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三疊紀以來全球板塊運動概述(十二)

2018/10/05   維加斯新聞報
劉文旺

    三、歐亞板塊及印度洋方向的地質活動:
    在南半球,大西洋的開裂造成其兩側的大陸發生坍塌,地下岩漿向相反方向移動,在西側造成安第斯山脈的隆起(由於太平洋板塊的擠壓使其西側形成封閉狀態,地下岩漿的過多富集造成安第斯山脈的隆起);在大西洋的東側,使本來就富含岩漿的非洲板塊更加隆起發生斷裂。同時,由於大陸主要集中在北半球,使得地球北半球轉動慣量大於南半球,因此,南半球相對于北半球向東移動的速度大。這就使得從非洲東側斷裂出的大陸島能迅速向東、北方向擴張。這就加速了印度洋板塊的產生,由於這裡兩種運動的疊加(向北于向東的運動疊加)就產生了印度洋中脊的混亂的構造特徵。但是這裡富集岩漿從斷裂的地方溢出就產生了這裡中脊的內亂分佈。 在距今2.3~1.37億年間的中生代三疊紀至侏羅紀時期這裡的活動最顯著。
    我們分析如下:
    一方面,最初的太平洋板塊在東西兩側都存在向兩側大陸的俯衝擠壓作用。在俯衝的過程中,產生了海溝,但是,由於太平洋板塊不斷下沉,其擁有的轉動慣量逐漸減小,因此,使其向東的運動速度逐漸增加。這樣,逐漸在西側脫離了亞洲大陸,並在其後面留下了斷裂的大陸島,及擴張產生的新的洋殼。東向運動速度大而逐漸消失在北美洲大陸下。反過來,這一事實的存在,證明了我的板塊的轉動慣量的不同造成南北半球的位錯的理論的正確性。
說到印度洋,依現存主流理論板塊說的理論邏輯,它有很多事實說不通。
    按板塊說,該擴張性系統必須同另一“潛沒-消減”性海溝系統構成互補,才不會使地球因該系統的持續擴張而體積膨脹變大。可是,現實中的印度洋,除在東北角的印尼存有一條小小的爪哇海溝外,整個洋盆中再無其它海溝存在。因此,依照現有的理論,一個巨大的張性洋盆,其擴張出的新地表並沒有被理該的“地殼消減帶”消減了去,這是怎樣形成的。
    在印度洋這一區域存在著三個南北向的張性裂谷帶:西帶南大西洋洋脊帶,中帶東非裂谷系統,東帶印度洋洋脊帶。按現有地幔對流說,在這三個走向相同而又緊靠著的分張帶下,地內應有相應的三股東西向流動的地幔對流體;且在南大西洋同東非裂谷之間的某地存在板塊的俯衝帶。
    印度洋洋脊帶下的地幔流,其向西的分流在該地當與迎面而來的東非裂谷帶東向分流相撞,共同形成斂合下降流時一定可以對較薄的洋殼下拽出一壓性的溝、槽構造,並于此形成一個性質擠壓性大地構造動力環境。實際的地質調查告知:在印度洋洋脊帶與東非裂谷帶之間的廣大海域中,不存在任何形式的地殼消減帶和擠壓性構造動力環境。
印度洋除本身擁有的巨大複雜的張性洋脊系統而外,其被交叉的洋脊分割的東、南、西、北四個分區海盆中,還普遍於邊緣接觸帶上存在著明顯的大陸地塊斷裂、沉陷跡象。在東海盆,這一跡象,表現為發生在澳大利亞西部邊緣伸入海底的一圈寬約700-800公里的寒武紀後斷陷帶;在北海盆,表現為存在于阿拉伯半島東南海岸及伊朗海岸附近、約與海岸平行的兩道海底壟崗;在西海盆,表現為分佈在廣大範圍,構成整個西海盆主要地形骨架,並大致與非洲東南海岸平行的兩道巨大海底壟崗和一道海底隆起。在此聳立著馬達加斯加島、法誇爾群島及阿爾布拉群島、塞舌耳群島、毛里求斯島等。在馬達加斯加島的西南側同非洲南端之間,存在著海底隆起,其隆起走向大致與非洲東南海岸平行。而在南海盆,這一斷裂、沉陷跡象,則較多表現於克爾葛籣海底高原以東的地區。在該地,洋底顯出地形上的強烈破碎形態,接著在南極洲大陸裙外緣,於2400-3300米深度上,出現許多高60-100米的海底壟崗,並和斷層階地交替出現。調查還顯示,類似地形在南極洲大陸裙基部的許多測深斷面上也存在。所有這些構造特徵,表明該地區在地殼運動的動力形態上都呈現出張性動力狀態,各種構造都表現為是在一種張性動力環境中形成的地殼運動產物。
在以巨大交叉型洋脊擴張系統為標誌的張性印度洋洋盆周邊上,存在著一個從西北緣、到西緣、到南緣、而達東緣的巨大張性構造圈印度洋,怎麼會具有如此一種奇特的構造特性與存在特性的?
    而此事實的存在,體現了如下觀點:一方面由於非洲版塊下岩漿向東遷移造成東側不斷隆起、產生斷裂而形成向東擴張的趨勢。同時,南半球轉動慣量小於北半球,因此造成南半球整體向東運動,從而加速了這一東向擴張運動;另一方面,這裡還存在在自身重力作用下向地勢地的北太平洋板塊方向運動。這就形成了這裡的疊加式的中脊形狀及複雜的板塊運動。
    非洲版塊的向東擴張造成其南端的轉換段測密度增加,東邊轉換斷層密度減小。如下圖所示:

   
 
    完全一樣地,澳洲大陸與太平洋板塊發生擠壓,造成其南端的轉換斷層密度增加,而向東擴張的太平洋板塊的轉換斷層密度在此段的東側減小。
    太平洋板塊下岩漿向南運動,推動太平洋板塊向南擠壓造成這裡的轉換斷層密度向南逐漸減小。
該地區裂谷帶的出現與初期擴張,始於奧陶紀;大規模擴張,始於石炭紀。”
    印度洋上述多種運動的疊加,造成了按現有的地慢對流理論形成板塊的運動的反向還原上的困難。我們分析如下:
不僅存在這些問題,而且想要還原其本來的面目也是很困難的。這體現了這裡板塊運動的複雜性,是現有的版塊的產生與運動理論所不能解釋的。但是用我的非洲大陸膨脹抬升斷裂產生裂塊,在自身重力作用下向東、北方向擴張,加上南半球的轉動慣量小雨北半球的轉動慣量,從而出現南半球相對於北半球的加速東移,再疊加上太平洋板塊的東向運動,就可以很好地解釋這裡存在的地質現象。我們見印度洋板塊的復原過程:
    最初,德國學者安德里阿斯•伏格爾在1979年給《海陸的起源》第四版重印版寫序時說,“第一個考慮到大陸海岸線耦合,並由此引伸出認為原來連成一片的大陸可能裂開而各部分位移了的科學家並不是魏格納”,“從弗蘭西斯•培根和洪堡起,這種現象就已經激起了一些傑出研究家的創造性幻想。”而且,文獻表明,A•斯奈德甚至在1858年便繪出了暗示大西洋兩岸以前是鄰接的構想圖,並同半個世紀後魏格納所畫的復原圖很相似。
    我們知道大陸邊緣構造特性中,包含著豐富的地球演化資訊。大陸拼接可以恢復大陸演化過程,為人提供地質演化重要資訊並能為新理論的展開提供必要的依據。 “大陸拼合”,是一個效果獨特的科研方法。正是這樣的思想,才使得維格納發現了大陸漂移說。
    在魏格納創建了大陸漂移說後,由於找不到大陸漂移的動力學機制,很快在人們的反對聲中銷聲匿跡了。但是科學並沒有停下它的腳步,杜托特畫下了第一張有關地球的北方古陸“勞亞古陸”與南方古陸“岡瓦納古陸”的拼合圖,影響了這一進程。到50年代大陸漂移說重新興起之後,出現更多科學家開展了大陸拼合的研究工作。1958年,澳大利亞的凱裡從揭示地球膨脹現象出發,研究了大西洋兩岸2000米等深線的可拼合性,得到非洲同南美洲吻合性相當好的拼合結果。
    赫爾利於1968年用放射性方法測定了南美東部和非洲西部的許多前寒武紀岩石年齡,進一步證明南大西洋兩邊大陸岩層與構造性質是一致的:非洲古老地盾區的某些部分相對應地被殘留在南美大陸上,並且岩石的構造走向也是相同的(圖2)。這一研究,為大陸漂移過程中大陸的分裂、離散演化,提供了科學依據。
    v在印度板塊和“特提斯縫合帶”問題上,以圖3為例,印度不拼大洋洲而連南極洲,且以東岸相合;馬達加斯加島不與非洲莫三比克相拼,卻拼非洲之角的索馬里;以及非洲不以南端同南極洲相接,卻以東緣腰部拼合等,均屬沒有一定考察資料作為依據的一種理論猜測。還有,納土拉利斯特海台、塞舌耳-留尼旺海台、馬達加斯加海台、厄加勒斯海台、克羅澤海台、克爾葛籣海台、破碎海台等,全都被忽略不計了。準確的印度洋拼合,必須把這些沒于水下的大陸型地塊的存在考慮進去,即使這樣也難說得到準確的答案。
    從生物的化石記錄也可以看到印度板塊與歐亞大陸的不同。這佐證了它從非洲版塊斷裂出來獨立向北運動,最終拼接在歐亞大陸上。
    我們在引入如下事實:
    1、“印度西部發現遠古琥珀 或改寫板塊物種進化歷史”
    來源:搜狐科學 作者:科學網
    科學網訊 北京時間10月27日消息,根據最新的研究表明,一些可以追溯至5300萬年前的昆蟲琥珀將改寫早期印度大陸的進化歷史,這些琥珀可能證明該地區的生物群並非如同傳統認為那樣獨立進化。
    據國外媒體報導,在遠古時代現在的印度地區還是以島的形式存在,而後印度板塊向北的運動過程中,該地區的動植物群不斷進化。這種向北的板塊運動以形成了喜馬拉雅山脈的大碰撞而結束,根據研究,這期間的物種變化並非像人們之前認為的那樣孤立。
    科學家們在印度西北部超過5000萬年前的沉積物種中提取了琥珀,並從中獲取了超過700多種的古代昆蟲、蜘蛛綱動物和甲殼綱動物的標本以及許多植物和真菌。這些收集物由於被包裹在琥珀中的緣故,很多都得以完整保存。

   
 
    科學家發現這些提取出的昆蟲,和許多分佈于北歐、亞洲,大洋洲,甚至遠至墨西哥的中美洲地區當代及古代物種有著出人意料的聯繫。領導這項研究的是來自德國波恩大學的傑西-拉斯特(Jes Rust)教授,拉斯特表示這是一項令人驚喜的研究成果,因為根據傳統的理論,印度地區的物種進化是相對獨立的。
    拉斯特教授說:“印度板塊在當時大約每年移動20釐米,直至撞上亞歐板塊,該撞擊最終形成了喜馬拉雅山脈。這項研究提供了直接化石證據,這些印度的琥珀中含有多樣性的動植物種類,證明了在發生大碰撞前的印度板塊,或許並非像人們一直認為的那樣在生物學上是獨立的。”
    2、PNAS:樹蛙研究揭示漸新世時期印度板塊和歐亞板塊存在快速物種交流
    來源:中國科學報 作者:koo 434 0
    近日,在中科院昆明動物研究所張亞平院士與德克薩斯大學奧斯丁分校David M. Hillis院士的指導下,成都生物研究所副研究員李家堂等通過對樹蛙類物種的生物地理學研究,揭示了漸新世時期印度板塊和歐亞板塊之間存在著快速的物種交流。近日,該研究線上發表於美國《國家科學院院刊》,被認為是生物學和地質學交叉合作研究的精彩範例。
    印度板塊和歐亞板塊的撞擊事件被認為是目前地球上最大和最積極的造山運動。但對於該碰撞事件的碰撞時間和模式至今仍備受爭論。如:Van Hinsbergen 等認為印度板塊自52百萬年首次碰撞歐亞板塊後,中間一段時間至25–20百萬年,兩板塊之間缺乏有效接觸。相反,Aitchison 和 Ali的地理模型則支援印度板塊和歐亞板塊後期接觸的時間發生在始新世和漸新世的之間,大約34百萬年。樹蛙類動物廣泛分佈于亞洲和非洲的熱帶和亞熱帶地區,多數以樹棲生活方式為主,有著極差的耐海水傳播能力,這使得樹蛙類動物成為研究該區域地理事件的理想動物。
    樹蛙類動物廣泛分佈于亞洲和非洲的熱帶和亞熱帶地區,多數以樹棲生活方式為主,有著極差的耐海水能力,使樹蛙類動物成為研究該區域地理事件的理想動物。
    “我們通過對樹蛙類物種進行線粒體和核基因序列的分析,構建了114個種的系統發育關係。同時,根據化石校正點估算物種分歧時間,從生物角度為地質學上板塊撞擊這一備受關注的問題提供了獨立的新證據。”李家堂說。
樹蛙類物種最早起源於非洲和馬達加斯加地區,物種伴隨著印度板塊的向北漂移而北遷至歐亞大陸。在早第三紀時期,印度板塊和歐亞板塊首次接近碰撞的時候,樹蛙類物種由印度板塊擴散至歐亞板塊,物種迅速在亞洲大陸,包括東南亞大陸和島嶼上進行擴散。
    有趣的是,科研人員發現,在始新世中期,印度板塊和歐亞板塊之間沒有樹蛙類物種交流,樹蛙類物種只在東南亞及東亞大陸和島嶼間擴散。直到漸新世時期,印度板塊和歐亞板塊之間又恢復了樹蛙類物種交流。該研究從生物進化角度支援Aitchison等的地理模型。
    該研究得到了科技部國家重點基礎研究發展計畫以及國家自然基金和美國國家自然科學基金的支持。
    非洲板塊經歷了先逆時針轉動,後順時針轉動的過程,這體現了我的版塊的形成與運動理論的正確性。這時因為大西洋的張開是不同時的,先是北大西洋張開,形成北大西洋,後促使南大西洋的張開形成南大西洋,在北大西洋張開的過程中,地下岩漿向東、西、南方向運動,向東南運動,形成東亞、東南亞的板塊的抬升,邊緣分出眾多的大陸島,向西運動形成抬升的洛磯山脈,並促進了北太平洋板塊的俯衝,從而產生南北太平洋板塊的不對稱性,向南運動促進了南美洲的形成,並進一步促進了這裡的大陸的分離從而產生南大西洋,這裡的大陸也進一步分裂成非洲大陸和南美洲大陸。南半球的整體東移及非洲版塊的重力下滑,共同造成非洲大陸發生逆時針方向旋轉,並不斷繼續斷裂出南極大陸、澳洲大陸印度半島、馬達加斯加島等。之後,重力下滑運動減緩,非洲地勢的抬升轉動慣量增加,南側運動減緩,從而出現非洲版塊的順時針方向旋轉,這就在其北端則產生阿拉伯半島,並在這裡形成紅海海峽。這一過程中,太平洋板塊地下岩漿的東向運動,形成了在南美洲、南極半島的東向運動——東向彎曲的由來,並產生這裡的島嶼——火地島等。
    反過來,這一事實的存在證明了我的版塊的形成與運動的理論的正確性!!!
    阿拉伯半島是從非洲大陸上斷開後滑下去的,這可以明顯體現在阿拉伯高原從埃塞俄比亞高原上斷出的分裂點在非洲大陸上。而不是在紅海之中。也就是說這種斷裂不是地下岩漿的對流產生垂直的上下一致的斷裂形成的。而是地下的斷裂後向東移的過程中,上邊才出現斷裂的。
    東向運動的岩漿還沖斷了這裡的大洋中脊——大洋中脊的斷裂總不能用地幔對流來解釋。
這是因為,南半球轉動慣量小,東移速度大從而出現非洲板塊的逆時針方向旋轉。後隨南半球地下岩漿的增加,青藏高原的抬升,使得北非出現斷裂非洲南側詳細重力下滑產生這的一現象。
    四、這一時期板塊演化的時間節點
    早在太古代晚期,地球上出現一些島嶼狀的大陸開始,經過幾億年乃至十幾億年的時間,大陸不斷擴大,分散的大陸不斷拼合聯接,到了古生代末期,形成了只有一個泛大陸和一個泛大洋的局面。到了中生代開始,這個泛大陸又向著相反的方向分裂和解體。
    在三疊紀晚期,南半球的岡瓦納大陸上首先出現裂痕,也就是最初的印度洋開始產生海底裂痕。具體表現在非洲與南極洲之間、印度與非洲之間、印度與南極洲之間開始分裂;同時,北美洲與歐洲之間也出現裂痕,即北大西洋出現,大西洋洋底也開始擴張了。這個事件發展順序體現了斷裂時從大陸的頂端到底進行的。從而證明看了我的板塊的熱隆起造成上邊的斷裂,最後產生重力下滑運動的觀點的正確性。
    到了侏羅紀,大西洋與印度洋的海底擴張進一步發展,同時,古地中海向西明顯裂開。南極洲與澳大利亞雖然仍連接一起,但這塊大陸與南美洲、非洲、印度完全分離,而新西蘭位於南極洲之南,接近南極的極點。古中國大陸及日本山脈原相偎在一起,自三疊紀晚期從泛大陸上出現裂痕以後,此時漂到南緯的赤道附近。古印度大陸也向北漂移。
到白堊紀,大陸分裂進一步擴展,各大洋繼續增大,南半球表現得最為明顯,目前所見的海陸配置面貌亦已基本奠定。大西洋更為明顯,南美洲與非洲已完全脫離,非洲與歐亞古陸之間僅在伊比利亞半島有所連接,古地中海成為比較寬闊的東西向延伸的長條海槽,其東端直達現今的西藏南部、雲南西部,並向南延伸到印支半島以至印尼一帶。
格陵蘭尚未形成四周環海的島嶼,而是連接著古北美與古歐亞兩個大陸。古南極洲與古澳大利亞仍未分開,連成一個長方形的大島。印巴古陸已向北漂移較多,接近赤道,全島都在南半球位置上。古中國大陸包括亞洲東部諸島嶼,也向北漂移,大約將近一半的地域已超過赤道,進入北半球的低緯度地區。
    到晚第三紀初期,非洲大陸板塊和阿拉伯板塊向北漂移,與歐亞大陸板塊在古地中海西部相遇。撞擊的結果是出現阿特拉斯山和安達盧西亞山的褶皺隆起,致使古地中海西端幾乎封閉,海域面積大為減小。到早第三紀後期,南半球的板塊進一步北移,使阿爾卑斯山變形,這次造山運動向東一直延伸到中東、近東各地,並持續到晚第三紀早期,導致古地中海的中段也變成封閉,中東和近東地區就出現了新生的大陸。同時也出現了被陸地包圍起來的內海--黑海。此時,古地中海的西段進一步封閉,地中海內的海水一度乾涸。當時的歐洲和非洲之間,沒有水域分隔。
    到了晚第三紀後期,阿爾卑斯山繼續升高,而大西洋與地中海之間,發生大規模的斷裂活動,於是打開了地中海西端的通道,大西洋海水沿著通道重返回地中海,一直繼續到今天。
    正當非洲板塊向北漂移的時候,大陸的東部出現了巨大的裂谷,即產生了世界著名的東非大裂谷。
    再看古地中海東段延伸的喜馬拉雅山地區,這裡與中國大陸的面貌最為密切。印度板塊自從中生代時岡瓦納大陸解體分離出來以後,繼續向北漂移。到早第三紀時,越過赤道,到達北回歸線附近,其北緣開始向亞洲大陸板塊之下俯衝,到始新世末期,兩者終於相撞,致使古地中海東端的喜馬拉雅海槽消失,兩個板塊發生擠壓,出現了一系列褶皺山系,喜馬拉雅山就這樣形成了。起初,山勢並不高,但由於俯衝作用阻止了亞洲大陸下的岩漿的繼續南行,從而最終造成亞洲大陸南緣也就繼續抬升翹起,逐漸使山體升高。
    在板塊漂移、碰撞過程中,板塊內部也出現斷裂活動,例如在印度中、西部在早第三紀時有廣泛的火山活動,著名的“德幹暗色岩”就是此時的噴溢熔岩。
    新生代時期,在環太平洋之濱也出現了許多新生的山系。澳大利亞在新生代的時期比較平靜,沒有影響大的地殼運動。在南極洲大陸上,第三紀時期出現火山噴發。南極大陸在新生代早期仍處於低緯度地區,隨者板塊的逐步向南漂移,到新生代晚期才漂到現在的位置。


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