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地幔侵蚀说初步:地幔侵蚀与造山运动

已有 431 次阅读 2019-12-10 10:45 |系统分类:科研笔记

地幔侵蚀说初步:地幔侵蚀与造山运动

陈宝群

(陕西师范大学地理科学与旅游学院,西安 710062)

 

造山运动又称造山作用,是19世纪中叶开始使用的术语。目前许多地质学家认为是指造成褶皱山系的运动。和造陆运动相比较,造山运动发生于较短的时间内,使地槽区或沉降带回返,地层强烈褶皱、断裂,形成区域性角度不整合,发生岩浆的侵入或喷出,甚至伴随区域变质作用。板块构造学说认为,造山运动可能是内大陆碰撞,大洋板块对大陆板块的俯冲等原因引起的。我们现在正在经历的是新构造运动,说正在经历原因在于火山和地震活动是构造运动的表现,在全球这样的构造运动应该是此起彼伏的持续。具有全球意义的造山运动是这样几起:古生代的加里东运动、海西运动,中生代的印支运动、燕山运动,以及新生代的喜马拉雅运动,这样重大的地质构造事件为数并不多,并且似乎每一次大的造山期持续时间都并不太长。

地幔侵蚀说是在质疑地幔对流说基础上,认真学习地幔侵蚀认识新成果(陈国达,范蔚茗,杨心宜.地幔的热侵蚀—中国东部大陆壳体后地台活化的一种深部过程,大地构造与成矿学,1992,16(1):76-78),自主创造的地球动力学主张,对地幔对流说的怀疑主要是在硕士研究生期间对青藏高原隆起有一定了解之后的进一步明确,也就是说造山运动一直被笔者潜意识地作为地球动力学的检验标准。构造变动和地震、火山活动相伴发生在今天的地球上依然此起彼伏,而像喜马拉雅运动这样的全球性重大地质构造事件是比较少的,原因在于(差异性)地幔侵蚀对既有岩石圈的重新塑造只有在累积到一定规模的情况下才会集中爆发。多旋回构造说(Theory of polycycle)简称多旋回说,由黄汲清于1945年提出。多旋回构造说认为一个褶皱带(造山带)的形成往往经历了多旋回造山运动,即多旋回的发展。后来发现这是地槽,特别是优地槽带发展的一般规律。在地槽发展的全部过程中,不仅构造运动是多旋回的,而且岩浆活动、沉积建造、变质作用和成矿作用也是多旋回的,此即地槽发展的多旋回观点。这说明,虽然地壳只是地球岩石圈的一部分,而占据更大厚度的地幔盖层(软流层以上的上地幔)在刚性岩石圈的刚性构成上小于物质上的厚度构成,原因可能在于地幔盖层的较高温度以及比地壳更多的水分,这些水分降低了上地幔橄榄岩硬度与刚性。可以说,地壳可能是板块岩石圈主要的刚性基础。

人们见到的各种各样山地都是由岩浆岩、沉积岩和变质岩这些坚硬的岩石组成,造山运动要使得这些坚硬的岩石褶皱弯曲或者断裂必然需要很强大的作用力,每一个地球动力学说都必须回答这些作用力的来源接受造山运动的检验。地幔侵蚀说对于造山动力的解释仍然是过去提出的脊推力拓展到整个海底的方案,这一方案甚至将造山动力学拓展到像非洲板块东非裂谷威尔逊旋回萌芽阶段的“海底”。地幔侵蚀说认为地质历史时期造山运动的阶段性在于地幔侵蚀的累积效应。地幔侵蚀说对于造山运动的关注目前还处于概括性认识阶段,青藏高原隆起的战斗堡垒意义对于目前相对弱势的主动板块运动方面具有极其重要的战略意义,并且在2014年实际的网络论战中得到反复检验。

造山作用全球对比的突出表现在于,西半球的扩张与东半球的收缩形成鲜明对比,大西洋是一个新生大洋而太平洋是一个正在消失的大洋是主要表现;南半球的扩张与北半球的挤压差异显著,主要表现在于南半球海洋面积占有更大比重。造山运动全球性差异形成原因在于,地幔侵蚀的热能可能主要来自地核,地核的位置并不位于地球的中心,这样就会造成板块岩石圈地幔侵蚀程度的差异。这样地幔侵蚀说目前初步讨论了造山作用的阶段性、区域性与多旋回特征以及造山作用的全球对比,对这些都可以做出基本合理的解释。

构造体系是中国著名地质学家李四光创建的地质力学中的构造地质术语。指许多不同形态、不同性质、不同等级和不同序次,但都有成生联系的各项构造要素组成的构造带,以及它们之间所夹岩块或地块组合而成的总体。发生在地壳各种岩层和岩体中的构造形迹,都不是孤立存在的,每项构造形迹都有和它相伴而生的一群构造形迹,它们互相间有联系,分布有规律。构造体系的类型划为3类:①巨型纬向构造体系,在中国境内主要有阴山-天山构造带,秦岭-昆仑构造带和南岭构造带;②经向构造体系,有川滇南北向构造带(即横断山脉);③扭动构造体系,根据作用力方式的不同,还分为直线扭动构造(多字型构造、山字型构造、棋盘格式构造、人字型构造),曲线扭动构造(帚状构造、涡轮状构造、莲花状构造或环状构造、S型和反S型构造、歹字型构造等),巨型经纬向构造体系应该与全球构造运动的半球状对称有关。

(2017-09-27 20:29)在新浪博客和新华网公开。



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