板块的运动与造山

关于山,中国的先秦典籍《山海经》,在世界上也算得上很了不起的早期专门著作了。它包括《山经》和《海经》两部分,共有 31000 字。其中《山经》按南、西、北、东、中的方位划分为《南山经》、《西山经》、《北山经》、《东山经》和《中山经》。《山经》主要记述黄河和长江两大流域的自然环境,共记载大山 447 座,其中《南山经》实记 39 山,《西山经》实记

77 山,《北山经》实记 88 山,《东山经》实记 46 山,《中山经》实记 197 山。《山经》以山为中心,描述了南至广东南海、北至内蒙古阴山、西至青海湖、东至舟山群岛的广大区域内的自然地貌。对每座山的地理位置、水文、动植物、矿产甚至神话传说,都有详略不一的记述。这是一种极可贵的科学尝试,然而对山的成因,除神话传说几无所述。在中国,直至宋代才有沈括和朱熹依据山上的水生动植物化石,有了“高山为谷,深谷为陵”的猜测。

后人毕竟聪于古人,现代地学家从地球脉动导致的岩石板块运动找到了造山的动力。今日之科学已发展到不仅能对每座山的历史给出有根有据的分析,而且还能对全球山脉大格局的形成达到轮廓性的了解。

全球板块结构及其运动

20 世纪 60 年代末,在大陆漂移说和海底扩张说的基础上,由美国的摩根(J.M0rgan)、法国的勒比雄(XLePich0n)和英国的麦肯齐(P.McKenzie) 共同提出岩石圈板块构造说。地震学的研究成果支持了板块构造说,使得越来越多的人接受并承认这一学说。于是岩石圈板块的相对运动被视为岩石圈大陆构造的原因,板块构造学说也就被视为新全球构造理论。

按照岩石圈板块学说,一个刚性的岩石圈可依其地质构造特征区分成若干岩石板块。经过地质学家们的研究,多倾向把岩石圈区分为 7 个大板块和

7 个小板块,每个板块又可区分成若干地块。板块边界的地质构造主要有三

种构造体系:全球洋脊构造体系、大陆新造山带构造体系和岛弧—海沟构造体系。这三种构造体系都是明显的变形破碎地带,活动性很强。因此全球的地震、火山绝大部分发生在板块的边界地带。板块的边界是某些地块的边缘。地块边缘的地质构造体系为大陆上老的褶皱带构造体系、大陆裂谷构造体系、稳定大陆边缘构造体系、洋底的海岭构造体系、大陆大断裂带构造体系和洋底大断裂带构造体系。这 7 个大板块是太平洋板块、亚欧板块、印澳板块、非洲板块、北美板块、南美板块和南极板块。

太平洋板块是由单一的大洋岩石圈组成的大洋型板块。这个板块有 9 个地块。

亚欧板块主要由大陆组成。中国地处亚欧板块之中。亚欧板块的内部结构最为复杂。亚欧板块有 24 个地块。

印澳板块有 9 个地块。

非洲板块主要是非洲大陆。大西洋的部分海域也被划分在该板块中。非洲板块有 9 个地块。

北美板块包括北美大陆和北冰洋盆地的绝大部分,有 14 个地块。

南美板块主要是南美大陆,有 6 个地块。

南极板块有 9 个地块。

地球在不停地运动着。由于地球的自转,地球内圈之间存在着相对运动, 这 7 大板块作为一个整体相对于地球的内圈有一个向西的转动。除此之外, 岩石圈的板块还存在一个离极运动。北半球的板块向赤道方向运动,南半球的板块也向赤道方向运动,但南北两半球板块的运动方向相反。因此岩石圈板块作为整体相对内圈的运动是这两种运动的合成(见图 24)。岩石圈板块除了有整体运动之外,各板块之间还存在相对运动(见图 25)。岩石圈板块之间相对运动有三种形式:板块相互分离、板块相互汇聚和板块相互平移。目前,全球岩石圈板块相对运动的速率大部分已被确定下来。根据板块的这三种相对运动形式,其边界可称为分离型板块边界、汇聚型板块边界和平移型板块边界。

板块相互分离运动一般发生在较古老的大陆块的破裂带。分离运动的结果会产生一个新生大洋盆地。

板块汇聚运动表现为板块之间的相互碰撞挤压。这种相对运动与全球大规模造山运动有密切关系。

板块平移运动表现为两个板块以简单的方式相互滑过。板块平移运动在许多情况下是沿某种形式的扭动构造带发生的,它与板块的分离运动和汇聚运动紧密联系在一起。

全球新造山带构造体系

所谓新造山带指晚近地质时期,即中生代以来形成的褶皱山脉,同时又是岩石圈中现在正在发生大规模造山运动的地带。新造山带基本位于两大狭窄的地带内,相应地两大造山带分别称为环太平洋造山带和阿尔卑斯—喜马拉雅—东南亚造山带。环太平洋造山带经菲律宾、日本和阿拉斯加,以及美洲大陆西缘的落基山脉和安第斯山脉,最后延伸至南极洲。阿尔卑斯—喜马拉雅—东南亚造山带延伸,经阿尔卑斯、喜马拉雅、印度尼西亚,最后同新几内亚相接,大体横跨北非、欧洲和亚洲。

位于太平洋板块东部的北美板块,相对于地球内圈由东北向西南方向运动。北美板块的西部与太平洋板块发生碰撞挤压,使太平洋板块东部的一部分参与造山运动而被北美板块吞并,形成北美大陆西缘的巨大褶皱山系。南美板块的运动方向是向西向北的。由于南美板块接近赤道,有一部分在赤道上,所以南美板块向西的运动胜过向北的运动,它的西部边缘与太平洋板块碰撞挤压,也使南美板块西部产生巨大的褶皱山系。北美板块与南美板块西缘的由北至南的褶皱山脉连起来成为环太平洋褶皱山系的一部分。在北美板块与南美板块的东部则形成了蜿蜒曲折而又破碎的海岸形态。

亚欧板块主要由大陆构成,由东北向西南运动,并相对印澳板块向西推进。印澳板块包括印度半岛、印度洋东部洋底、澳大利亚及其周围部分洋底。印澳板块的 9 个地块有 5 个在南半球,2 个在北半球,其余 2 个跨越赤道, 其中大部分在南半球,小部分地区在赤道以上。印澳板块作为一个整体运动板块,其方向由东南向西北。印澳板块与亚欧板块平行挤压形成了沿东西走向的褶皱山系。世界屋脊喜马拉雅、苏莱曼等山脉构成亚欧板块的阿尔卑斯

—喜马拉雅—东南亚褶皱山系的一部分。亚欧板块的北部形成了为数众多的大陆壳岛屿。印澳板块的南部使澳大利亚岛与新西兰岛分离,形成了塔斯曼盆地。

总之,环太平洋造山带和阿尔卑斯—喜马拉雅—东南亚造山带就这样形成了,它大体上可以看作是全球性的连续造山体系(见图 26)