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地幔侵蚀说初步:地幔侵蚀的相对性原理

已有 537 次阅读 2019-12-19 20:40 |系统分类:科研笔记

地幔侵蚀说初步:地幔侵蚀的相对性原理

陈宝群

(陕西师范大学地理科学与旅游学院,西安710062)

 

板块构造学说是地球科学的一次革命,驱动机制方面主要有1931年英国爱丁堡大学A.霍姆斯提出的地幔对流假说和1972年J.摩根提出的地幔柱模式,其后进一步发展出超级大陆会聚、超级大陆裂解、地幔热柱与岩石圈减薄、岩石圈拆沉、地幔会聚、超级冷地幔下降流概念。 

二十世纪地球科学的进步在于人们改变了固定论的陈旧认识,产生了从大陆漂移、海底扩张到板块构造的活动论思想,转折点在于海底扩张的发现,解决地球动力学问题的关键点在于对“海底为什么扩张?”的正确认识。陈国达先生等最早提出地幔热侵蚀并进行了实际证实(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),我们从中国地球科学家对中、新生代中国东部岩石圈减薄研究中概括总结出地幔侵蚀新概念,地幔侵蚀新发现给了我们重新认识海底扩张的一双慧眼,我们得以认识大洋岩石圈底部发生着持续不断的地幔物质加积,这可以从洋中脊向两侧随着年代变老厚度不断加大得到证实,这样就可以将传统的脊推力认识拓展到整个海底。接着谈海底扩张,既然海底扩张与板块运动是持续进行的,并且伴随地幔物质外溢,这部分地幔物质就是岩浆,再加上海底的地幔物质加积对软流层岩浆的消耗,这些地幔物质消耗都是对软流层岩浆的消耗。岩浆少一点是一点,坐吃山空嘛,所以说地幔侵蚀是普遍的。在结合海底扩张与地幔侵蚀两个重要发现之后,我们认为地幔物质侵蚀与加积导致的岩石圈力学结构改变是构造变动的主要原因与直接原因,这是地幔侵蚀说区别于其他地球动力学方案的主要方面。 

既然认为海底扩张的原因在于软流层中地幔物质堆积,维持软流层物质平衡的原因在于地幔热流对既有岩石圈的侵蚀,从简洁角度出发把我们的主张称为地幔侵蚀说,这样我们就得承认地幔侵蚀的相对性。存在热流对岩石圈侵蚀改造的地带发生地幔侵蚀,而不存在地幔侵蚀的主要就是地幔物质堆积。大家对地球的圈层结构比较熟悉,并且也都知道岩石圈下面就是塑性的软流层,可是加拿大地盾下面连软流层都没有,谈何地幔侵蚀。将地幔侵蚀和地幔堆积两个完全相反的过程统一到地幔侵蚀一个概念中再以地幔侵蚀的有无或者强弱进行区分是地幔侵蚀说概念处理的方式,在标题中用原理两个字予以强调,另外海底扩张与地幔侵蚀是不同时期由美国科学家和中国科学家分别做出的两个重要发现,地幔侵蚀相对性原理是恰当而且必要的。例如,大西洋是一个新生的大洋,大洋岩石圈底部主要是地幔堆积,海底岩石不断增厚,推动大西洋的不断扩张。与此相反,太平洋是一个走向衰老的大洋,太平洋及其周边主要是地幔侵蚀,岩石圈不断减薄软化,应力表现为收缩状态。即使是太平洋板块,地幔侵蚀依然是相对的。西太平洋及其周边以地幔侵蚀为主表现为应力收缩与挤压构造,但在东太平洋地区岩石圈主要表现为地幔堆积,应力表现为拉张状态,存在大洋中脊。太平洋海底地形显示(图1),东太平洋的应力拉张产生洋中脊,西太平洋应力收缩原先的洋中脊退化为海岭,多条比较连贯的海岭说明西太平洋洋中脊向海岭的退化不是一起而是多起。西太平洋海岭实际上是多次发生的退化洋中脊,但这只是一个推断,如何证明呢?这就要考虑洋中脊的特点,洋中脊相对高度基本相近,只要测出西太平洋海岭的相对高度即可证真或者证伪。

 

地幔侵蚀说初步:地幔侵蚀的相对性原理

图1 太平洋海底地形图

大西洋中脊部分不是连续的,而是错断开来形成转换断层,从而中洋脊走向不断做出调整,中脊的走向是大西洋两侧大陆轮廓线的平均(图2)。这是传统地幔对流说无法解释的,地幔侵蚀说可以给出西半球地幔侵蚀弱,主要表现为地幔物质堆积形成纵张型构造环境的总体解释。

 

地幔侵蚀说初步:地幔侵蚀的相对性原理

图2 大西洋海底地形图

 

注1:地幔侵蚀说是一个将海底扩张与地幔侵蚀融为一体的地球动力学说,由于工作基础与研究积累有限,关注重点主要集中于地球动力学问题,在板块构造理论基础上促进地球科学深入发展。换句话说,地幔侵蚀说只是不赞成地幔对流说的地球动力学主张,对于板块构造说我们是高度尊重、赞成并且坚决拥护的。

注2:陈国达先生等人提出的地慢热侵蚀认识思想是中、新生代中国东部岩石圈减薄研究中的一个代表性主张,参与这项研究做出具体贡献的研究者还有很多很多,未能一一列举还望大家见谅。陈宝群博士必须坦诚地说,自己从未参加该项目的任何工作,这是一件很遗憾的事情。

 



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