地壳运动新探

地壳运动新探
林世明  林晓冬
随着科学技术的高度发展,和矿产勘查工作的深入,人们对既有的地质学的某些论述感到不足,诸如全球性的岩浆活动,全球性海浸与海退,大规模的陆壳(板块)迁移,古气候、古生物的变化及其起因,某些矿产(例如煤、石油)不同期,本文作者认为发人深省,特整理出来,供人参考。
一、地球的内力活动
1.前人对地球的研究有千年的历史,特别是近百年,随地球物理和岩石圈钻探的深入研究,对地球的结构特征和活动,均有很多的阐述,科学家们过去常认为包括地球、水星、金星、火星在内的石质行星是一块尘埃云快速引力坍缩而形成的。这种坍缩产生了致密的球体,但在20世纪60年代,太空计划的有关研究成果改变了这种观点。对月坑的研究揭示出这些坑是由于在距今约45亿年时大量天体的撞击而形成。
2.本文试图从另个方面来探讨谢尔宾斯基
地球是宇宙中一个很小很小的成员,虽然小,但它的形成和发展与宇宙的形成与发展紧密联系的。
许多宇宙空间物理研究者认为,宇宙大爆炸形成了现今广袤、神秘而又丰富多彩的宇宙万物。宇宙或其中个别星体(星系)为什么发生爆炸呢?这方面的论述很多,综其所述,爆炸和其后的证据充足,而爆炸前的情景尚在探索之中。我们可以想象,前宇宙是个广阔无际的空间,不但没有结构复杂的星体,也没有光,没有分子,仅有结构极其简单,质量极其微小的尘埃,飘浮在前宇宙空间,缓慢无序运动着。在漫长广阔时空条件下,由于相互碰撞形成小质点,同理,小质点形成大质点,经漫长的积累,形成一个体积和质量巨大的球状气雾团,开始缓慢的旋转,这就逐渐加速了气雾团的压缩,压缩的结果,密度加大,球状体旋转加快,前宇宙成为一个体积巨大,密度不断增高的旋转体。由于密度不断增高,球状体旋转不断加速,产生的高压高温促使轻原子发生核聚变,产生出原子结构复杂,质量不等的多种元素,也随之产生高温高压,加速了核聚变的进程。当能量达到前宇宙容纳不了时,大爆炸势必发生。引力、压缩、旋转是引发核聚变的起因,核聚变是宇宙活动演变的动力。我们可以从银河系的照片看出,银河系是一个巨大的涡轮,中部星系密集,向外稀疏,显然是由强烈的旋转作用造成的,中心是黑洞,具有极大的能量,任何掠过黑洞的物体,均将被吸入黑洞。当黑洞及周边物质被激烈压缩,将产生元素的聚变,核聚变达到相当强度就会发生爆炸,2011年中国中央电视台报道:太空观测发现,从黑洞中喷出一个光亮的物体,科学家判断那是一颗新的恒星。1995年也有研究者报道过,在天鹰星座附近,哈勃太空望远镜 拍摄到一个由气体和尘埃组成的很大的云柱,创世纪云柱,科学家们相信,一个新的恒星在形成,而那些宇宙尘,随云柱继续旋转,继续聚集成大小不等的星体,在引力场的作用下,与先前形成的恒星组成一个新的星系。如果云柱的质量很大,可形成两个(
或多个?)恒星星系。恒星质量巨大,高速旋转产生超高压,促使恒星发生强烈的核聚变,使恒星处于核燃烧状态。而行星由于体积较小,当其质量到达足够大(这里需补充恒星最小质量),核部也发生核聚变,但不象恒星那样强烈,达不到燃烧的程度。当行星的质量小到比如与月亮相当,其压力就不能引发核聚变,月心还是宇宙尘,密度小,甚至有人推断月心是中空的。
由于行星内部强烈的核聚变,才能使最简单,质量最小的原子,聚变成许多结构较复杂到复杂,质量较大到很大的元素,形成形形的矿物。
地球作为太阳系的一颗行星,它的运动,包括地壳运动,当然离不开核聚变作用的影响。这是本文的一个新观点。
就地壳运动而言,有垂直运动观点,有水平运动观点,主要有板块运动说,有地质力学说,还有多旋回说,地洼说,波状镶嵌说,等等,等等。本文作者学疏才浅,无意评说先贤们的长短,但在探讨地壳运动时,难免观点不同,望勿介意。
3 地球内部不间断的核聚变,对地壳运动的影响
a 引起地球体积周期性的膨缩
不间断的核聚变,温度压力增高,体积膨胀,密度减小,自转速度渐慢,这是一个膨胀过程;由于内
圈疗压过强,高压高温的熔融体,沿地壳脆弱地带侵出爆发,藉以释放过高的内压。内压渐弱,体积收缩,密度增
大,自转速度渐快,这是一个收缩过程。如此反复循环,造成地壳建造的多旋回性;
b 引起气候生物的变化
在地球内压增强,体积膨胀,密度减少,自转渐慢,影响地球表面气温逐渐升高,地球表面气候温热多雨,动植物繁茂,以侏罗纪为例,高大繁茂的植物和种类繁多和躯体高大的动物;当地球释放了过高的内压,体积逐渐收缩,密度增大,自转渐快,气候变得恶劣,寒冷干燥,不适合较高等生物繁衍,以白垩纪为例,一些较低等生物,如苔藓类、藻类、甲壳类,介形类等,在局部较适宜的环境中繁衍。
c 对煤和石油矿产的影响
在地球膨胀阶段,气候温热多雨动植物繁茂,为成煤准备了丰富的母质,此阶段地球处于膨胀放热阶段,地热增温率高(每100m>25℃),适于丰富的母质的炭化,形成煤层。形成年轻褐煤须250℃,所以<1000m 的煤系地层,要达到炭化温度,地热增温率必须>25℃。有人说炭化是母质自身产生的热所致,非也,东北地层分区上侏罗(也有人划为下白垩)系沉积岩中的植物碎片均为炭质,可以说明是地层的温度,不是植物碎片自身产生的热所致。
当地球释放了过高的内压,体积逐渐收缩,自转渐快,气候变得恶劣,一些较低等生物,如苔藓类、藻类、甲壳类,介形类等,在局部较适宜的环境中,如湖沼、地热带等地快速繁衍,和大湖、海洋的生物,构成石油的母质。此阶段地球处于收缩阶段,地热增温率低,每100m约﹤8℃适于石油的形成。形成石油的温度60℃,地层厚度1000m以上,就能满足成油的温度。
d 对隆起褶皱的影响
cla共轭亚油酸
地球在膨胀过程中,下面的熔融体沿着地壳的一定部位上侵,使上覆的地层褶皱变质,形成一些规模不同,形态不一隆起带,褶皱带等。一些巨型隆起带,往往相伴一些巨型褶皱带,反复出现倒转褶皱乃至揉皱,如内蒙古乌拉山,从路堑剖面上强烈的揉皱中见强烈的花岗岩化。以往有人认为是水平推覆造成的,但本文第一作者多年野外调查所见,却是另外一种情况。那是1987年,本文第一作者率队在内蒙古鄂伦春旗朝阳村勘查油页岩矿时,本来很平缓的煤系地层受到基性岩浆侵出影响,煤系地层强烈褶皱,并发生倒转,并非水平推力所致,此现象已被载入地质报告中;黑龙江省林口县大盘道铁矿,产于早元古兴东大盘道组,早期勘查工作认为有7层铁矿,后经进一步工作证明仅一层铁矿,是兴东地层受佳木斯隆起影响,大盘道组被岩浆拱起,面积扩大,当内力减小,岩浆冷却收缩,盖层随之下落,原来被拱起面积扩大,回落时沿主构造线方向折叠起来,形成不规则的褶皱,造成七层铁矿的假象。从地层普遍花岗岩化和南部花岗岩抬升判断,反复褶皱与岩浆侵入不无关系。而岩浆侵入正是地球膨胀的表现。此阶段有利于内生矿形成。
新潮生活周刊e 地球膨缩对海浸海退的关系
湖南大学综合教务系统
地球膨胀,固体体积增大,水域面积相对缩小,就是传统的海退;地球收缩,陆地面积缩小,水域面积扩大,就是传统的海浸。从地史上看,侏罗纪晚期,地球膨胀,地球表面水域缩小,即海退;而到白垩纪,地球收缩,地表水域明显扩大,海浸、湖浸全球屡见不鲜,以中国松辽平原为例,此时湖盆大规模扩张。纵观地球发展史,震旦纪,奥陶纪,泥盆纪,石炭纪、二叠纪,白垩纪,第四纪等均有地球收缩,大规模海浸、和大水超覆迹象。
地球收缩,密度增大,转速加快,气温降低,许多地方有冰蹟遗痕,如震旦系中见有冰蹟层,第四系也有冰积层。李四光先生在地质力学丛刊中和学术讲话中曾介绍:泥盆纪的一种珊瑚年生长纹400多圈,而每一圈代表一昼夜的生长过程,说明地球收缩,转速加快。关于地球自转不均衡性,M.C.埃依根松,M.B.斯托瓦斯等人在地质力学丛刊中也有论述。
二、地壳运动的外来动力
星球的撞击是推动地壳运动的重要动力
本观点是本文第一作者2001年赴美生活旅游时看到长长的、窄窄的加利福尼亚湾和短短的出口(金门桥海),黄昏以后,常常有阵阵雾气从金门桥海中冒出,很快就弥漫了旧金山市的上空,以致旧金山
有雾城之称;与之对应的南旧金山( Daly City)也是雾气弥漫,为探究原因,本文第一作者亲赴加州大学圣克鲁兹分校(UCSC)图书馆,查阅了加州的地质图和海底地貌图(Ocean Topographic Map)。从中看到:加利福尼亚湾两岸地质体是一分为二的,并且具有著名的圣安德烈亚斯(San Andreas Fault) 大断裂。这大断裂多次给湾区周边的建筑造成严重的灾难性的破坏!同时在平行大陆的洋底,也发生了一条超壳大断裂,暂称
SL大断裂,将大洋深部的冷水推向浅部,形成加利福尼亚寒流。
在垂直加利福尼亚湾的方向,出现了一条巨大的,世界著名的大峡谷(Grand Canyon)。 位于亚利桑那州的西北部,总面积达1100多平方公里,为世界七大奇景之一。到过大峡谷的游客,都会由衷地赞叹,大峡谷确是地球上的一大奇迹。它的彩与结构,特别是那一股气势是任何雕刻家和画家也无法模拟的。大峡谷两岸都是红巨厚岩层,岩层嶙峋,称鬼斧神工。峡谷深而窄,谷壁陡直,地层平缓完整,既不是巨大的挤压破碎带经水动力冲刷造成的,也不是剪切力形成的断裂,因为峡谷峭壁上很少见到断层擦痕。
与加利福尼亚海湾的形成联系起来判断:有一个直径30多公里的天体,在当今的旧金山和帝利西帝间濒临太平洋大陆猛烈砸下,地球自西向东以463m/s 的速度与垂直砸下的星体形成合力:东西向的挤压,当坠落的星体砸穿浅部地层冲进深部时,砸坑西面的地层向东反弹过来,形成了加利福尼亚湾,
并在北部断开一个裂口,这个裂口就是金门桥海。查看海底地貌图,确实有一个直径30多公里的海底盆地,系外来天体的砸坑遗迹,同时形成了大峡谷和圣安德烈亚斯大断裂及SL大断裂等巨大断裂。
由此萌生了星体撞击对地壳运动的作用观察,发现了地球某一时间出了不协调的现象,本文第一作者称之谓瞬间海浸。例如在内蒙西部固阳煤系地层中局部出现过几次红层,大气候还原环境和氧化环境是难以在局部和瞬间改变,推想是由于外来星体冲击了海洋溅起海水降落和涌流到煤盆地中造成的红层;还有中国松辽平原中生界没有海浸,但黑龙江区域地质调查二大队却在工作中发现了有几个通道有海相地层,更有人在大庆盆地众多的淡水生物化石中见到了真骨鱼类化石,产于吉林省前郭旗的哈马鱼和产于英国东南部和地中海晚白垩纪早期海相地层中 Haiec相似;而与松花鱼和吉林鱼相近的Gaudryella和Humbertia,产于黎巴嫩晚白垩世赛诺曼期的海相地层中,其相似品种在地中海沿岸和其他地点,见于白垩纪海相地层中。对此人们争论不休。认为沉积环境不变,何来海相地层和海生鱼类?本文作者认为也是外来星体冲击海洋,使海水涌入,即瞬间海浸所致。
进一步观察研究海湾大多数是西岸平直且完整,东部往往拖着一大串尾巴(岛屿、半岛)如哈德逊湾、墨西哥湾等。
最后,本文作者对地球大陆的分布与星体撞击联系起来,很有启发,故奉献给同行们共同讨论。
地球形成初期,应该是大气圈、水圈、岩石圈。由于地球自转造成不同纬度受到的应力不均衡,一般
南、北纬40—50度一带最强,赤道附近弱,这样就出现原始古陆,人民称之谓冈瓦纳古陆,分南大陆和北大陆,中间是古特提斯海。后来,有一颗巨大外来星体撞向地球,落点大致在夏威夷及西南面广阔的陆地上,形成一个环太平洋陆地圈,东部是北美洲,西是亚洲,北是杰日尼奥夫角—阿拉斯加弧形陆壳。同时把南大陆的东部推向东,形成南美州,西部仍保持南大陆的大部,只是东部残留一些碎片印尼岛和古特提斯海大部。在对太平洋底考察发现了大量的硅铝层(花岗岩),有人称其为古太平洲。对大洋底成分研究证明夏威夷一带海底,岩石化学成分与其他洋底不同,显然是受冲击时大片大陆被砸入洋底,并与其发生混染所致。这次撞击极其强烈,以致造成多条全球性超壳大断裂,对以后大陆形成与发展,有很重要的影响。差生转化
其后又有一个巨大星体,从北向南冲向地球,在冲向地球前的瞬间发生爆裂,由北向南在哈德逊湾,北美五湖和墨西哥湾落地。把北大陆的西端,沿大西洋海岭,其实是巨型超壳大断裂,推向西部,美洲大陆与欧亚大陆分开,形成大西洋。由于断裂,导致地幔物质对流,把大西洋逐渐向两侧扩宽。在北大陆激烈变迁时,南大陆也不能幸免,一巨大星体撞向南大陆,把南大陆西部大块地壳推向西偏北,形成非洲大陆。另一大块推向南偏东形成南极州。其余二小块,其一向北猛撞向亚洲,即当今的印度次大陆,另一块向东推向亚洲东南亚岛,使之本来是西北东南向的岛变成东西方向,并把印尼的苏门答腊岛和爪哇岛从中折断,成为印尼地震海啸重灾的祸根,这就是当今的大洋洲。对印度洋考察,澳大利亚西偏南2000多公里的洋底,发现花岗岩类,可能是当初撞击区域,也砸出个印度洋。
这一次把印度次大陆和澳大利亚分开六千多公里,南北跨45度(纬度)二者分居南北回归线上,但它们的古纬度却相近。南大陆巨变,古地中海基本挤没了,同时可能也把地球的旋转轴改变了,所以现今中国的古纬度有大片处于南纬,如华南的岳西,华北的丰州,新疆的库车;而西半球巴西巴拉那盆地古纬度却处于北纬,佐证上述推论不谬。
由于对内、外力作用的研究,合理的解析了冈瓦纳古陆和古特提斯海的发生与演化,形成当今的七大洲四大洋的格局。
本文是本文第一作者髦老之年所做,是以往知识的回忆和综合整理,不足之处敬请斧正。
本文承蒙赵西西教授鼎力相助,方能完成。在此致以崇高的敬意!
参考文献
[1] M.C.埃依根松,1959,地球自转不均衡性的太阳作用,地质出版社 地质力学丛刊
[2] M.B.斯托瓦斯,1959,地球自转的不均衡性,地质出版社。地质力学丛刊
[3] 林世明等1987 大兴安岭北中段中生代后期地层划分及含矿性讨论 科学出版社 地层学杂志11卷4期
[4] 张弥曼等人 1977 7《东北白垩纪含鱼化石地层的时代和沉积环境》古脊椎动物与古人类15卷3期

本文发布于:2024-09-23 17:23:22,感谢您对本站的认可!

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