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解读地球仪 第十节--美洲西部的高山 精选

已有 2230 次阅读 2019-5-4 11:24 |系统分类:科普集锦

当我们还在欣赏太平洋洋中脊壮观的时候,不免会注意到就在它右手边,北美洲西海岸,南北走向的山脉科迪勒拉山系。这个山系贯穿北美。与喜马拉雅山相比,这个山系宽(800-1600公里),海拔(1500-3000)。这说明,科迪勒拉山系与喜马拉雅山系形成的机制肯定不同。

首先这么宽的山系说明它的内部结构肯定很复杂,形成的时期也会经过多期,时间较为持续。我们先画一条从西到东的横切面,最好确定的就是两边。山脉东边是平原,典型的克拉通大陆。最西边是洋壳和陆壳的交接带,是太平洋俯冲带。山系很宽,还说明这个地区的洋壳俯冲角度小,可以伸到很远的内陆,否则,山脉就会很窄忙很集中。

比较难以理解的就是科迪勒拉造山带中间这部分。

过了俯冲带,靠近陆地,这部分就是个垃圾场,学名叫做俯冲杂岩和地体增生带。说白了,就是从海洋这边带来的很多乱七八糟的东西都堆积在这里。包括洋壳上面的沉积物、海山、海底高原、岛弧残片、小块地体等等。这种外来的拼接体,地质学家一家分辨出来50多个。可以这么说,科迪勒拉造山带西面正在给我们展示一堂生动的陆壳侧向增长的实例。

这块垃圾场内部肯定也很复杂,但是我们可以把它看作一个整体来对待。这个垃圾场和东部北美克拉通之间又有什么奇怪的结构呢?这个地区可以简单地理解为两山加一盆。地形是两边高,中间低。西边这部分以内华达州为代表,佳偶走内华达岩浆弧,言外之意,是由岩浆组成的隆起。这些岩浆从哪里来?

之前我们讲过,当洋壳深入地壳下面时,会发生部分熔融,岩浆喷出来在内陆形成火山岩。这种火山岩和洋中脊直接喷出的拉班玄武岩不同,它的岩浆要穿过地壳,会受到地壳的强烈混染,因此会形成花岗岩或者偏中性的花岗闪长岩。这都是地壳物质占主导的岩石。

东部的岩浆又不一样了。尤其在科罗拉多的黄石公元地区,下面是一个地幔热柱。地幔热柱喷出来的是玄武岩会和夏威夷类型的相似,富含不相容元素,比如钾,形成碱性玄武岩。由于靠近了克拉通,东部的火山岩会有个基底拖着。

地质学家最大的优势就是根据这些信息来追溯历史,也就是讲个完整的合理的故事。

故事得从170百万年说起。那个时候向东俯冲的洋壳还不是太平洋洋壳,而是它的先行官叫做法拉龙洋壳板块。当然俯冲角度也不大,于是把北美西部的岩石圈给加厚了。白垩纪时期,这个俯冲角度变大,内陆变成了弧后盆地区,形成拉张环境,这下子该区的岩石圈就变得不稳定,下部就掉了下去,整体岩石圈变薄,深部的岩浆一看有空位置,于是上涌,形成了一个地幔热柱,这就是著名的黄石地幔热柱。这个过程叫做拆沉作用。

黄石公园目前是游览胜地,这里温泉发育,说明地下的热量十足。可以这么说,黄石公元下面目前有一个巨大的活的岩浆房,到底什么时候喷发,不得而知。但是可以肯定的是,如果喷发,会对北美,甚至全球都产生重大影响。

由于洋壳比较薄,洋壳下面的地幔热柱很容易就把洋壳烤穿,喷发出来形成一串洋岛。可是,如果地幔热柱要是在陆壳下面,情形就不一样了。岩浆很不容易喷出来,热量聚集。如果地幔热柱很大,会把上面的陆壳顶开。我们熟知的盘古大陆之所以裂解,据说就是因为它下部产生了一个巨大的地幔热柱。现今地球上正在开裂的地方有几处。冲绳海槽是因为菲律宾板块碰撞,造成这一地区产生了局部的地幔对流,冲绳海槽形成了拉涨环境。这种地幔对流尺度较小,产生的洋壳将来会后续乏力,没有太大的作为。但是北非的裂谷可就不一样。这一地区是由于有一个地幔热柱在起作用,将来沿着红海和非洲大裂谷,非洲将被分裂,中间会产生一个新的大洋,好像还没有定义这个将来大洋的名字,我们可以暂时把它叫做“非洲大洋”。

我们的目光往下扫过狭长的中美洲,会看到南美洲的西边也有一长串的高山安第斯山脉。本质上讲,安第斯山脉也属于科迪勒拉山系。和北美的山相比,南美的山脉窄而高。

和北美一样,这样的长条形山脉是板块碰撞的交界带。这是新生代以来纽斯卡大洋板块向东和南美板块碰撞的结果。目前,这个纽斯卡板块已经俯冲到了南美之下,目前是太平洋板块在占主导。

和太平洋西部的深深的海沟不同,这里的海沟很浅,说明板块的俯冲角度不大。这样洋壳紧贴着陆壳下面,使得岩石圈加厚。和北美的拆沉作用一样,南美西部地球也会拆沉。仔细想想,青藏高原地壳厚,阿尔比斯山地区地壳厚,这些都是要拆沉的地方。

像美洲这样起山的地方,矿产资源富集。比如,玻利维亚西南部的波托西省银矿,曾经产出了全世界一半的银。从16世纪起,长达三百多年,出产自这里的银充斥了西班牙的大街小巷。为此开采这些银矿,据说损失了几百万的矿工。




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