《徐霞客游記》一書,丁文江由此知道了徐霞客這個人。閱讀了《徐霞客游記》,丁文江被徐霞客的知行合一精神震撼,遂對徐霞客研究和金沙江研究產生強烈興趣。1914年,已經成為中國地質學領軍人物的丁文江,循徐霞客當年的腳步,從昆明出發,經武定,過元謀,考察金沙江。在5月12日的考察日記里(發表于《獨立論評》,1933年),丁文江寫下《金沙江的南岸——武定、元謀》一文,在文中他指出:“現在的龍川河的水量很小,不能沖出如苴寧平川這樣的寬谷。足見得在地質史上苴寧平川不是龍川河所獨有的谷。我的意見是從川邊來的鴉礱江,與龍川河、紅河本來是從北向南的一條大江。以后鴉礱江的水被自東向西推進的揚子江搶了去了。于是鴉礱、龍川、紅河就變成了三條不相通的江。” 這段貌似粗陋的文字,道出了金沙江演化歷史的一個關鍵地貌過程,這就是后來一個世紀里廣為流傳的“金沙江南流和襲奪說”的雛形。 之后的一個世紀,眾多科學家,包括李四光、任美鍔、沈玉昌、李吉均、楊達源等對長江演化歷史開展專門研究,出版了大量專著和論文。 金沙江本南流后襲奪成灣? 萬里長江從青藏高原奔流而下,與瀾滄江、怒江并肩在橫斷山脈的高山深谷中穿行,形成“三江并流”的地貌奇觀。到云南省麗江市石鼓鎮時突然轉向東北,形成罕見的V字形大彎。“江流到此成逆轉,奔入中原壯大觀。”這便是“長江第一灣”。 石鼓鎮相傳因諸葛亮南征時期立石鼓而得名。石鼓鎮是茶馬古道連接滇藏的重鎮,鎮西的鐵虹橋則橫跨東西。1936年紅二方面軍在此渡江北上,堪稱壯舉。 站在“紅軍渡江紀念碑”前向北俯瞰,長江第一灣盡收眼底:金沙江到此水勢寬衍,江水與白沙交錯,青白相間,宛若金灘。極目遠眺,金沙江猶如一條輕輕拂動的綢帶,在青色的峽谷中若隱若現。視野的最遠處,挺立著高聳的玉龍雪山,半隱在云霧間。 萬里長江千轉百回,為什么獨獨石鼓灣雄踞長江第一?第一灣是什么時候形成的?又是如何形成的?這是一個關系到長江誕生的重大地球科學問題。 圍繞這一問題,前人提出了著名的“襲奪成灣”說,也就是“金沙江南流與襲奪”假說,大意是:古金沙江曾經南流,取道劍川谷地和紅河谷地注入南海。更新世中期(約1~2百萬年之前),金沙江下游襲奪了上游,形成“襲奪彎”,導致金沙江在石鼓處轉向東流。長江第一灣的形成,標志著現代長江——也就是東流長江的誕生。 中國科學院院士、南京大學教授任美鍔于1959年發表在《地理學報》上的論文《云南西北部金沙江河谷地貌與河流襲奪問題》,系統闡述了“金沙江南流與襲奪”這一“假說”,成為長江歷史研究的里程碑,在學術界產生了持久的、重要的影響。 長江歷史只能追溯到200萬年前? “我在南京大學讀書的時候,學習的也是‘襲奪說’。” 金秋九月,在云南大學呈貢校區的一間辦公室里,鄭洪波教授說,“后來我感覺這里邊可能還是有問題的,所以就覺得應該繼續探究。科學是要不斷創新的。” 2002年,在國外留學10年,剛剛回國任職同濟大學海洋與地球科學院長江特聘教授和院長的鄭洪波第一次來云南,并到了大理白族自治州劍川縣,開始了長達18年之久的長江歷史研究。從此,他也和云南結下了緣分,并于3年前以云南省科技領軍人才的身份,來到云南大學工作。 南京地區盛產著名的雨花石,有著美麗的色彩和花紋,可供觀賞。雨花石就藏身在砂礫石中,而南京地區的長江邊上就有一套砂礫石,綿延幾百公里,非常厚,這引起了不少科研人員的興趣。人們對它有三問:它是怎么來的?它是什么時代的?它跟長江有什么關系? 由于砂礫石很難進行年代測定,有的人認為它是一兩百萬年前的,跟長江有關系,所以代表了長江的年齡,也就是長江的歷史。 鄭洪波團隊圍繞這套砂礫石開展了很多研究,發現這套砂礫石里邊有很多玄武巖。玄武巖是一種基性噴出巖,長得跟騰沖的火山石差不多,里面含有火山噴發時形成的礦物,而有些礦物是可以進行年代測定的。通過對砂礫石中礦物的年代測定,他們發現這些砂礫石至少有兩千多萬年歷史了。 后來,他們又做了很多物源的分析。如果這套砂礫石是屬于現在的長江,那里面一定包含了很多長江上游來的沙石。他們采用不同的方法研究這套砂礫石的物源,發現跟現在的長江是沒有區別的。 2013年,這篇文章以封面論文發表在著名的美國科學院院刊《PNAS》上,這篇文章認為,從長江下游的沉積物的物源分析和它的年齡分析看,長江很早就有了,年代要遠超一兩百萬年。至于說,長江為什么發生了變化(演化),這要到上游去尋找,因為變化的動因恰恰隱藏在上游。 ▲美國科學院院刊PNAS封面文章(長江的誕生) 這個研究,一定程度上撼動了“襲奪說”,更讓鄭洪波團隊堅定了要去尋找答案的決心。 3500萬年前“古金沙江”不再南流 此后,鄭洪波團隊多次踏訪青藏高原、云貴高原。大量的研究表明,現今的劍川谷地,其實是一個構造斷陷盆地。在劍川谷地,沒有源遠的河流沉積,有的只是近源的洪積或者小型河流的沉積。因此,劍川谷地不是古河流遺留的河谷,這就否定了金沙江曾經沿劍川谷地南流入海、而在更新世中期轉向東流的觀點。 ▲野外考察 他說:“有天腦洞一開,就覺得不應該以現在的地貌來分析長江第一灣的形成,而是應該要到地質記錄中去尋找答案。” 地質意義上的劍川盆地,不是指現今的劍川谷地,而是指新生代的一套砂泥沉積。如今的劍川盆地,在地貌上也不再是一個“盆地”(凹地),而是被構造運動隆升到2500-3000米海拔的云南高原面上,它的最高峰,就是著名的老君山“金絲玉峰”,海拔4515米,被歷代史家稱為“滇省眾山之祖”。 劍川盆地位于長江第一灣的西南,是青藏高原東南緣一系列新生代盆地中的一個。這些盆地中保存著一層一層的沉積物,就像一頁一頁的天書,它們忠實地記錄了青藏高原隆升、構造地貌演化及河流變遷的歷史。 劍川盆地的新生代地層,從老到新包括:云龍組、寶相寺組、金絲廠組、雙河組、九子巖、劍川組等,它們或紅或黃,或砂或礫,或粗或細。 通過系統的沉積學分析,鄭洪波團隊發現這部天書的開始部分,也就是地層序列下部的寶相寺組,色澤暗紅,含有大量磨圓度差的礫巖,砂巖多為雜砂巖,顆粒分選性差,代表了近源的沉積,暗示沒有大型的河流貫穿盆地。 ▲長江采樣 天書的后半部分的金絲廠組有幾個顯著的特點:顏色灰黃、厚層、長石石英砂巖、成熟度高、分選性較好。金絲廠組代表了一個大型的、源遠的河流體系。與它同期沉積的雙河組,是一套煤系地層,代表了與河流伴生的沼澤環境。如今,這些沉積物都已經位于云南高原的高原面上。 劍川盆地發育豐富的火山巖系。通過對火山巖中的礦物進行放射性同位素測年,可以對新生代地層進行年代限定。年代學研究表明,金絲廠組與雙河組的結束年代大約為3500萬年(始新世晚期)。 鄭洪波說,可以想象一下,在始新世中期,也就是“古金沙江”流經劍川盆地的時候,這里水草豐美,生物繁盛,河水清澈,黃沙燦燦。在始新世晚期,地殼運動,火山噴發,山崩地裂,時空折疊,滇西北(青藏高原東南緣)的構造地貌格局發生了重大調整,劍川盆地隨之隆升(代表了云南高原開始隆升),“古金沙江”不再南流,而是沿斷裂帶改道東流,長江第一灣由此形成。 長江的誕生和地質演化,不僅是一個令人著迷的“世紀謎題”,其實也是具有重大意義的、具有標志性的地質事件。現代長江的誕生,是亞洲新生代構造-地貌-氣候演化的綜合結果和直觀表現,主要受控于青藏高原隆升和中國東部沉降塑造的東傾地形的建立,在一定程度上也受亞洲氣候系統的形成與演化的影響。 ▲長江源科考 對于云南來說,長江第一灣的形成,還有一層重要的指示意義,它標志著云南高原的初始隆升和逐漸形成。我們的云嶺大地的前身,曾經是一片相對干旱的、平坦的紅土地,從3500萬年前開始,隨著青藏高原(包括青藏高原東南緣的云南)的構造隆升,地貌格局、氣候格局和生物格局發生了重大變化,云南也就逐漸變成了如今的七彩模樣。 春城晚報-開屏新聞記者 楊質高 文 云南大學地球系統科學研究中心 供圖 責任編輯 貓恩泊 校對 朱詠梅 劉自學 編審 趙梅圭 |
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