你能想象得到吗？在3亿年前的时候，青藏高原是南半球的一片海滨，这是喜马拉雅山最后一滴海水干涸的地方。这里意味着青藏高原再也没有海了。大家好，我是丁林，来自中国科学院青藏高原研究所。我们研究所分布在两个地方，一个在北京，另一个在拉萨。今年是建党100周年，我非常荣幸能够获得全国五一劳动奖章。
这既是对我们几代青藏人的肯定，也是对从第一次到第二次青藏高原科考队伍的鼓励和鞭策，它会激励我们更好地完成第二次青藏高原科考的任务。
今天我要讲的是青藏高原这个世界屋脊是如何形成的，以及它对我国的环境和资源以及重大的工程建设产生的巨大作用。这些都是一代又一代的青藏高原人在几十年的奋斗过程中获得的一些成果。青藏高原又叫世界第三极，是地球上一个非常重要的地质地理单元。
青藏高原非常大，如果我们以下图中的这条红线，即3000米的等高线来划定青藏高原的范围，那青藏高原大概有300万平方公里。如果以1000米的等高线来划定青藏高原，这个范围就非常大了，可以大到3000万平方公里，涉及的国家有30多个，人口将近占了地球人口的一半，有35亿人。所以，我们认为青藏高原这包括世界第三极的广大地区，对整个东亚乃至世界的环境都有重大影响。
无论从南亚向北看去，还是从丝绸之路向南望去，青藏高原都是非常巨大的高原。从古到今，我们一直困惑的是，巨大的高原是如何在这儿形成的？历代科学家对这片地区做了孜孜不求的探索，来解开这个巨大高原的形成之秘。经过几代人的努力，我们现在了解到，青藏高原的形成是一个从海底到世界屋脊的隆升过程。同时，青藏高原是由很多地块拼合而成的，它从南到北大概有五条巨大的缝合线，每条巨大的缝合线都是一个关闭了的古代的大洋。
所以，在青藏高原里至少关闭了五个大洋，最常说的有三个大洋叫做古特提斯洋、中特提斯洋和新特提斯洋。每个都是相当于大西洋或太平洋的非常巨大的大洋。大概在3亿年前的时候，地球上有两个大陆，北边的是劳亚大陆，南边的是冈瓦纳大陆。在西侧两个大陆是连接着的，向东有个开口呈喇叭型，开口处的大洋就是古特提斯洋。你能想象得到吗？在3亿年前的时候，现在的巍巍昆仑山是古特提斯洋南部海岸的一个海滨。
所以，当时青藏高原根本不存在，那时候的青藏高原和所有组成青藏高原的陆块是在古特提斯洋的南部和冈瓦纳大陆的北缘分布着。
时代向前走，古特提斯洋的南部——冈瓦纳大陆的北缘就开始了分裂。第一个陆块是从冈瓦纳分裂出来的，叫做羌塘地块，也就是现在所说的羌塘高原及其可可西里。羌塘高原的打开使它的南部形成了中特提斯洋。
羌塘地块大概在三叠纪，用地质语言来表达就是在210到230个百万年的时候，就和昆仑山发生了碰撞，形成了羌塘高原的地块拼合到欧亚大陆的南缘。再向前走，拉萨地块也追随着羌塘高原出发。在拉萨地块的南部拉开了新特提斯洋。再向前走，整个冈瓦纳就全部解体了。现在我们了解到，冈瓦纳大陆是由几大板块组成的，包括非洲板块、阿拉伯板块、印度板块、澳大利亚板块和南极板块。
大概在150个百万年的时候，这几大板块就四分五裂了。其中有一个地块叫印度地块，这时候就快速地向北漂移，最后和欧亚大陆发生了碰撞。
印度地块漂移的速度非常快，如果我们用一秒钟代表1000年的话，印度向北漂移的速度基本上和现在的波音737飞机的速度是一样的。印度地块也叫印度大陆，它和欧亚大陆拼合的过程是地球上最强烈的一次碰撞，这次碰撞塑造了整个青藏高原，以及整个欧亚大陆的地貌。
但科学家一直困惑的是，这个碰撞的过程以及最后拼合的历史是什么样子？随着印度地块撞上来以后，冈底斯山、喜马拉雅山及一系列山系就在青藏高原形成了，最终奠定了现在的这种地貌。
关于这个问题，最早是由西方科学家所主导的一项研究，他们认为印度大陆大概在5500万年或者5000万年的时候，在巴基斯坦的位置首先和欧亚大陆发生了碰撞。但是这一研究缺少关键的证据，所有的证据都是一些间接证据。
所以，他们一直想到中国开展这项研究，可是那时候我们西藏不允许外国科学家进入。大概在1980年的时候，也就是科学的春天——改革开放时期在北京召开了一个关于第一次青藏高原科学考察的会议。在这次会议上，中国科学家提出了很多新的证据，引起了外国科学家非常高的兴致。法国科学家率先提出他们要到青藏高原进行科学考察，我们国家同意了他们的请求。
在随后的几年里，中法科学家就联合起来调查研究。
法国科学家们首先关心的问题就是，印度和欧亚板块是如何碰撞的。他们联合发表了一系列关于印度和欧亚大陆碰撞的文章。最后得出的结论是：可能在50个百万年前，也就是5000万年前，印度和欧亚板块在青藏高原这里发生了碰撞。但是，这个结论缺少直接证据。如果两个大陆发生了碰撞，一个大陆要俯冲到另一个大陆之下：一个大陆是上盘，另一个大陆是下盘。
上盘的前缘要形成一个前陆盆地，这个大陆的物质就可以转移到另外一个大陆，所以我们需要有前陆盆地这个最直接的证据。可是在雅鲁藏布江缝合带的南侧，一直找不到这个前陆盆地。
所以，科学家就想这可能是由两个原因造成的。一是青藏高原隆升的速度非常快，这个前陆盆地曾经存在过，但由于后期的隆升把这个盆地完全剥蚀掉了。二是因为印度和欧亚大陆的碰撞速度非常快，前陆盆地可能已经完全俯冲到青藏高原之下了。
还有人认为可能这个前陆盆地根本就没有发生，没来得及沉积两个大陆就碰撞完了。经过十多年，我们沿着雅鲁藏布江，从南迦巴瓦一直追溯到西部的巴基斯坦，终于有了突破。在日喀则西侧有一个县城——萨嘎，这个县城的南侧有一个叫桑丹林的地方，我们在这里发现了一个大的剖面。
上图中虚线以下是一套纯的石英砂岩，这套砂岩有各种指标都可以证明它是来自印度的。
紧接着上边是连续的一套彩色的沉积，证明它的物源是欧亚大陆的，是从冈底斯山过来的。也就是在这里，两个大陆的物质直接堆积在了一起。只有这一种可能：两个大陆在此发生了碰撞，才能造成一个大陆的物质转移到另外一个大陆上。所以这个剖面非常关键，特别关键的就是这次接触发生的时代是什么时候。我们在这里寻找了很长时间，找到了一种放射虫的化石。它的样子非常奇特，各种各样，也非常漂亮，而且它的大小非常小。
下图中的标注用的是50个微米的比例尺，只有在显微镜下才能看到这种虫子。它是一种飘浮在大洋中的动物，只有靠它才能够限定大陆碰撞的时代，因为当时这个剖面上找不到其他证据。
我们的工作就是研究这样一套化石的时代。把这个东西拿出来以后，国内没有人认识它到底是什么时代的。我翻遍了几乎所有图书馆里关于放射虫的研究，也找不到类似的放射虫。我就想这一定是一个新的东西，然后我就又开始去找。
最后我在美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）的图书馆里，找到了一套巨厚的书——《大洋钻探报告》。现在很多图书馆里都有这套书，但当时我们国家这套书还不齐。这套书需用一个大屋子才能放得下，它对全球所有大洋都做了非常详细的钻探，每个钻探的钻孔都有一个科学报告。
突然有一天，我就在这套书中翻到了和图片上一样的放射虫，它标明的时代是65个百万年。
我非常兴奋，我们正好在中生代和新生代交界的点上发现了这一套动物群。找到了这样一种虫子，就可以把大陆碰撞的时代定下来，我高兴得彻夜难眠。发现这个剖面以后，我们沿着雅鲁藏布江缝合带南侧，已经找到了非常多类似的地层和前陆盆地。突破了这一点，就带动了整个雅鲁藏布江缝合带研究。我们鉴定了中部的碰撞时间，结果显示为6500万年到6300万年。
接下来，我们又到了东部印度和缅甸交界的印缅山脉地区、即通常说的野人山做了七八年的项目，发现它的碰撞时间是5000万年到5500万年。然后我们又去了巴基斯坦做了五六年的考察，用前陆盆地的证据重新研究了这个地区，得出了碰撞的时间是5500万年到5000万年。这样，我们对整个雅鲁藏布江盆地的时代都有了一个确切的认识。
我们综合提出了上图中的模型，建立了印度大陆和欧亚大陆碰撞的详细过程。
根据我们的研究，印度大陆的形状可能是一个钻石型，它的中部向北突出。它首先在雅鲁藏布江的中部、即青藏高原的中部和欧亚大陆发生了碰撞，然后分别向东、向西进行穿时性碰撞，大概在5000万年完成了印度大陆和欧亚大陆的碰撞过程。我们把这两个模型放在一起进行对比。左图是以前世界上普遍接受的模型，即西部先碰撞，然后向东穿时性碰撞；右图是我们新建立的模型。
它们的差别是很大的，它们对情况的解释、对环境的变化都有着不同的认识。现在，我们的这种模型和认识已经被世界所普遍接受。很多科学家都来到雅鲁藏布江重复我们的工作，有人是和我们合作进行研究的，也有人是悄悄地进行的。
二十多年来，从发现剖面到现在，科学家已经发表了大概二三十篇重要的研究文章，基本上都重复了我们的工作，证实了我们的研究成果，我也非常高兴。
青藏高原的隆升过程也非常重要，科学家们普遍认为，如果没有青藏高原，中国的华南将是一片沙漠。如果转动地球，大家会发现华南和青藏高原所在的30度纬度正好是沙漠所分布的地方。从印度、巴基斯坦的沙漠到中东沙特阿拉伯的沙漠，再到非洲的撒哈拉沙漠，转过来到北美的德克萨斯和墨西哥的沙漠，纬度30度的地区基本全是沙漠，但唯独中国的华南是“绿洲”。我们现在认为，这个“绿洲”的形成和青藏高原的隆升是有关系的。
如果没有青藏高原，华南就不是鱼米之乡，可能会是沙漠所分布的地方。
关于青藏高原隆升的故事，其实是青藏高原第一次考察的时候，从希夏邦马峰下发现的一片树叶开始的。有一天，刘东生和施雅风先生的队伍在野博康甲勒冰川下，发现了左下图所显示的这片树叶。经过徐仁先生鉴定，这片树叶被认为是高山栎。现在高山栎森林仍然广泛分布在青藏高原的南部、喜马拉雅山的南坡以及川西高原3000米以下的地区。
他们发现的高山栎叶片化石的样子，就像右上图中所展示的高山栎，还是结板栗的。但是，希夏邦马这片叶片的化石是在6500米左右发现的，现在的高山栎普遍分布在3000米以下。也就是说，这片化石生活时代的海拔到现在已经向上长了3500米。徐仁先生鉴定这片高山栎叶片化石是两个百万年前的，那就可以认为，两个百万年以来青藏高原向上涨了3500米。
第一次青藏高原科考的发现带动了从那时起一直开展的课题——青藏高原隆升及其环境资源变化。在发现这片高山栎叶片化石的同时，他们还在喜马拉雅山北坡一个叫做扎达的盆地发现了三趾马化石。研究认为三趾马生活的高度在华北平原是1500米，同时在喜马拉雅山南坡、印度和巴基斯坦以及尼泊尔等地方，三趾马的化石也是被发现在2000米以下的位置。
因此，生活在2000米以下高度的三趾马，和高山栎一起奠定了当时推测的青藏高原的隆升历史。
青藏高原有很多山脉，青藏高原从南到北有几排大山脉，最南侧的是喜马拉雅山，中间的是冈底斯山，再向北在青藏高原的中间位置还有一片红的地方，这里还没有命名，我称之为青藏高原中央造山带，再向北就到了与柴达木和塔里木盆地的分界线——昆仑山。
冈底斯山是一座非常重要的山，它是藏族的神山，同时也是印度人和尼泊尔人心目中的一座神山。如果站在南亚大陆看青藏高原，需要仰着脖子看，就像看天堂一样。所以他们认为青藏高原就是他们的天堂，特别是冈仁波齐这个地方，每年有很多印度人到这里来进行朝拜。
冈底斯山是什么时候开始隆升的？这是非常重要的问题。我们在历年的考察中发现，冈底斯山的形成也是一个从海到陆的过程。
大概在100个百万年之前，整个冈底斯山上都覆盖着海相的地层，那时它还是新特提斯洋的一处海滨。海相灰岩上覆盖着陆相的沉积岩，这就标志着冈底斯山正式从“沧海变为了桑田”的过程。我们在这里发现了大量的海相化石，海相结束以后，这里就发生了广泛的火山喷发。上图中红线之上全部是火山岩，红线之下就是海相沉积，中间有一个大的不整合（地层不连续，即红线位置）。
这个大的不整合就是65个百万年前印度大陆和欧亚大陆碰撞的时刻，下边的地层发生了广泛的褶皱，上边的火山岩平平地盖在那，这一点非常重要。
我们就对不整合之上的这套地层进行了广泛地研究，得出了冈底斯山的隆升过程，也就是上图中的这条曲线。这条曲线表示在5600万年的时候，冈底斯山的高度就已经非常高了。得到这个结论以后，我们又从这一点开始向四周扩展，然后得到了整个冈底斯山的隆升历史。根据现在的研究，我们认为冈底斯山是青藏高原最古老的一座山脉。
南美有安第斯山和安第斯高原，这个高原不是和大陆碰撞，而是由于太平洋向东俯冲而形成的。如果把地图转过来，把安第斯山横过来，基本上就和我们所看到的冈底斯山的结构是一样的。冈底斯山的南部是新特提斯洋，在新特提斯的俯冲过程中，就形成了这座大山。所以，我们这篇文章发表以后，Nature给的评论就是冈底斯山是西藏最古老的一座山，是比喜马拉雅山还老的山脉。
第二个想给大家讲的山脉就是中央分水岭山脉。
大家可能不知道它在什么地方，如果你去青藏高原沿着青藏线走，就要经过中央分水岭山脉上的一座山，叫唐古拉山。我们看青藏高原的地图就会发现，在青藏高原的中部，从最东部的梅里雪山，经过横断山、苏伯拉岭到唐古拉山，再向西到藏色岗日、普若岗日，一直到巴基斯坦的乔戈里峰，连续着分布着一座大山脉。这座大山非常有意思，它以北所有的河流，包括黄河、长江和澜沧江等都是流向太平洋，属于太平洋水系。
这个山脉以南所有的河流，包括怒江、雅鲁藏布江、西侧的印度河等大大小小的河流都向南流，流到印度洋。
青藏高原是世界屋脊，而中国的屋脊都是有脊柱的，我们认为中央分水岭就是青藏高原的脊柱。但是这个山又没有一个统一的名字，我索性就给它命名为中央山脉。但是有科学家认为不行，因为中央山脉指的是秦岭。那我就在它的前面加一个定语，叫青藏高原中央山脉，或者青藏高原分水岭山脉。
这个山脉在青藏高原的内部，不靠近板块边缘，它是由一个盆地发展起来的山脉。喜马拉雅山很大，但它不是分水岭，大大小小的河都切穿了喜马拉雅山。刚才说的冈底斯山虽然也很古老，但它也禁不住河流的切割，唯独中央分水岭构成了太平洋和印度洋的分水岭。
这个分水岭是如何形成的，这是我一直感到困惑的问题。为此我专门组织了可可西里考察，在2005-2007年，我连续三次对可可西里进行了考察，就是要解开这个山脉究竟是什么时候形成的，以及形成的机制。最后得出的结论是：这个山脉是由于南部的印度大陆向北俯冲，北部的欧亚大陆被动地向南俯冲，两个大陆在青藏高原的内部发生了面对面的汇聚，在汇聚带的上部就形成了这个山脉，即中央分水岭。
在这个分水岭上，发育了系列古盆地，这一系列盆地就是我研究古高度的载体。这些盆地的底都是红色的，是由大型的交错层理形成的，表示这些盆地下面都是沙漠。但上面就变得越来越黑、越来越灰，然后就变形了。于是，我发现中央分水岭从东向西展布的地方有从沙漠到高山森林的演变，所以中央分水岭形成的时代也非常新。同时，我们还发现了很多棕榈化石。左上图中显示的这些化石叫做三药槟榔，现在仍然可以在云南找到现生种。
可以判定，三药槟榔存在的时候，它的海拔曾经非常低。
结合所有的证据，我们可以得出青藏高原中央山脉的古高度的变化。在它从低到高的变化过程中，环境也发生了相应的变化，即从沙漠到高山森林的演变。青藏高原的南边有冈底斯山，北边有中央分水岭山脉，这两个山之间就是一个大峡谷。这个峡谷也非常重要，构成了两山加一盆的格局，这就是初始的青藏高原的雏形。
最后我想再讲一下喜马拉雅山的隆升历史，大家都知道喜马拉雅山是从海底隆升成世界屋脊的。它是一个大的山脉，从南到北大概由30排高山组成。喜马拉雅山8000米以上的高峰大概有15座，最高的就是世界的顶点——珠穆朗玛峰。
首先我们在喜马拉雅山的北坡找到了下图中的这套地层，这套地层非常不起眼，但对地质来说相当重要。它是青藏高原、也是喜马拉雅山最后一滴海水干涸的地方。这里意味着青藏高原再也没有海了。
所以，这个地方、这个剖面对我们来说非常重要，我们用各种方法鉴定出来它的时代是5500万到5000万年。现在喜马拉雅山是一片冰天雪地的环境，连草长得都是刚刚露出地面那么高。但在喜马拉雅山北坡，我们又找到了一些盆地，在这里发现了大量的植物化石。有两个盆地里的化石非常漂亮，一个是柳曲，另一个是恰布林。
柳曲植物群里有桉树、榕树，还有八角树，即用来扇扇子的棕榈。
这完全是热带、亚热带的风貌，可它恰恰就出现在喜马拉雅山中。也就是说这些植物存在的时候，喜马拉雅山应该还是很低的。通过几十年的研究，我们得出了上面这条曲线。在印度大陆和欧亚大陆碰撞之后，西藏还是一片残留海。就像现在澳大利亚的北缘一样，澳大利亚和巴布亚新几内亚发生了碰撞，但是两者之间还有一个浅海——阿拉弗拉海。阿拉弗拉海从15个百万年前开始碰撞到现在一直还存在，喜马拉雅也一样。
印度板块和欧亚板块在65个百万年的碰撞之后，这片浅海一直持续到5500万年，是一个非常缓慢的隆升过程；然后在55个百万年的时候，这个地方的海拔低于1000米；到了25个百万年的时候，它已经达到了2000米左右的高度。随后喜马拉雅山发生了一次非常快速的抬升，大概是在5到8个百万年间抬升了将近3000米。为什么这次快速的抬升发生在这个时候，而不是在碰撞的时候？
为什么在碰撞之后经过一个缓慢的隆升，到了最后突然会有这样快速的抬升？这也是我们非常关心的问题。
我们认为这种快速抬升的原因是：在碰撞之后，印度大陆就俯冲到青藏高原之下，它变得越来越热，密度越来越大，发生榴辉岩化。印度大陆在底下待不住了，突然有一天就断掉了。断掉之后，就引起下面的地幔上来了，然后使整个喜马拉雅山突然后来从2000米一直隆升到了5000米。
在几个百万年之间，这样一次快速的抬升就形成了喜马拉雅山。这次断离和抬升不仅形成了喜马拉雅山，对成矿来说也非常重要。目前我们在喜马拉雅山发现了非常多大型和超大型的铍（Be）矿、稀有金属矿产，还有很多其他的铅锌矿和铜矿。这些都和这次喜马拉雅山的隆升、印度地壳俯冲岩石圈的断裂有关。所以，这个研究不仅对我们的环境有意义，对于找矿也有非常重大的意义。
总结起来，我们就能发现青藏高原不同山脉的隆升过程是不一样的。青藏高原的不同山脉有着不同的隆升历史，所以它们的成矿特色也各不一样。这三条曲线和以前普遍接受的黑线完全不同，这条黑线表示青藏高原隆升是在大概3个百万年以后突然快速地整体抬升。这是我们目前所获得的一个非常新的认识，现在这种认识也得到了普遍接受。