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原创 中国大地构造演化的新全球动力学理论介绍(连载一)

  • yuanzi16
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  • 2019-02-14 12:13:01

中国大地构造演化的新全球动力学理论介绍

yuanzi16


杨志华等撰写和发表的《中国大地构造演化的新全球动力学理论》一文,值得一读。现将该文内容介绍如下。


该文摘要

现在流行的按密度差、温度差建立的地幔对流、拆沉作用、地幔柱理论,阐明不了中国大陆岩石圈、中国大陆造山带的组成、结构和演化。该文作者的研究结果表明,任何一个自然形成的系统其运动与演化的能源(或力源)都来自于它的自身;它内部的变形和结构几何学特征也是它自身运动的结果。为此特提出,在地球自转速度变化制约下的多层扭动涡旋甩出说——核幔壳“风暴”所引发的热核反应是地球发展和演化唯一的、统一的动力来源。

下面是该文的正文


一、动力学理论研究现状

在中国大陆岩石圈、大陆动力学和大地构造研究中,都提出了各自的力源模型来探索其发展的原因。例如,王鸿桢(19951997)在中国东部构造发展与大陆动力学研究中,提出地球有限膨胀与板块构造、地幔柱相结合的动力学模型。邓晋福等(19961997)提出大陆根-柱构造动力学模型。高锐(1997)提出双向挤压和派生地幔浮力的动力学模型。陈国达等(1998)提出多因复成合力动力学模型。欧阳自远(1997)提出“地球非均一组成和非均匀演化”以及地外撞击对地球演化的特别重要性。

肖庆辉(19951996)在总结国内外学者各种观点的基础上提出,大陆岩石圈变形的力不仅是多元的,而且还是多源的,如洋脊推力、板片拖力、海沟吸力、碰撞阻力、板块底部拖力、俯冲拖曳力等。但是,他特别强调地幔柱上侵力和大陆岩石圈或壳根形成与消失过程中引发力的极端重要性。

因此,就世界范围而言,广义地幔对流说、地幔柱理论(Maruyama1994)、地球自转变化、地球膨胀等仍为造成大陆岩石圈运动的“力源”的主要观点(车自成等,1987)。

由于大陆软流圈可能不具有全球性质以及大陆岩石圈壳根或圈根的发现,因而板块在软流圈上的运移机制受到严重的挑战(肖庆辉,1996)。在最新地质、地球物理、地球化学、地震层析资料的基础上提出的拆沉作用和地幔柱理论,正在中国地学界得到广泛应用。地幔对流、拆沉作用和地幔柱理论,是建立在因密度差、温度差所产生的势能和热能之上的。但是,这种无序分散状态下的能量,不仅不可能造成地幔、地核内部物质大范围流动,也解释不了中国大陆岩石圈中盆-山的分布特征、造山带几何学特征与内部物质结构的复杂性,解释不了盆-山转换以及组成的多样性、不均匀性和阶段性发展等重大问题。

最近,中国地学界在论述中国东部中生代以来的构造发展与演化中,摈弃了太平洋板块向东亚大陆俯冲增生的传统观点,试图用拆沉(或去根)、地幔柱理论加以解释(邓晋福等,1996;邵济安等,1999;董树文等,2000)。但是,地幔柱理论的中心点是冷板块(或块体)拆沉或去根下掉到670公里,再下掉到核幔边界2900公里处,才能引发而产生出生长构造——地幔柱(羽)构造——板块构造。这个过程大约需要100400MaMaruyama1994)。中国东部、东亚陆块在印支期汇聚所形成的增厚壳(圈)根,立即拆沉引发出燕山时期地幔柱而发生的构造剧烈变动、岩浆-成矿作用的大爆发,是根本不可能的。这种情况是对中国东部演化阶段的认识有问题(例如,中国东部大陆类似板块的拼合不是印支期),还是地幔柱理论根本就不正确?因此,需要进一步研究。

二、多层扭动涡旋甩出说——核幔壳“台风”(“风暴”)理论

该文作者在对秦岭造山带以及西部盆-山转换的研究中发现,任何一个自然形成的系统与演化的能源(或“力源”,下略)都来源于它的自身。因此,大陆岩石圈、大陆造山带的形成、发展与演化是由于它自身的能源所造成的,它的变形是在它自身运动的过程中,也就是造山带自己所具有的能量和运动过程中形成的,主要不是外部什么作用的产物。例如,秦岭造山带的形成与演化以及它内部的变质、变形、结构特征,不是华北与扬子板块相互俯冲、挤压、碰撞、对接的结果。为此,该文笔者提出在地球自转速度变化控制下的多层扭动涡旋甩出说——核幔壳“台风”(或“风暴”)作为大陆岩石圈、大陆造山带、大地构造形成、发展、演化的动力学理论(杨志华等,1997a1997b1999a1999b1999c1999d1999e1999f)。

地球自转引发地核、地幔、地壳及其内部各圈层的转速不同。当每个圈层下部的“硬层”发生旋转运动时,必然引起或带动它上面的“软层”发生规模不等的旋转运动而形成软层“台风”,就会像热带风暴那样,在垂向上自下而上产生对流层、中间层和流出层;在平面上出现外圈、内圈和风眼三个区域以及规模更大的甩出臂似的线性构造带的结构样式。软层“台风”(或核幔壳“风暴”)高速旋转的形成过程中使其原先无序的分散的能量不断积累,以至于产生出像“高能粒子加速器”那样,从而生出巨大的“热核”或“水岩”爆炸的巨大能量(同时合成或裂解出新元素、新粒子)推动岩石圈运动,产生新的组成和变形。新元素的合成与裂解,是核幔壳组成物质形成的根本原因,也是成矿物质的基本来源。长时期按熔点差别提出的局部熔融和重力分异而出现的壳幔核可能不占主要的地位。这将改变对岩石圈形成与演化的传统看法以及某些基础理论的认识。陆块的汇聚发生在软层“台风”的中心部位,而碎裂离散则产生在外圈与甩出臂所经过的区域,它们是同时发生的。软层“台风”(核幔壳“风暴”)所产生的巨大“核爆炸”是地质时期中的伟大事件和变革,造成沧海桑田、形成造山带,引发某些物种的消失和兴起,也是地球深部超高压变质岩和岩浆岩成生的首要条件。如果月球确系地球抛出之物,那么也和地球深部软层“台风”所产生的“热核爆炸”有关,地球自身发射了一颗月球卫星。壳幔柱和对流、脉动和涌动、膨胀和收缩、涡旋和甩出臂、拆沉和抽拉、隆起和坳陷、挤压剪切和拉张,都是核幔壳“台风”(“风暴”)——涡旋甩出臂不同部位运动方式的表现;板块、断块、地槽、地台、地洼、裂谷、沉积盆地、造山带、聚合与离散、立交桥式构造、俯冲推覆与伸展滑脱、拼贴镶嵌与叠置堆垛、变形与变质、岩浆的喷发与侵入、成矿作用、环境与灾害,都是核幔壳“台风”(“风暴”)迁移轨迹过程中的产物(杨志华等,1997a1997b1999a1999b1999c1999d1999e1999f)。

下面,就几个问题再作讨论。


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