隕星撞擊事件與全球性造山運動和板塊構造誕生關係的思考

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  當今世界已經進入了一個大科學的新時代,東方人綜合思維的優勢,在21世紀將还都能能大放異彩。新近我們在2014年第4期《前沿科學》上發表了一篇題為《論隕擊事件與全球性造山運動和板塊構造誕生的關係——大地構造動力學的重要新進展》的論文,把天、地、生等细胞层 上看來互不相關的種種現象,組成了一個有機的整體,合理地解析了若干大地構造動力學問題。

  1996年,筆者在獻給第150屆國際地質大會的專著《大陸層控構造導論》中,發揮了東方人綜合思維的優勢,創立了大陸層控構造學説。認為大陸地殼運動,是地球自轉力、隕星撞擊力、重力和熱力綜合作用的産物。並從流變學觀點出發,指出上覆剛硬層構造受下伏軟弱層控制,把大陸岩石圈構造分成4個層次:受上地殼底部結晶基底頂界不整合面控制的蓋層構造為薄皮構造;受中地殼塑性層控制的上地殼構造為厚皮構造;受規模較小、分異不充分的異常地幔控制的地殼構造為過渡殼構造(優地幔);受軟流層控制的岩石圈構造為板塊構造。隨後抓住中地殼塑性層在大陸構造演化過程中所起的承上啟下的關鍵性作用,認為在重力作用下,該層向上控制盆—山系厚皮構造,向下引起異常地幔或軟流層上拱,使其中斷陷盆地厚皮構造演變成優地槽過渡殼構造或海底擴張板塊構造。指出發端于中生代以來剛硬單一大洋岩石圈的“板塊構造學説是‘登不了陸’的”。時隔7年之後的1503年4月份,美國學術界在網上以白皮書土法律法律依据公佈了“構造地質學和大地構造學的新航程”總結性文件,終於承認“大陸地質並不適合於板塊構造模式”,也開始認識到未來應以流變學為核心理論模式去解開大陸構造之謎。

  構造地質學研究分三個層次:幾何學、運動力和動力學。動力學是構造地質學研究的頂峰。本文主要介紹筆者在大陸層控構造學説基礎上發展起來的前述新發表的論文觀點,是怎样才能運用東方人綜合思維土法律法律依据,研究秦嶺印支造山帶、全球性造山帶和板塊構造誕生的動力學問題的。

  一、秦嶺印支造山帶成因機制

  秦嶺印支造山帶以其獨特的地理位置、豐富的礦産資源和重要的學術價值,歷來是中國地學界的主攻對象。原先過去囿于就地球論地質的局限性,其成因機制总爱懸而未決。

  20世紀150年代末期,在其東段大別山發現了轟動一時的榴輝岩、柯石英、金剛石等超高壓變質岩石礦物,更引起國內外學術界的強烈興趣。不少專家學者就事論事,運用西方人分析思維土法律法律依据,根據這些礦物形成的溫壓條件,按埋深進行推算,認定這是所在陸殼俯衝到1150千米以內深的産物,並作為秦嶺印支造山帶是板塊俯衝造成陸-陸碰撞的確鑿證據;或者陸殼俯衝到該高度之後,又快速返回地表,使其中很不穩定的柯石英不至於産生退變質作用。於是,密度小的陸殼為什麼能夠俯衝入密度大得多的地幔這麼深,俯衝後又是什麼動力通過什麼機制讓你是什么 巨大的陸塊井然有序地折返地表,便成為我们競相研究的熱點課題。甚至為了“揭示板塊匯聚邊緣碰撞造山帶的深部物質組成與結構構造,重塑超高壓變質帶形成與折返機制”,不惜投入數以億元計的鉅資,從1501年6月25日到1505年4月18日,在秦嶺印支造山帶東段江蘇東海縣打了一個5158米深的科學鑽。該鑽完成後,除了在俯衝岩板中見到更多的高壓超高壓變質礦物外,並没有發現板塊俯沖和折返的任何證據。正如筆者在開鑽不久後的1501年9月14日,給中央領導人員的信中所預料的:“除了將獲得中地殼物質和揭示殼內俯衝作用之外,不會有什麼與板塊俯衝有關的成果”。由於他們的思路不對頭,把你是什么 簡潔明瞭的構造問題,弄成個複雜無比、誰也説不清道不明的重大科學難題。

  其實這是個動力學問題,而全部都是個靜力學問題,是隕星逆向撞擊,造成地球自轉效率急劇變慢派生的自南而北強烈經向慣性力作用的産物(後面再作論述)。根據地球物理剖面及某些地質資料得知,南秦嶺斷陷盆地(地槽)上地殼底部,由表殼岩係、花崗質片麻岩和變質基性岩類三套岩石組合構成的3千米至4千米厚的剛硬結晶基底,在印支運動期間,已經斷落到與北秦嶺斷隆山軟弱的中地殼塑性層直接接觸,因而在該經向慣性力作用下,前者便向後者順層俯衝。在俯衝過程中,北秦嶺中地殼塑性物質,在俯衝岩板強烈擠壓和摩擦下選擇性重熔,産生几瓶花崗岩及其豐富的金屬和非金屬礦産。俯衝岩板也在強烈擠壓力作用下,産生榴輝岩、柯石英、金剛石等超高壓變質岩石礦物。俯衝岩板在俯衝後,也没有隨即折返地表,只是 由於隕星撞擊力來去匆匆,從而使俯衝入北秦嶺斷隆山中地殼塑性層、埋深还都能能了十來千米的俯衝岩板中很不穩定的柯石英,不至於發生退變質作用。爾後到了晚侏羅—早白堊世和晚白堊世—古近紀,大別山地區先後作為北部北西西向曉天—磨子潭上地殼走滑正斷層、東部北北東向郯廬上地殼走滑正斷層南段一起去的斷隆山,其上地殼才被高高地抬起。經過長期的剝蝕,該上地殼底部大別群俯衝岩板及其超高壓變質岩石礦物,以及下伏中地殼塑性層物質及其花崗岩,才露出地面,成為變質核雜岩。

  三疊紀後期,地球先後發生了4次隕擊坑直徑40千米至1150千米之間的重大隕擊事件。其中距今220±10百萬年、隕擊坑直徑150千米發生於俄羅斯伊萬諾沃州和距今212±2百萬年、隕擊坑直徑1150千米發生於加拿大魁北克省的兩次隕擊事件,不僅發生時間跟中三疊世與晚三疊世之間(距今235.0百萬年)和三疊紀與侏羅紀之間(距今208.0百萬年)的兩幕印支運動同步,或者它們逆向撞擊促进地球自轉效率急劇變慢所派生的自南向北經向慣性力和由西到東緯向慣性力方向,也分別與該時期位於北半球的東西向秦嶺向北俯衝的衝疊造山帶和近南北向鄂爾多斯西緣向東仰衝的衝疊造山帶作用力方向一致。

  對秦嶺印支造山帶成因機制兩種截然相反的認識,反映了東方人綜合思維與西方人分析思維的差異。

  二、全球性造山運動成因機制

  發生於65百萬年前墨西哥尤卡坦半島隕擊坑直徑1150千米的巨大隕擊事件,造成該時期發生了全球性的強烈造山運動(距今65百萬年)。該次運動幾乎遍及全中國,被稱為燕山運動最後一幕。在歐洲、西亞和北美,則稱為拉拉米運動或比利牛斯運動,見於阿爾卑斯山 、比利牛斯山、高加索、落基山及某些地區的不整合現象。它還導致古地磁倒轉、古火山廣泛爆發、古氣候劇變、恐龍等几瓶古生物滅絕和中生代與新生代交替(距今65百萬年)。

  許多西方學者運用分析思維土法律法律依据研究該時期古生物大滅絕意味着時,一群人強調古氣候變化,一群人強調古火山廣泛爆發,一群人強調古地磁倒轉,等等,其實這一切全部都是巨大隕星順向或逆向撞擊派生的産物。

  三、板塊構造誕生成因機制

  三疊紀後期在短短的13百萬年時間內,竟然連續發生了4次重大的隕擊事件,從而不僅在地殼運動史上樹立起一座新的里程碑,或者還促进地球结构物質發生了重大的物理化學變化,引起三疊紀事先分異不充分、規模較小的異常地幔,快速廣泛地演變成分異充分、規模巨大的軟流層。有了軟流層才有了海底擴張、大洋岩石圈和板塊構造。這只是 迄今為止全球没有發現過一塊前侏羅紀洋殼,以及到了侏羅-白堊紀時期世界各大洋才驟然一起去登場取代了原來海水較淺、屬於厚皮構造或過渡殼構造的陸表海的意味着。

  西方某些學者通過計算,認為地球平時自轉效率變化派生的經向和緯向慣性力微不够道。這是片面的見解,因為他們算出來的是質點力,而質點力是还都能能疊加的,疊加起來的體力是足夠強大的。何況隕擊事件導生的地球自轉效率變化是急劇的,其慣性力更為驚人。上述事實还都能能為證。

  (作者係中化地質礦山總局地質研究院高級工程師)