软碰撞中的欧亚和北美板块

Soft collision between Eurasia and north American plates

梁光河

2014-9-19

   软碰撞是指陆块间尚未焊合，处于“联而不合”的状态（任纪舜，1999）。是相对于硬碰撞而言的一个前奏阶段，在硬碰撞阶段，这些陆块间可相互挤压和地壳缩短，发生大陆壳的消减造山作用，使一个大陆的大陆壳叠覆在另一个大陆的大陆壳之上，这就是陆陆叠覆造山作用。但软碰撞到底是一个什么样子？能否在当今的地球上看到？一直是地质学界关注的重要问题。

对于印度板块和欧亚板块碰撞历史研究比较成熟，科学家已经给出了比较明确的结论，那就是大约在59Ma年前，印度板块向北漂移已经与欧亚板块发生碰撞，初始阶段是软碰撞（soft collision），这个软碰撞大约持续到42Ma，随后到今天一直处于硬碰撞状态(hard collision)（图1）。

印度板块和欧亚板块碰撞历史是一个久远的故事，我们并没有看到软碰撞是什么样子，好像它是一个虚幻的概念。那么今天我们在地球上是否能看到类似的软碰撞呢？其实很清楚，这种软碰撞正发生在欧亚板块和北美板块之间（图2）。这种软碰撞范围在地形地貌图上表现为灰白色的浅海地区（白令海峡地区），它代表由于板块的运动挤压在其运动前方的下地壳流上涌，这可以用新的大陆漂移模型得到合理解释（图3）。两个板块的下地壳流汇聚在一起能产生高温高压，这就应该是软碰撞的本质。虽然陆地部分还没有碰撞在一起，但它们通过下地壳流相互作用也会产生巨大的压力。

特别注意本文所述的欧亚板块和北美洲板块的界限在白令海峡，而传统的板块构造把这个界限定在欧亚陆块内部的西伯利亚地区（好奇怪的划分方案），孰是孰非请自己判断！　

图2 欧亚板块和北美板块之间的软碰撞（据google地图修编）

图3 新大陆漂移模型及板块运动前方的下地壳流（据梁光河，2013）

北美洲板块作用于欧亚板块形成的巨大压力，结合印度板块向北的强力挤压，使得欧亚板块东缘裂解（被掰开），直接影响了中国的构造发展格局，并提供了动力使得朝鲜半岛发生裂解及日本列岛的裂解漂移（图4，图5）。同时也由此引发了环太平洋西北部的各个陆块的列解和漂移，并形成了多个岛弧。

图4 欧亚板块宏观受力方向，箭头1是北美板块施加的力，箭头2时蝙蝠鱼板块施加的力，箭头3是印度板块施加的力。（据google地图修编）

图5 欧亚板块宏观受力模式及东缘裂解

        欧亚板块和北美板块之间相互运动带动洋壳发生变化，因受力不均匀发生剪切作用，它们汇聚于北极地区，在北冰洋产生了3个洋脊（洋隆）。这里的洋脊和典型的大西洋洋中脊有显著不同，那就是它们没有发育明显的转换断层（图6）。

        事实上，这种大规模的板块在北极地区汇聚，产生了大规模的下地壳岩浆活动（岩浆上涌），对气候的影响不可忽略，北极地区的最低气温和平均气温大约高于南极地区20度。每年南极地区和北极地区所接受到的太阳辐射热大致相同，为什么气温差异巨大？难道仅仅是一个海洋气候另一个陆地气候那么简单吗？难道和大规模的地质活动无关吗？值得我们深入研究，作者认为它们之间应该具有显著的相关性，而且与北极冰川的溶化和北冰洋的酸化及地球的CO₂丢失密切相关。

图6 北极地区宏观受力和洋脊分布图（据美国NOAA地形图修编）

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