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板块假说并不十分完美

已有 1139 次阅读 2021-8-12 15:25 |系统分类:观点评述

      目前代替地槽说、波浪状镶嵌构造学说、地质力学、多旋回构造、地洼说和断块构造的主流地质理论----板块理论,似乎不是很完美,需要回答以下几个问题:

      问题一,碰撞力到底在哪儿? 印度板块碰撞欧亚大陆,至少印度的地应力测量应该有不同的表现吧,这是细节,但主流学说并没有关注,也许关注后,和其观点是矛盾的。我查到了印度学者对印度大陆两个不同的地方的地应力测量结果,居然水平主压应力比垂直应力还小,这一般是出现在高原地区,地层处于松驰状态;相反,四川盆地及我国陆区几乎都是水平主压应力大于垂直应力。那“碰撞力”在哪儿呢?主流理论不敢面对还是遗漏了?还是只是用现象来解释现象,来构建的假说?印度东、西戈达瓦里亚盆地几个油气田地应力实测结果是,最大水平主应力(SH)值为垂直主应力SV的90%到92%之间(Dip KumarSingha,2015),即印度大陆处于“松驰”状态,传说中的“碰撞力”在哪儿?

      有学者提出,“岩浆引擎”的驱动力,给人感觉岩浆能驱动地壳运动,如“水能载舟”似的,事实上,岩浆不是超人,是无思维的,它的运动只能是其它刺激产生的受迫流动。一种理论若无法和地应力挂勾,或解释目前实的地应力特征,也只能称作一种假说。

      问题二,洋壳真的很年轻?主流理论认为,地球上年龄大于2亿年的大洋岩石圈几乎全都已经俯冲到软流圈中去了,这是板块构造理论最精彩的内容之一(嵇少丞,2008),换句话说,洋中脊外俯冲带扩张,洋壳下插,形成一个循环,导致洋壳最大年龄不足2亿年。其实不对,测年技术有一定的前提条件,就是封闭性条件,海水破坏了测年的这个条件,导致所测年代变年轻,同时,实测洋壳也包含了和陆壳一样古老的年代,从1Ma-3000Ma均有(Skolotnev,2010;Bortnikov,2008)。如图1所示,为洋中脊年代谱和大陆强风化岩石年龄谱极其相似。由于年龄重置,导致一些样品年龄年轻化,形成一个很宽的年龄谱,实际年龄应取其最大值。即,洋壳并不是不足2亿年的年轻洋壳,而是和陆壳一样,年龄可达30亿年。一些板块支持学者想用“大陆残块”园过去,认为在洋壳俯冲到地幔,再新生这个“以旧换新”的过程中,古陆块丢三落四地掉出了一大块渣渣,这样来解释洋壳中发现有年龄大的地层的现象。

image.png

图1 洋中脊年代谱和大陆强风化岩石年龄谱相似示意图

      问题三,洋壳热流真的高?主流理论认为洋壳薄,洋壳热流高于陆壳,这又是另一个误区。经模拟证实,洋壳大地热流和陆壳差不多。除洋中脊外,实测很大面积的洋壳热流和北纬60度的大地热流相近。细节且听下次分解。

      问题四,俯冲带真有实锤?俯冲带地震似乎是板块理论的最重要实锤,真的吗?猫眼一看,的确如此:

智利地震.png

图2 智利地震震中附近的历史地震(1900年至今),南纬37度-南纬39度

      的确象俯冲带,我们将它放大,只显示上图的绿色区域,这里含有全球最大的地震---智利地震,如下图所示:

智利地震-震中.png

图3 智利大地震震中附近的历次地震

      上面放大剖面图中两个红圆圈就含有9.5级的智利大地震,另一个为8.1级,离它很近的地震剖面为上图蓝虚线范围,剖面内有多个6级以内的地震(空心三角符号),如下图为地震剖面MC13, 并将该剖面所发生的地震投到地震剖面上,为下图中的三角形(Olsen,2020)。

地震剖面.png

图4 智利大地震附近的地震剖面

      问题来了,只要有地震,震源处一定有断层错开,但它能连续地滑动吗?上面地震剖面中的多次地震事件显然发生在沉积层内部,但并不表示震源处两侧的地层能继续长时间地错开。

      天然地震理论的确有阐述,有震源的地方,一定有断层错断,这没毛病;而板块理论似乎望形生义,发展了它,认为这个错断过程几乎可以“无限”地进行:洋壳连续不停地向右下插,而增生契向左上跑,之间必然有个滑动面-板块边界!通俗地说,大路朝天,各走半边。这有点阶级斗争扩大化了。地震学家敢这么说吗?

板块理论.png

图5 俯冲带模式

      事实上,目前也有很多在俯冲带附近获取的高精度地震剖面,从剖面上看,增生契和俯冲板片的滑动面根本不存在,下图为日本最深海沟附近的地震剖面(剖面KR070504,北纬39.16,经度144度,KohsakuArai,2014),最深处就是所要验证的”俯冲带“的入口,但底部却象锯齿状的地垒,没有光滑的滑动面,滑不动。

日本海沟地震剖面.png

图6 日本最深海沟处地震剖面

      图7也被认为是俯冲带,和图4位置相似,为该剖面(智利大地震震中)北约300km。右侧水深5.4km处为俯冲入口,但发现,整个剖面并不是洋壳玄武岩,而是妥妥的沉积地层,反射波很清晰,于是作者Olsen(2020)发明了一个“沉积地层参与俯冲”的概念,将此事园过去了。但从其底部锯齿状基底看,和大陆地区断陷盆地基底没两样。不是俯冲光滑的滑动面。

智利地震附近的地震剖面2.png

图7 南美俯冲带地震剖面(智利,南纬35度,西经73,Olsen,2020)




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