摘要：喜马拉雅山脉位于“世界屋脊”青藏高原南部，是世界上海拔最高的山脉，其成因不仅被地质学家广泛研究，也为普通百姓所关注。喜马拉雅山脉主要由变质岩组成。这些变质岩经历了从地表到地球深部，再返回到地表的历史，就像飞机中的“黑匣子”一样，记录了喜马拉雅山脉的形成历史。本文用科普性的语言，简要地介绍了近几年来喜马拉雅山变质岩研究所取得的成果，及其所揭示出的印度与亚洲大陆板块碰撞导致沧海变高山的地质历史。
关键词：喜马拉雅山，青藏高原，变质岩，板块构造
喜马拉雅山脉，位于“世界屋脊”青藏高原南部，呈弧型，西起巴基斯坦的南迦帕尔巴特峰，东至我国西藏的南迦巴瓦峰，东西绵延约2500千米，南北宽约150−350千米（图1）。喜马拉雅山脉是世界上海拔最高的山脉，其雪山连绵、冰峰林立，拥有多座海拔超过6000米的山峰，其中超过7000米的山峰多达110个。喜马拉雅山脉的主峰珠穆朗玛峰海拔约8844米，是世界最高峰，位于我国与尼泊尔边境（图2）。喜马拉雅造山带西端的主峰是南迦帕尔巴特峰，东端的主峰是南迦巴瓦峰（图3）。雄伟的珠穆朗玛峰是世界各国探险家、考察队和登山爱好者的向往之地。喜马拉雅山脉的积雪和冰川是印度大部分河流的源头，孕育了古老的印度文明。喜马拉雅山和青藏高原的崛起对亚洲大陆的气候和生态环境产生了重大影响。喜马拉雅山脉是何时形成的、如何形成的，一直是地质学家研究的对象。
图1 喜马拉雅造山脉及主要山峰位置
图2 喜马拉雅造山脉主峰—珠穆朗玛峰
像世界上许多著名的山脉一样，喜马拉雅山核部也是由变质岩组成。这些变质岩被形容为破解喜马拉雅山成因的“黑匣子”。这些岩石原来位于地球表层，由于构造运动被埋藏到了地球深部，在高温和高压条件下，它们的矿物造发生变化后又形成的新岩石，即为变质岩（图4）。通过长期的研究，地质学家发现，喜马拉雅山核部变质岩原来位于印度大陆地壳，由于印度大陆与亚洲大陆的碰撞（即喜马拉雅造山运动），这些岩石被带到地下深处发生强烈变质和变形后又返回到了地表。由此，这些变质岩记录了印度大陆俯冲的历史和喜马拉雅造山带的形成演化过程。地质学家通过研究这些岩石发生变质作用的时间和它们所记录的变质过程中的压力与温度条件，可以获得喜马拉雅造山运动开始的时间、印度大陆俯冲的角度和深度等重要信息。
图3 喜马拉雅造山脉东端主峰—南迦巴瓦峰
图4 喜马拉雅造山脉出露的高级变质岩
来自中国地质科学院地质研究所和中国地质大学（北京）的变质岩专家，在中国地质调查局项目的资助下，经过多年的研究，认为喜马拉雅山脉东段变质岩的原岩在大约50百万年开始向亚洲大陆深处俯冲，在约30百万年达到约50千米的最大深度后开始折返，并在约5百万年前返回到地表，构成这个世界上最大、最高山脉的核心。由此可见，这些从地表进入地下又返回地表的变质岩，就像飞机中的“黑匣子”一样，记录了喜马拉雅山的形成过程。
综合多学科的研究成果，我们可以将喜马拉雅造山带的形成过程总结如下： 在大约60百万年前，印度大陆与亚洲大陆之间还存在一个巨大的海洋，地质学家将其称之为新特提斯洋（图5）。现今沿雅鲁藏布江分布的一些岩石是这个大洋保留下来的残余洋壳。这个古大洋南部为印度大陆，北部为亚洲大陆。随着新特斯洋壳向北部的亚洲大陆之下俯冲，在亚洲大陆南缘形成一系列火山，并形成了海拔大于4500米的山脉，即现在的冈底斯山脉。在大约50百万年，随着印度大陆板块继续向北漂移，新特提斯洋逐渐消失，印度大陆与亚洲大陆发生碰撞，喜马拉雅造山运动开始。在两个大陆碰撞后，印度大陆开始向亚洲大陆之下俯冲，将位于印度大陆表层的岩石带入到地球深处，经历高温高压变质后形成了坚硬的变质岩。在喜马拉雅山脉的西段，印度大陆地壳俯冲的深度可能超过100千米，形成了超高压变质岩，而在喜马拉雅山脉的东段，印度大陆地壳的俯冲深度为40−60千米，形成了高压变质岩。这一时期，两个大陆碰撞导致的强大挤压力，使喜马拉雅山脉开始形成。在大约25−30百万年，俯冲到地球深部并经历了高压、超高压变质的印度大陆地壳岩石在浮力和挤压力的共同作用开始向地球浅部上升，并出露到地表，也就是我们现今所看到的变质程度最高的喜马拉雅山脉核部物质。在大约10−20百万年时期，随着两个大陆继续汇聚和地下深处岩石的不断回返，喜马拉雅山不断崛起，直至形成现今世界上海拔最高的山脉（图5）。值得一提的是，印度大陆至今仍在向亚洲大陆之下俯冲，也就是说喜马拉雅造山运动至今仍未结束。根据最新的观测数据，珠穆朗玛峰每年以1厘米的速度在长高，强烈地影响着东亚大陆和南亚次大陆的气候和生态环境。
喜马拉雅山自然风光壮丽、矿产和水资源丰富，地质构造环境独特，是大自然赐予我们的瑰宝！值得我们深入探索它的奥秘！
图5 喜马拉雅造山脉形成的三维模式图
中国地质调查项目“造山带关键构造调查与试点填图”（编号：DD20160201）、国家重点研发计划项目“青藏高原深部过程与碰撞造山成矿作用”（编号： 2016YFC0600310）联合资助。
