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三叠纪以来全球板块运动概述(十二)

2018/10/05   维加斯新闻报
刘文旺

    三、欧亚板块及印度洋方向的地质活动:
    在南半球,大西洋的开裂造成其两侧的大陆发生坍塌,地下岩浆向相反方向移动,在西侧造成安第斯山脉的隆起(由于太平洋板块的挤压使其西侧形成封闭状态,地下岩浆的过多富集造成安第斯山脉的隆起);在大西洋的东侧,使本来就富含岩浆的非洲板块更加隆起发生断裂。同时,由于大陆主要集中在北半球,使得地球北半球转动惯量大于南半球,因此,南半球相对于北半球向东移动的速度大。这就使得从非洲东侧断裂出的大陆岛能迅速向东、北方向扩张。这就加速了印度洋板块的产生,由于这里两种运动的叠加(向北于向东的运动叠加)就产生了印度洋中脊的混乱的构造特征。但是这里富集岩浆从断裂的地方溢出就产生了这里中脊的内乱分布。 在距今2.3~1.37亿年间的中生代三叠纪至侏罗纪时期这里的活动最显著。
    我们分析如下:
    一方面,最初的太平洋板块在东西两侧都存在向两侧大陆的俯冲挤压作用。在俯冲的过程中,产生了海沟,但是,由于太平洋板块不断下沉,其拥有的转动惯量逐渐减小,因此,使其向东的运动速度逐渐增加。这样,逐渐在西侧脱离了亚洲大陆,并在其后面留下了断裂的大陆岛,及扩张产生的新的洋壳。东向运动速度大而逐渐消失在北美洲大陆下。反过来,这一事实的存在,证明了我的板块的转动惯量的不同造成南北半球的位错的理论的正确性。
说到印度洋,依现存主流理论板块说的理论逻辑,它有很多事实说不通。
    按板块说,该扩张性系统必须同另一“潜没-消减”性海沟系统构成互补,才不会使地球因该系统的持续扩张而体积膨胀变大。可是,现实中的印度洋,除在东北角的印尼存有一条小小的爪哇海沟外,整个洋盆中再无其它海沟存在。因此,依照现有的理论,一个巨大的张性洋盆,其扩张出的新地表并没有被理该的“地壳消减带”消减了去,这是怎样形成的。
    在印度洋这一区域存在着三个南北向的张性裂谷带:西带南大西洋洋脊带,中带东非裂谷系统,东带印度洋洋脊带。按现有地幔对流说,在这三个走向相同而又紧靠着的分张带下,地内应有相应的三股东西向流动的地幔对流体;且在南大西洋同东非裂谷之间的某地存在板块的俯冲带。
    印度洋洋脊带下的地幔流,其向西的分流在该地当与迎面而来的东非裂谷带东向分流相撞,共同形成敛合下降流时一定可以对较薄的洋壳下拽出一压性的沟、槽构造,并于此形成一个性质挤压性大地构造动力环境。实际的地质调查告知:在印度洋洋脊带与东非裂谷带之间的广大海域中,不存在任何形式的地壳消减带和挤压性构造动力环境。
印度洋除本身拥有的巨大复杂的张性洋脊系统而外,其被交叉的洋脊分割的东、南、西、北四个分区海盆中,还普遍于边缘接触带上存在着明显的大陆地块断裂、沉陷迹象。在东海盆,这一迹象,表现为发生在澳大利亚西部边缘伸入海底的一圈宽约700-800公里的寒武纪后断陷带;在北海盆,表现为存在于阿拉伯半岛东南海岸及伊朗海岸附近、约与海岸平行的两道海底垄岗;在西海盆,表现为分布在广大范围,构成整个西海盆主要地形骨架,并大致与非洲东南海岸平行的两道巨大海底垄岗和一道海底隆起。在此耸立著马达加斯加岛、法夸尔群岛及阿尔布拉群岛、塞舌耳群岛、毛里求斯岛等。在马达加斯加岛的西南侧同非洲南端之间,存在着海底隆起,其隆起走向大致与非洲东南海岸平行。而在南海盆,这一断裂、沉陷迹象,则较多表现于克尔葛籣海底高原以东的地区。在该地,洋底显出地形上的强烈破碎形态,接着在南极洲大陆裙外缘,于2400-3300米深度上,出现许多高60-100米的海底垄岗,并和断层阶地交替出现。调查还显示,类似地形在南极洲大陆裙基部的许多测深断面上也存在。所有这些构造特征,表明该地区在地壳运动的动力形态上都呈现出张性动力状态,各种构造都表现为是在一种张性动力环境中形成的地壳运动产物。
在以巨大交叉型洋脊扩张系统为标志的张性印度洋洋盆周边上,存在着一个从西北缘、到西缘、到南缘、而达东缘的巨大张性构造圈印度洋,怎么会具有如此一种奇特的构造特性与存在特性的?
    而此事实的存在,体现了如下观点:一方面由于非洲版块下岩浆向东迁移造成东侧不断隆起、产生断裂而形成向东扩张的趋势。同时,南半球转动惯量小于北半球,因此造成南半球整体向东运动,从而加速了这一东向扩张运动;另一方面,这里还存在在自身重力作用下向地势地的北太平洋板块方向运动。这就形成了这里的叠加式的中脊形状及复杂的板块运动。
    非洲版块的向东扩张造成其南端的转换段测密度增加,东边转换断层密度减小。如下图所示:

   
 
    完全一样地,澳洲大陆与太平洋板块发生挤压,造成其南端的转换断层密度增加,而向东扩张的太平洋板块的转换断层密度在此段的东侧减小。
    太平洋板块下岩浆向南运动,推动太平洋板块向南挤压造成这里的转换断层密度向南逐渐减小。
该地区裂谷带的出现与初期扩张,始于奥陶纪;大规模扩张,始于石炭纪。”
    印度洋上述多种运动的叠加,造成了按现有的地慢对流理论形成板块的运动的反向还原上的困难。我们分析如下:
不仅存在这些问题,而且想要还原其本来的面目也是很困难的。这体现了这里板块运动的复杂性,是现有的版块的产生与运动理论所不能解释的。但是用我的非洲大陆膨胀抬升断裂产生裂块,在自身重力作用下向东、北方向扩张,加上南半球的转动惯量小雨北半球的转动惯量,从而出现南半球相对于北半球的加速东移,再叠加上太平洋板块的东向运动,就可以很好地解释这里存在的地质现象。我们见印度洋板块的复原过程:
    最初,德国学者安德里阿斯•伏格尔在1979年给《海陆的起源》第四版重印版写序时说,“第一个考虑到大陆海岸线耦合,并由此引伸出认为原来连成一片的大陆可能裂开而各部分位移了的科学家并不是魏格纳”,“从弗兰西斯•培根和洪堡起,这种现象就已经激起了一些杰出研究家的创造性幻想。”而且,文献表明,A•斯奈德甚至在1858年便绘出了暗示大西洋两岸以前是邻接的构想图,并同半个世纪后魏格纳所画的复原图很相似。
    我们知道大陆边缘构造特性中,包含着丰富的地球演化资讯。大陆拼接可以恢复大陆演化过程,为人提供地质演化重要资讯并能为新理论的展开提供必要的依据。 “大陆拼合”,是一个效果独特的科研方法。正是这样的思想,才使得维格纳发现了大陆漂移说。
    在魏格纳创建了大陆漂移说后,由于找不到大陆漂移的动力学机制,很快在人们的反对声中销声匿迹了。但是科学并没有停下它的脚步,杜托特画下了第一张有关地球的北方古陆“劳亚古陆”与南方古陆“冈瓦纳古陆”的拼合图,影响了这一进程。到50年代大陆漂移说重新兴起之后,出现更多科学家开展了大陆拼合的研究工作。1958年,澳大利亚的凯里从揭示地球膨胀现象出发,研究了大西洋两岸2000米等深线的可拼合性,得到非洲同南美洲吻合性相当好的拼合结果。
    赫尔利于1968年用放射性方法测定了南美东部和非洲西部的许多前寒武纪岩石年龄,进一步证明南大西洋两边大陆岩层与构造性质是一致的:非洲古老地盾区的某些部分相对应地被残留在南美大陆上,并且岩石的构造走向也是相同的(图2)。这一研究,为大陆漂移过程中大陆的分裂、离散演化,提供了科学依据。
    v在印度板块和“特提斯缝合带”问题上,以图3为例,印度不拼大洋洲而连南极洲,且以东岸相合;马达加斯加岛不与非洲莫三比克相拼,却拼非洲之角的索马里;以及非洲不以南端同南极洲相接,却以东缘腰部拼合等,均属没有一定考察资料作为依据的一种理论猜测。还有,纳土拉利斯特海台、塞舌耳-留尼旺海台、马达加斯加海台、厄加勒斯海台、克罗泽海台、克尔葛籣海台、破碎海台等,全都被忽略不计了。准确的印度洋拼合,必须把这些没于水下的大陆型地块的存在考虑进去,即使这样也难说得到准确的答案。
    从生物的化石记录也可以看到印度板块与欧亚大陆的不同。这佐证了它从非洲版块断裂出来独立向北运动,最终拼接在欧亚大陆上。
    我们在引入如下事实:
    1、“印度西部发现远古琥珀 或改写板块物种进化历史”
    来源:搜狐科学 作者:科学网
    科学网讯 北京时间10月27日消息,根据最新的研究表明,一些可以追溯至5300万年前的昆虫琥珀将改写早期印度大陆的进化历史,这些琥珀可能证明该地区的生物群并非如同传统认为那样独立进化。
    据国外媒体报导,在远古时代现在的印度地区还是以岛的形式存在,而后印度板块向北的运动过程中,该地区的动植物群不断进化。这种向北的板块运动以形成了喜马拉雅山脉的大碰撞而结束,根据研究,这期间的物种变化并非像人们之前认为的那样孤立。
    科学家们在印度西北部超过5000万年前的沉积物种中提取了琥珀,并从中获取了超过700多种的古代昆虫、蜘蛛纲动物和甲壳纲动物的标本以及许多植物和真菌。这些收集物由于被包裹在琥珀中的缘故,很多都得以完整保存。

   
 
    科学家发现这些提取出的昆虫,和许多分布于北欧、亚洲,大洋洲,甚至远至墨西哥的中美洲地区当代及古代物种有着出人意料的联系。领导这项研究的是来自德国波恩大学的杰西-拉斯特(Jes Rust)教授,拉斯特表示这是一项令人惊喜的研究成果,因为根据传统的理论,印度地区的物种进化是相对独立的。
    拉斯特教授说:“印度板块在当时大约每年移动20厘米,直至撞上亚欧板块,该撞击最终形成了喜马拉雅山脉。这项研究提供了直接化石证据,这些印度的琥珀中含有多样性的动植物种类,证明了在发生大碰撞前的印度板块,或许并非像人们一直认为的那样在生物学上是独立的。”
    2、PNAS:树蛙研究揭示渐新世时期印度板块和欧亚板块存在快速物种交流
    来源:中国科学报 作者:koo 434 0
    近日,在中科院昆明动物研究所张亚平院士与德克萨斯大学奥斯丁分校David M. Hillis院士的指导下,成都生物研究所副研究员李家堂等通过对树蛙类物种的生物地理学研究,揭示了渐新世时期印度板块和欧亚板块之间存在着快速的物种交流。近日,该研究线上发表于美国《国家科学院院刊》,被认为是生物学和地质学交叉合作研究的精彩范例。
    印度板块和欧亚板块的撞击事件被认为是目前地球上最大和最积极的造山运动。但对于该碰撞事件的碰撞时间和模式至今仍备受争论。如:Van Hinsbergen 等认为印度板块自52百万年首次碰撞欧亚板块后,中间一段时间至25–20百万年,两板块之间缺乏有效接触。相反,Aitchison 和 Ali的地理模型则支援印度板块和欧亚板块后期接触的时间发生在始新世和渐新世的之间,大约34百万年。树蛙类动物广泛分布于亚洲和非洲的热带和亚热带地区,多数以树栖生活方式为主,有着极差的耐海水传播能力,这使得树蛙类动物成为研究该区域地理事件的理想动物。
    树蛙类动物广泛分布于亚洲和非洲的热带和亚热带地区,多数以树栖生活方式为主,有着极差的耐海水能力,使树蛙类动物成为研究该区域地理事件的理想动物。
    “我们通过对树蛙类物种进行线粒体和核基因序列的分析,构建了114个种的系统发育关系。同时,根据化石校正点估算物种分歧时间,从生物角度为地质学上板块撞击这一备受关注的问题提供了独立的新证据。”李家堂说。
树蛙类物种最早起源于非洲和马达加斯加地区,物种伴随着印度板块的向北漂移而北迁至欧亚大陆。在早第三纪时期,印度板块和欧亚板块首次接近碰撞的时候,树蛙类物种由印度板块扩散至欧亚板块,物种迅速在亚洲大陆,包括东南亚大陆和岛屿上进行扩散。
    有趣的是,科研人员发现,在始新世中期,印度板块和欧亚板块之间没有树蛙类物种交流,树蛙类物种只在东南亚及东亚大陆和岛屿间扩散。直到渐新世时期,印度板块和欧亚板块之间又恢复了树蛙类物种交流。该研究从生物进化角度支援Aitchison等的地理模型。
    该研究得到了科技部国家重点基础研究发展计画以及国家自然基金和美国国家自然科学基金的支持。
    非洲板块经历了先逆时针转动,后顺时针转动的过程,这体现了我的版块的形成与运动理论的正确性。这时因为大西洋的张开是不同时的,先是北大西洋张开,形成北大西洋,后促使南大西洋的张开形成南大西洋,在北大西洋张开的过程中,地下岩浆向东、西、南方向运动,向东南运动,形成东亚、东南亚的板块的抬升,边缘分出众多的大陆岛,向西运动形成抬升的洛矶山脉,并促进了北太平洋板块的俯冲,从而产生南北太平洋板块的不对称性,向南运动促进了南美洲的形成,并进一步促进了这里的大陆的分离从而产生南大西洋,这里的大陆也进一步分裂成非洲大陆和南美洲大陆。南半球的整体东移及非洲版块的重力下滑,共同造成非洲大陆发生逆时针方向旋转,并不断继续断裂出南极大陆、澳洲大陆印度半岛、马达加斯加岛等。之后,重力下滑运动减缓,非洲地势的抬升转动惯量增加,南侧运动减缓,从而出现非洲版块的顺时针方向旋转,这就在其北端则产生阿拉伯半岛,并在这里形成红海海峡。这一过程中,太平洋板块地下岩浆的东向运动,形成了在南美洲、南极半岛的东向运动——东向弯曲的由来,并产生这里的岛屿——火地岛等。
    反过来,这一事实的存在证明了我的版块的形成与运动的理论的正确性!!!
    阿拉伯半岛是从非洲大陆上断开后滑下去的,这可以明显体现在阿拉伯高原从埃塞俄比亚高原上断出的分裂点在非洲大陆上。而不是在红海之中。也就是说这种断裂不是地下岩浆的对流产生垂直的上下一致的断裂形成的。而是地下的断裂后向东移的过程中,上边才出现断裂的。
    东向运动的岩浆还冲断了这里的大洋中脊——大洋中脊的断裂总不能用地幔对流来解释。
这是因为,南半球转动惯量小,东移速度大从而出现非洲板块的逆时针方向旋转。后随南半球地下岩浆的增加,青藏高原的抬升,使得北非出现断裂非洲南侧详细重力下滑产生这的一现象。
    四、这一时期板块演化的时间节点
    早在太古代晚期,地球上出现一些岛屿状的大陆开始,经过几亿年乃至十几亿年的时间,大陆不断扩大,分散的大陆不断拼合联接,到了古生代末期,形成了只有一个泛大陆和一个泛大洋的局面。到了中生代开始,这个泛大陆又向着相反的方向分裂和解体。
    在三叠纪晚期,南半球的冈瓦纳大陆上首先出现裂痕,也就是最初的印度洋开始产生海底裂痕。具体表现在非洲与南极洲之间、印度与非洲之间、印度与南极洲之间开始分裂;同时,北美洲与欧洲之间也出现裂痕,即北大西洋出现,大西洋洋底也开始扩张了。这个事件发展顺序体现了断裂时从大陆的顶端到底进行的。从而证明看了我的板块的热隆起造成上边的断裂,最后产生重力下滑运动的观点的正确性。
    到了侏罗纪,大西洋与印度洋的海底扩张进一步发展,同时,古地中海向西明显裂开。南极洲与澳大利亚虽然仍连接一起,但这块大陆与南美洲、非洲、印度完全分离,而新西兰位于南极洲之南,接近南极的极点。古中国大陆及日本山脉原相偎在一起,自三叠纪晚期从泛大陆上出现裂痕以后,此时漂到南纬的赤道附近。古印度大陆也向北漂移。
到白垩纪,大陆分裂进一步扩展,各大洋继续增大,南半球表现得最为明显,目前所见的海陆配置面貌亦已基本奠定。大西洋更为明显,南美洲与非洲已完全脱离,非洲与欧亚古陆之间仅在伊比利亚半岛有所连接,古地中海成为比较宽阔的东西向延伸的长条海槽,其东端直达现今的西藏南部、云南西部,并向南延伸到印支半岛以至印尼一带。
格陵兰尚未形成四周环海的岛屿,而是连接着古北美与古欧亚两个大陆。古南极洲与古澳大利亚仍未分开,连成一个长方形的大岛。印巴古陆已向北漂移较多,接近赤道,全岛都在南半球位置上。古中国大陆包括亚洲东部诸岛屿,也向北漂移,大约将近一半的地域已超过赤道,进入北半球的低纬度地区。
    到晚第三纪初期,非洲大陆板块和阿拉伯板块向北漂移,与欧亚大陆板块在古地中海西部相遇。撞击的结果是出现阿特拉斯山和安达卢西亚山的褶皱隆起,致使古地中海西端几乎封闭,海域面积大为减小。到早第三纪后期,南半球的板块进一步北移,使阿尔卑斯山变形,这次造山运动向东一直延伸到中东、近东各地,并持续到晚第三纪早期,导致古地中海的中段也变成封闭,中东和近东地区就出现了新生的大陆。同时也出现了被陆地包围起来的内海--黑海。此时,古地中海的西段进一步封闭,地中海内的海水一度干涸。当时的欧洲和非洲之间,没有水域分隔。
    到了晚第三纪后期,阿尔卑斯山继续升高,而大西洋与地中海之间,发生大规模的断裂活动,于是打开了地中海西端的通道,大西洋海水沿着通道重返回地中海,一直继续到今天。
    正当非洲板块向北漂移的时候,大陆的东部出现了巨大的裂谷,即产生了世界著名的东非大裂谷。
    再看古地中海东段延伸的喜马拉雅山地区,这里与中国大陆的面貌最为密切。印度板块自从中生代时冈瓦纳大陆解体分离出来以后,继续向北漂移。到早第三纪时,越过赤道,到达北回归线附近,其北缘开始向亚洲大陆板块之下俯冲,到始新世末期,两者终于相撞,致使古地中海东端的喜马拉雅海槽消失,两个板块发生挤压,出现了一系列褶皱山系,喜马拉雅山就这样形成了。起初,山势并不高,但由于俯冲作用阻止了亚洲大陆下的岩浆的继续南行,从而最终造成亚洲大陆南缘也就继续抬升翘起,逐渐使山体升高。
    在板块漂移、碰撞过程中,板块内部也出现断裂活动,例如在印度中、西部在早第三纪时有广泛的火山活动,著名的“德干暗色岩”就是此时的喷溢熔岩。
    新生代时期,在环太平洋之滨也出现了许多新生的山系。澳大利亚在新生代的时期比较平静,没有影响大的地壳运动。在南极洲大陆上,第三纪时期出现火山喷发。南极大陆在新生代早期仍处于低纬度地区,随者板块的逐步向南漂移,到新生代晚期才漂到现在的位置。


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