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西北环太平洋岛弧成因探讨

已有 17180 次阅读 2013-12-17 17:29 |个人分类:岛弧成因|系统分类:论文交流| 岛弧成因, 西环太平洋

西北环太平洋岛弧成因探讨

The formation about Northwest Pacific island Arc

（本文为中国科学院地质与地球物理研究所2014年所年度报告会部分内容）

梁光河

中国科学院地质与地球物理研究所

中国科学院矿产资源研究重点实验室，北京，100029

Email:lgh@mail.iggcas.ac.cn

一、问题的提出

环太平洋岛弧是沿太平洋边缘呈弧形分布的岛弧系列。此带岛弧外侧有海沟与之平行，且地震和火山活动频繁，从而构成地壳的活动带。这些岛弧是怎样形成的呢？

海底扩张认为这些岛弧成因源于板块俯冲消减形成深部岩浆上涌。但分析这些岛弧我们发现，台湾岛和日本岛及堪察加岛等包含古生代甚至元古代的地层，更重要的是这些岛弧表现出明显地被板块划过产生的特殊地形地貌特征，这是现代海底扩张和板块构造假说不能给出合理解释的。

本文只关注西北环太平洋岛弧的成因，根据作者提出的大陆漂移的源动力模式，解释这些岛弧的成因机制。

作者已经写了大量论文来否定海底扩张假说，中心思想是“大陆板块会在热力驱动下自己漂移，并留下尾迹（火山爆发、刮蹭堆积或遗撒物）”，反过来利用这些尾迹也可以推断这些板块从哪里来。这些论文包括：

（1）梁光河.大陆漂移的源动力—板块自驱动模式,地球科学前沿 Advances in Geosciences:2013，3,86-96

（2）梁光河.日本从中国分离出去的8大证据,地理科学研究 Geographical Science Research:2013, 6,15-29

（3）梁光河.台湾岛和黄岩岛的来源研究,地理科学研究 Geographical ScienceResearch:2013，5,44-56

（4）梁光河.加拿大北部“破碎山河”的成因与大陆漂移,地理科学研究Geographical Science Research:2013，5, 30-37

（5）梁光河.美国黄石公园间歇泉成因机制探讨,地球科学前沿 Advances inGeosciences:2013, 6, 172-182

（6）梁光河.朝鲜半岛成因与郯庐断裂动力机制,山风网络:2013，5, 1-21

（7）梁光河.“海底扩张”—将地学引向歧途的错误假说,山风网络:2013, 5, 1-8

（8）梁光河.大陆漂移与全球山脉高原成因关系的研究,山风网络:2013, 5, 1-21

（9）梁光河.地震的预测与消减方法,山风网络:2013，7, 1-45

（10）梁光河.夏威夷、中途岛、马尔代夫及岛弧海沟成因模式,山风网络:2013，5, 1-16

（11）梁光河.北极冰川融化的根源与地球碳丢失, 2013，地质学报ACTA GEOLOGICA SINICA:7,第87 卷增刊 Vol. 87 Supp.256-260

（12）梁光河.海南岛从中国北部湾分离旋转漂移出去的8大证据，2013, 地质学报ACTA GEOLOGICA SINICA:7,第87 卷增刊 Vol. 87 Supp.73-76

二、西北环太平洋岛弧成因模式

图1是作者根据板块运动的尾迹给出的各个陆块运动的模式，这些陆块的运动不但产生了位置的变化，也留下了明显的尾迹（火山爆发、刮蹭堆积或遗撒物），形成了岛弧或岛链。

图1 西北环太平洋岛弧成因模式（据美国NOAA地形图修编，2013）

图1中白色“1”表示的是产生夏威夷岛链的那个蝙蝠鱼状陆块的运动轨迹。这在作者的文章“夏威夷和马尔代夫成因模式”中已经给出了详细解释。

白色“2”表示的是一个原来位于鄂霍次海北部的陆块在蝙蝠鱼陆块向北的推动下，使得欧亚板块西北部裂解，该陆块向东漂移到阿拉斯加西南部，与阿拉斯加拼合形成目前的分布形状(这就应该是著名的秋林地体Chulitna terrane)。并产生了著名的阿留申群岛。

白色“3”表示的是原来位于日本海的一个陆块也随后发生裂解漂移到达当前的位置形成堪察加半岛。

白色“4”表示的是原来位于马里亚纳海沟西侧的一个近三角形陆块向北漂移到达当前的位置，那就是日本的北海道岛。

白色“5”表示的是原来位于马里亚纳海沟西部的一个长条形陆块向北漂移到达当前的位置并与欧亚板块拼合，形成当前的锡霍特山脉。

白色“6”表示的是原来位于中国东海沿岸（从舟山以南到福建沿海）的一个长条形陆块向北东漂移到达当前的位置，形成当前的日本本州岛（见“日本从中国分离出去的8大证据” ,梁光河，2013）。

白色“7”表示的是原来位于中国东海沿岸（从福建到广东沿海）的一个长条形陆块向北东漂移到达当前的位置，形成当前的日本四国岛和九州岛（见“日本从中国分离出去的8大证据” ,梁光河，2013）。

以上是根据板块运动的尾迹和地形吻合给出了两个证据，那么这种板块运动模式是否能得到地质学上的认可？图2给出了基于世界地质图给出的以上陆块的地层吻合情况。从该图可以明显看出，各个陆块在当前位置与相邻的地层呈现出不和谐状态，也就是说它们都是外来的。而如果把这些陆块恢复到其原始位置，我们会惊奇地发现基本上都能与原始位置相邻的地层吻合（和谐）。陆块恢复中我们特别注意到老地层的对应关系非常好，而且这些陆块中都有老的地层（或称陆核）。

图2 西北环太平洋地区地质图及岛弧成因（据世界地质图修编，2013）

图3 西北环太平洋岛弧成因模式动画图（据美国NOAA地形图修编，2013）

图4 西北环太平洋地区地质图及岛弧成因动画图（据世界地质图修编，2013）

从上面的2个图可以看出，板块运动的轨迹、地形地貌、地质层位都能吻合很好，难道这些都是巧合吗？仔细观察我们发现即便是轨迹1和轨迹2交叉部位也可以很清楚地看到其先后顺序，轨迹2切割了轨迹1，即轨迹1在先，而轨迹2在后，如图5所示。

图5 轨迹1和轨迹2级交叉部位放大显示（据美国NOAA地形图修编，2013）

三、西北环太平洋岛弧成因机制

作者曾经在“朝鲜半岛成因与郯庐断裂动力机制”一文中给出了一个成因机制模型（图6-8），该模型总体上解释了欧亚板块在印度板块和那个蝙蝠鱼板块的双重作用下的裂解过程和裂解程度。当时的结论是：“日本列岛应该是最先从中国大陆裂解后漂移出去的（裂解幅度也大），朝鲜半岛正处于半裂解状态”。

从这个模型我们发现印度板块是一个非常特殊的板块，而那个蝙蝠鱼状的板块也很特殊，其体量很大（东西长1000多公里，南北宽350公里），在这两个特殊板块作用下，作者给出了图6的模式，从这个模式延伸，可以看出正是这种板块间的运动产生了相互影响，从而造成了欧亚板块东侧的裂解，好像剥洋葱皮一样，欧亚板块东侧被一层一层被剥开，最先被剥开的是图1中产生阿留申群岛的那个原来位于鄂霍次海北部，目前到达阿拉斯加西南部，与阿拉斯加拼合的陆块。该陆块为什么会形成岛弧（白色“2”）？合理的解释是该陆块起初向南东方向运动，由于同时受到向北的一个系统力的作用（趋“极”力），因此两个力叠加作用形成一个弧线形运动轨迹；或者更专业地解释是：地球表面是球面不是平面，陆块沿地球表面大规模水平运动应该遵循欧拉定律（沿曲面的旋转运动）。而图1中是原来位于日本海的一个陆块也随后发生裂解漂移到达当前的位置形成堪察加半岛（白色“3”）。合理的解释是在裂解的作用下，该陆块原向北东漂移，在西向力（地球自转产生向西的力）的影响下，形成了弧状运动。其他岛弧都可以用类似的作用力和本模式得到合理解释。