世界地震工程

板块构造研究中的新进展综述

 

板块构造研究中的新进展综述江苏省地震局李起彤近几年,美国、加拿大、日本、英国,澳大利亚和中国等国科学家,对环太平洋大陆边缘地区,特别是北美西部大陆和日本中部地区,进行了深入的野外构造学、地层学和古地磁学的调查研究,结果发现很多断块不是本地的,而是外地的。它们原在几千公里以外的地方,是一些嵌埋在大洋板块上的海山或台地,仅在海洋板块向大陆板块俯冲时,才被铲刮下来,并拼接到大陆上去。这种外来杂块现被称为地体(Terrane)。科尼(P.J.Coney,1980)、琼斯(nLJone$)和蒙格尔(J.;W.H.Monger)等,在北美西部大陆已识别出100多个外来地体,其中以丘利特纳(Chulitna),伦格利亚(Wrengell— ia)地体最为著名。这些地体是在中生代和早新生代逐块拼接到北美克拉通西缘的。因此,通过增生成长起来的科迪勒拉地体大杂汇,实际上是一个巨大的镶嵌(mosaic)或拼贴(c01la—胪)构造。日本水谷伸治郎(1983)详细研究了日本中部地区的飞驿(Hida)和美浓(Mino)地体,通过岩石一生物地层分析和古地磁测量,认为美浓地体是从赤道附近长距离漂移到现在位置的。琼斯(1982)等根据麦克尔希尼(M.W.McElhinney,1981)等研究,认为中朝,扬子,塔里木断块等也是地体,仅是二迭纪以后,才从赤道附近向西北漂移,最后拼接到欧亚大陆上来的。很多资料说明,在地体拼接同时或增生以后,在地体之间,地体和稳定大陆之间,在许多情况下还发生了上百公里的水平位移和巨大的旋转运动,并延续至今。本—阿弗拉哈姆(Z,Ben—Avraham,1981)等研究了大陆地体和海洋台地(plateau)的关系,并提出了地体在其中起关键作用的另一种山脉形成模式。认为今天耸立在洋底上的台地,可能就是现代的外来地体,它们正随同大洋板块在移动,它们可能产生复杂的火山作用,切断和捕获洋壳,并引起造山变形。在海洋板块消减时出现的台地增生能形成巨大山脉,如美洲西部的科迪勒拉山和安第斯山,它们能与两个大陆板块碰撞时产生的山脉如喜马拉雅山相比。琼斯等(1982)认为,北美西部从早侏罗1ll起,通过增生增长了25%。这种增长主要是由于大洋成因而不是大陆成因的地体并入所致。这意味着真实的大陆生长,不完全是古老大陆物质的再循环。过去,曾有人认为,解释海洋构造时,板块构造理论还可以,但要说明大陆构造就困难了。照此看法,似乎大陆构造与海洋构造之间缺少某种连结。事实证明,现在大陆上的外来地体与大洋中的迁移台地之间存在连结。因此,借助地体概念,就可以把从海洋研究中获得的板块构造理论,与大陆地质学联系起来。如前所述,过去的海洋也不是一个简单的大洋底,而是存在更复杂的海洋地质,如在古海洋板块中,嵌埋了很多不同成因的岛屿,台地,洋脊或岛甄,就象今天看到的一样。地体构造研究虽然刚开始,但已引起了地学界广泛的注意和极大的兴趣。1983年在美国斯坦福大学召开了环太平洋地体会议,美国地质调查局绘制了环太平洋地体图,中国代表也在会上提出了一幅中国地体图。此外,美国石油地质学家协会在1983年教育议程中,特别安排了拼贴·构!造(collage tectonic8)即地体讲座。;1983年10月,南京大学邀请了日本名古屋大学理学博土水谷伸治郎教授来华讲学,特别介绍了地体研究情况;·地体构造研究内容非常丰富,既要研究地体的形态学问题,也要研究地体的运动学和动一篡——力学问题。据琼斯(1982)意见,当今要研究四个主要问题:①如何识别拼贴在稳定大陆边缘的构造大杂块的各个地体?②如何确定这些地体生成于何处以及它们迁移了多远?⑧这些外来地体间的关系怎样Y④这些地体是如何加入到成长的大陆边缘的?要回答这些问题需要很多分支学科的地球科学家之间的密切协作。例如,构造地质学家、地球物理学家、地球化学家和古生物学家,都有他们各自的方法来识别那些从远距离地点迁移到现在位置的地体。对稳定大陆边缘许多外来地体的认识,给大陆地质史增添了新的重要一页。外来地体逐块拼贴到大陆边缘的概念,对认识地球上许多巨大山脉的成因和演化有重要意义。地体概念是板块构造理论在二十世纪八十年代的最新进展。地体概念对研究地震构造、地震预报、地震工程和地震理论等将有深远影响。如果说:板块构造理论的出现是地学中一场革命的话,那么地体概念的提出,将使地学这场革命更向纵深方向发展,预期在不久的将来,地球科学将会结出更加丰硕的果实。