二、泛古陆的破裂可能是陨击造成的

从理论上讲,造成泛古陆破裂的动力来源只可能有下述两类:一类是地内成因,由于地幔对流,物质上涌,使泛古陆破裂。例如在火星上的塔西斯(Tharsis)地区,由于长期上隆,形成了大致放射状的断裂系统,使陆地产生许多裂隙。但是,泛古陆是一个宽达几万公里的厚板,使它破裂所要求的能量很大,由地幔物质上涌的力量不能产生那么巨大的能量。此外, 泛古大陆分裂的裂隙亦不表现为明显的放射状。因此,这一成因机制的可能性不大。另一类是地外成因,即陨击成因。通过大陨石(或小行星等天体)对泛古陆进行剧烈撞击,使它破裂。我们认为,应该认真研究地外成因使泛古陆破裂的可能性。

众所周知,陨击作用的能量取决于陨击体的质量与冲击速度。只要陨击体的质量足够大,陨击作用是可以提供足够大的能量来击碎泛古陆的。对太阳系中类地行星的研究表明,在水星、火星等行星上,都存在着几十个直径超过 100 公里的陨击坑,最大的可达 1000 公里以上。形成这样巨大

① 本文是在中国科学院科学基金资助下完成的。

的盆地的能量要比击碎泛古陆的能量大得多。

当陨石撞击在泛古陆上则需要有一个撞击点(或地区),这是陨击成因假说成立的另一个必要条件。

人们在日常生活中常可见到,窗玻璃在某点受到石子撞击后将产生很多的裂缝。当石子撞击力量不够大时,玻璃是破而不碎,仍保持整体,但已有许多裂缝,在撞击点处破裂密度最大,往四周裂缝密度变稀,单个裂缝的长度变大。撞击玻璃板的实验表明:在受撞击力中心部分会出现一个破裂的小区域,呈长椭圆形或近圆形,边缘有时亦不大规则,往外则往四周伸出 4 至 7 条裂缝。裂缝的数目多少可能反映了受力的大小。

在泛古陆上有无这样一个地区呢?有!那就是在泛古陆的中部(偏西) 有一个破裂密度最大的地区,即现在的墨西哥湾和加勒比海地区。两者组成一个长椭圆形,并在北美洲、南美洲和非洲的联接处形成很多小碎块。这个地区与玻璃板受物体冲击点的破裂情况有些相似。自这个地区往东、西、东南方向伸延出几条弯曲(有的成弧形)裂缝,组成了几个大陆的边缘。

现在的墨西哥湾大致呈半圆形,加勒比海则呈长椭圆形,其北边由一系列群岛(西印度群岛、大安的列斯群岛和巴哈马群岛等)呈同心弧状排列组成。在地质图上,墨西哥湾和加勒比海周围主要是由新生代地层组成, 大致亦为椭圆状分布,往外则为中生代地层。在西印度群岛则基本上由中生代地层作为骨架,覆以新生代地层。这样,墨西哥湾及加勒比海地区是以中、新生代地层为主的盆地。加勒比海北部的许多岛屿反映了一个强烈的破碎地带,有可能表明是受冲击后主要密集破裂的地区。北美洲、南美洲、非洲都是较为完整的块体,至少自中生代以来是如此。

非洲的东南缘有长条形的马达加斯加岛,它是由非洲分裂出来的。泛大陆的南极洲、印度次大陆和马达加斯加岛组成一个相对较为破碎地区, 这是否有可能组成另一个撞击点也应进一步注意研究。

如果是陨击成因,则为什么不形成环形盆地而仅造成泛古陆的破裂呢?这有可能与岩石圈的脆性增强有关。类地行星上的大陨击环形盆地是在几十亿年前形成的,它们的岩石圈的特性显然与后来的岩石圈是有差别的。泛古陆的破裂形成在 2 亿多年前,这时地球岩石圈的表层已有大量的中生代前的沉积岩和岩浆岩,其性质与上述岩石圈显然有较大差别。总体上看,脆性已大大增强。

泛古陆的脆性破裂还可能与晚古生代的大冰期有联系。晚石炭世和早二叠世的大冰期是显生宙中最大的一次冰期,已知冰川沉积分布在南美、非洲、印度、澳大利亚、南极洲和我国西藏等地区,冰期大致发生在距今3.5—2.7 亿年前,延续时间约 8000 万年,是显生宙中延续时期最长的一次。最寒冷时期约为 2.8—2.7 亿年前。温度下降至少在 10℃以上。这样长时期的寒冷显然会使岩石圈,至少是它的上部的温度有一定程度降低, 而物质变冷会使它的脆性增加。