板块相撞是造山运动的原因
相对于造陆运动来说,认识造山运动却非易事,因为它很难像海陆变化之类容易被人们识别。
那么,逶迤高耸的山岳是从那里来的?这一直是人们关心的问题。直到19 世纪中叶,有些地质学家在现今的巨大山系区域工作时,发现那里的岩层颇为奇特,褶皱、卷曲,好像面饼一样。这种好像任意的褶叠,不仅见于整座山岳的岩层有如此模样,而且延伸千百公里以上的山系也都是如此。在那里,还发现火山岩、岩浆岩穿插其中,与褶皱相伴的,推复逆掩断层也十分发育。从这些地质构造现象分析,似乎地壳有一种比垂直振荡运动更为剧烈的水平运动存在着,只有这种力量才能驱使水平的岩层卷曲起来。进一步才想象到只有卷曲的岩层相互挤压、叠复,才是山脉形成的基础,于是造山运动这一地质术语也就从此而诞生了。
为了验证这一设想,地质学家考察了当今世界各大山系,诸如喜马拉雅山、阿尔卑斯山、安第斯山、洛基山、阿帕拉契亚山等等,这里的地质特点也同样显示出强烈的褶皱,无一例外。
于是人们认定:水平运动是造成山脉的主要动力。但是,水平运动的原动力又从哪里来的?
关于这个问题的解释,不同学派有不同的说法,而且针锋相对,各不相让。例如早在 700 多年以前有些学者提出:地壳表面本来就分成稳定区与活动区两部分。稳定区的地壳运动表现为升降作用为主;而活动区的地壳运动则表现为以水平运动为主,而且这种水平运动是由于升降运动而诱发起来的,如现今的山脉,就是位于活动区内而发展而来的。
我国著名的地质学家李四光认为:地球自转速度的变化是导致水平运动的由来。当地球自转时,赤道的离心力很大,南北两半球的力都向赤道运移, 一旦自转速度发生变化,运移力量如遇到阻碍,就好像桌面上的台布在相对两力挤压时,布面出现褶皱一样,地壳表面也就出现山脉,并以东西方向延伸。但如果各地由于局部情况变化,山脉方向也就不一定东西向,而出现其他的方向。
最新的解释认为:地壳表面由若干大小不同的板块构成,它们浮动在地幔软流圈之上,随着地幔对流,板块随着漂移,如果两个或两个以上的板块在漂移过程中发生碰撞,就会在相撞的边界上出现山脉,随着板块不断紧靠, 甚至复叠其中的一部分时,山脉也就不断升高。当然,山脉的形成并不是一朝一夕的事,其中有量变和质变的过程。比如拿当今世界上最高的喜马拉雅山脉来说吧!早在一亿年前,印度(大陆)板块开始脱离位于南半球的贡瓦纳大陆(相当于现在南半球各大陆联合在一起的古大陆),逐渐向北漂移, 直到距今 5000 万年前的始新世时期,印度板块才与亚洲(大陆)板块相撞连接,在这六七千万年间的漂移,可说是量变。到始新世,两板块相接时,可说是质变。从此以后,印度板块斜插到亚洲板块之下,像木楔一样使亚洲板块垫高,并继续升高,至今尚未停息。
现在让我们来看一看来自喜马拉雅山地区的纪录报告:
白垩纪晚期,印度板块已经脱离贡瓦纳古陆,位于南纬 40°~20°之间
(据古地磁测定)。
古新世时,印度板块漂移到南纬 30°(以德干高原古地磁测量及古植物化石资料确定)。
古新世末期,印度板块继续向北漂移,越过赤道,约位于北纬 10°~20
°(古地磁测定)。
始新世末期,由于再见不到海相地层,并出现在此以前形成的地层均发
生褶皱,可知当时的印度板块已与亚洲板块相撞,喜马拉雅山脉的基础,于此时奠定。
渐新世至中新世时期,山脉形成以后处于上升阶段,由于造山运动结束以后转变为造陆运动,剥蚀作用已经进行。并出现了在华北地区常见的三趾马动物群,由此推测,当时的喜马拉雅地区海拔约为 1000~2000 米(目前发现三趾马动物群的地点海拔 4000 米以上),比现在要低 3000 米左右。
上新世晚期,山脉继续升高,但尚未到达雪线高度。因为发现高山砾植物化石,此类化石生长于海拔 2500 米左右的山区,而目前化石产地的高度已达 5200~5900 米。
进入第四纪时期,很多山峰已到达雪线高度,山岳冰川已经形成,一片洁白世界。海拔 7000 米以上的高峰已非罕见。
现代测量证明,喜马拉雅山每年约有十几毫米的速度仍在继续升高。 以人类在世的短促寿命,无法直接观察到造山运动与造陆运动的全过
程,但发生运动的形迹却往往留存在岩层里和古代生物形成的化石上,地质古生物学家的智慧就在于凭借这些大自然的信息,分析其来龙去脉。研究地球上升降现象的成因。