從谷歌地球看中國現(xiàn)代大地構(gòu)造

盧曉明

從谷歌地球看中國現(xiàn)代大地構(gòu)造

盧曉明

(中國有色金屬工業(yè) 西安勘察設(shè)計(jì)研究院，陜西 西安 710054)

根據(jù)谷歌地球提供的完整地球影像，分析其所包含的直觀和潛在的地球表層信息，結(jié)合理論研究，對中國現(xiàn)代大地構(gòu)造格局的推動力和單元劃分及其存在問題提出了自己的看法，供大地構(gòu)造研究借鑒。

大地構(gòu)造;推動力;單元劃分;問題探究

一、前言

大地構(gòu)造是研究地球構(gòu)造演化及其運(yùn)動變化和發(fā)展規(guī)律的科學(xué)，是地球科學(xué)的基礎(chǔ)理論。上世紀(jì)六、七十年代開始，地質(zhì)學(xué)家對中國大地構(gòu)造進(jìn)行了深入的研究，形成了波浪鑲嵌構(gòu)造學(xué)說、地質(zhì)力學(xué)、多旋回構(gòu)造學(xué)說、地洼學(xué)說、斷塊學(xué)說五大學(xué)派和構(gòu)造理論體系。如今，板塊構(gòu)造學(xué)說已成為地質(zhì)工作者的主流思想，活動論和水平運(yùn)動為主的板塊分離、漂移、碰撞、對接、縫合、擠壓、俯沖、消亡被大多數(shù)學(xué)者所接受。但要取得統(tǒng)一的中國現(xiàn)代大地構(gòu)造思想，還需要我們借用現(xiàn)代先進(jìn)的手段和方法，從不同的角度進(jìn)行繼承和發(fā)展性的探究。

二、谷歌地球中國影像淺析

谷歌地球?yàn)檠芯康厍虼蟮貥?gòu)造提供了前所未有的完整遙感影像，有利于我們對地球大地構(gòu)造進(jìn)行整體性和關(guān)聯(lián)性的思考，是大地構(gòu)造研究的重要工具和特別手段。

1.西南區(qū)域

(1)印度國的海拔高度多在500米以內(nèi)，中國青藏高原海拔高度多在3000米-5000米，兩者高差幾千米，從印度到西藏，地形發(fā)生了跳躍式變化，地形標(biāo)高由幾百米一躍達(dá)到幾千米，地形突變預(yù)示著板塊對接位置的所在。

(2)從克什米爾到中國藏南一線，形成了世界屋脊。在藏南，印度陸塊(印度阿薩姆-緬甸克欽邦一帶)深向中國一側(cè);在克什米爾，印度陸塊(印度旁遮普邦-巴基斯坦伊斯蘭堡一帶)突入阿富汗和克什米爾交界處。印度板塊向北東方向俯沖、擠壓中國地塊，青藏高原不斷抬升;在藏南和克什米爾兩地碰撞、擠壓最為強(qiáng)烈，地貌上分別對應(yīng)著林芝雪峰群和克什米爾雪峰群。

(3)青藏高原上山體走向多呈弧形展布，班公-色木錯-怒江一線右側(cè)多向南西方向凸出，左側(cè)多向北東方向凸出，山體呈平行式弧形展布。向北東凸出的弧形的前緣處在祁連山北麓，兩翼由昆侖山脈和川西-云貴交界山脈組成;昆侖山脈和塔里木盆地有明顯高差，四川盆地與川西高原有明顯高差，云貴交界處東西兩側(cè)地形高差不明顯，但山體走向和撓曲程度截然不同。

(4)由于山體弧形展布和凸出方向明顯不同，班公-色木錯-怒江一線是現(xiàn)代重要構(gòu)造線所在地，為印、亞板塊縫合線之一。

(5)青藏高原上分布了大量的高原湖泊，大小不一，其長軸多與山體走向一致，一是由于山體在壓應(yīng)力作用下褶皺，在向斜部位形成長條形雪水匯集區(qū);二是由于地表抬升上拱張裂，雪水匯集如裂谷區(qū)而成湖泊。這兩種作用同時存在。

(6)印度板塊對亞洲板塊的俯沖擠壓作用影響范圍達(dá)到了中亞多國，巴基斯坦、阿富汗、伊朗、塔吉克等中亞國家的山體撓曲強(qiáng)烈;也達(dá)到塔里木之北的天山，使早先(加里東期)形成的吉爾吉斯-天山-巴丹吉林沙漠之西近東西向走向的山脈進(jìn)一步抬高。

(7)云南境內(nèi)山體多呈北西-南東走向，緊密平行排列，撓曲強(qiáng)烈，有強(qiáng)烈擠壓作用，也有向北西方向的拉剪平措移動。

(8)四川盆地西緣地形從500米突升至2000米-3000米，地形形成突變式臺階;青藏高原逆沖在四川盆地之上;在這點(diǎn)上四川盆地和塔里木盆地有某種程度的相似性。

(9)空間上，從中亞-昆侖-祁連-川西-云貴山體的強(qiáng)烈彎曲說明該區(qū)域大地構(gòu)造壓應(yīng)力非常巨大;時間上，印、亞兩板塊相遇后這種形變即發(fā)生，至今仍在進(jìn)行中。

(10)在這一區(qū)域外側(cè)分布了塔里木盆地、巴丹吉林、騰格里沙漠、四川盆地等，它們之所以在強(qiáng)烈擠壓下未隆起而成為盆地，說明其擁有古老堅(jiān)硬的基底，是具有較大剛度的地塊。他們對遠(yuǎn)離青藏高原一側(cè)的山體褶皺抬升具有力的傳導(dǎo)作用，如塔里木之北天山褶皺隆起，盡管是加里東期的事件，但喜山期塔里木地塊把印、亞兩板塊的相互擠壓力傳遞到天山一帶，使其進(jìn)一步褶皺抬高;大巴山乃至秦嶺抬升，也與剛性地塊四川盆地對地應(yīng)力的傳導(dǎo)有關(guān)。

2.北方區(qū)域

(1)從昆侖-祁連-秦嶺-太行-大興安嶺一線構(gòu)成明顯的向南凸出的“開口U”形界限，這一界限在地球影像上非常明顯。天水以西與青藏高原相接，延伸至喀什之西中吉邊界處;太行-大興安嶺與華北平原、松遼平原相鄰;渭河平原呈地塹狀與秦嶺相依。

(2)“開口U形”界限之北區(qū)域海拔高度多在1000米-2000米，區(qū)域內(nèi)有兩個明顯的地塹小盆地存在:馬蹄形前緣為汾渭地塹，俄境內(nèi)有貝加爾湖地塹，兩者均呈臺階式地形突變，這和該處存在深大正斷層的事實(shí)是一致的。

(3)“開口U形”界限之北區(qū)域山體走向多呈北西-南東向或向南凸出的平緩大弧形，有一定的褶皺。天山區(qū)域、蒙古國西南褶皺相對強(qiáng)烈。

3.臨太平洋區(qū)域

(1)大興安嶺-太行山-秦嶺-四川盆地西緣-云貴界-越南海防一線兩側(cè)，要么地形地貌有重大區(qū)別，要么山體走向發(fā)生重大變化，山體撓曲程度、方向等亦有明顯不同。這是一條明顯的分界線。

(2)沿東秦嶺-銅陵-寧波方向一線，北側(cè)主要為平原區(qū)，南側(cè)為丘陵區(qū)，近直線型影像界限十分明顯。這一界限似與菲律賓海經(jīng)宮古海峽的海溝有深層次的聯(lián)系。

(3)東部沿海海岸線之下大陸架、大陸坡、大陸麓、海盆、海溝、島弧等在圖像上清晰可見。鄂霍次克海、日北海、中國南海是三個明顯的拉張海盆;勘察加半島-日本島-琉球島似是從歐亞大陸裂離的較大一個島鏈;而關(guān)島是否曾經(jīng)在臺灣附近，從影像上看這種可能是存在的。

三、中國現(xiàn)代大地構(gòu)造的推動力

地球古大陸在地幔軟流圈上浮托，由于地幔對流和地球自轉(zhuǎn)的雙重作用，古大陸沿著自身構(gòu)造薄弱環(huán)節(jié)裂離、漂移，到喜山期基本形成了現(xiàn)代大陸的分布狀況?，F(xiàn)代中國大陸外圍分布著印度板塊、太平洋板塊、菲律賓海板塊、歐洲(西伯利亞)板塊，中國地塊邊緣和內(nèi)部大地構(gòu)造應(yīng)力狀態(tài)與上述幾個板塊的空間展布和運(yùn)動方向、運(yùn)動速度等有著直接關(guān)系，是這些板塊(包括中國板塊)之間相互作用的結(jié)果。

在古生代和古生代之前，太平洋板塊(含菲律賓海板塊)依較小的角度向中國陸塊下俯沖，這時中國東部陸塊內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)以壓應(yīng)力為主;到中、新生代，由于太平洋板塊不斷受到中國陸塊阻撓，俯沖角度漸漸變大，甚至產(chǎn)生洋殼俯沖回流，洋殼對中國陸塊產(chǎn)生下拉作用，應(yīng)力狀態(tài)變?yōu)閺埨瓰橹?。?yīng)該說華南丘陵區(qū)的褶皺是由古生代及之前的擠壓作用產(chǎn)生的;而現(xiàn)代海盆、島鏈?zhǔn)且蛑?、新生代直到現(xiàn)在的拉張作用產(chǎn)生的。

蒙古大洋關(guān)閉，西北利亞地塊與中國陸塊相遇縫合，在縫合的過程中擠壓形成近北西西向或向南凸出的寬闊弧形褶皺山系，而秦嶺山前正大斷裂和貝加爾湖正大斷裂的產(chǎn)生說明，兩板塊縫合后，應(yīng)力狀態(tài)由擠壓漸變?yōu)槔瓘垼w相對平衡。

印度板塊在中生代開始與歐亞板塊相遇、碰撞、擠壓、喜馬拉雅山升起，到現(xiàn)在印度板塊向北東方向的運(yùn)動仍在進(jìn)行，兩板塊的碰撞擠壓、俯沖一直沒有停止，這種運(yùn)動不僅使青藏高原上山體走向彎曲成弧形展布(水平向形變)，而且使青藏高原不斷抬升(垂向形變)，由于印度板塊對中國陸塊產(chǎn)生巨大而強(qiáng)烈的擠壓作用，這種向北東方向的擠壓力對中國現(xiàn)代大地構(gòu)造格局的形成起著決定性的作用;決定了中國西高東低的地形地貌特征;決定了中國大水系的分布和流向;甚至影響到中國氣候環(huán)境的形成。

綜上，歐洲(西伯利亞)板塊與中國陸塊合二為一后的相對平衡;太平洋板塊(含菲律賓海板塊)對中國陸塊的俯沖下拉作用;印度板塊對中國陸塊的長期擠壓碰撞，是中國現(xiàn)代大地構(gòu)造的推動力。其中印度板塊對中國陸塊的碰撞、擠壓是決定中國現(xiàn)代大地構(gòu)造及其活動性的最重要的因素。從構(gòu)造應(yīng)力狀態(tài)講，前兩者為拉張應(yīng)力，后者為擠壓應(yīng)力;從作用的主次性講，后兩者是主要推動力，而前者相對平衡。這一結(jié)論可以從近年來中國地震分布得到印證:汶川、玉樹、雅安、于田4次大地震均分布在青藏高原弧形擠壓俯沖斷裂帶上，同時多與藏南、克什米爾兩個主要碰撞擠壓區(qū)相關(guān)聯(lián);而唐山、海城、邢臺等大地震多分布在中國東部大致平行于太平洋海溝、島弧的北東-南西向張剪斷裂上;昆侖-祁連-秦嶺-太行-大興安嶺一線之北的區(qū)域大地震相對較少，區(qū)內(nèi)相對穩(wěn)定。

四、中國現(xiàn)代大地構(gòu)造單元劃分

依據(jù)不同層次的斷裂、縫合線的展布、大地地形地貌、地層建造、古地磁、古生物、古氣候、地震分布以及相鄰板塊的相互作用，不同學(xué)者對于中國一級大地構(gòu)造單元劃分提出了不同方案。本人根據(jù)板塊構(gòu)造學(xué)說，依據(jù)板塊的相互作用、大地地形地貌、深大斷裂展布、地球衛(wèi)星影像、山體走向、褶皺撓曲程度、地震活動性、地質(zhì)建造資料以及對中國大地構(gòu)造推動力的分析，將中國現(xiàn)代大地構(gòu)造劃分為三大一級構(gòu)造單元。即青藏-川西-云南板塊、內(nèi)蒙-塔里木-鄂爾多斯板塊、臨太平洋板塊。

1.青藏-川西-云南板塊

從新疆喀什之西中吉交界處沿昆侖山北麓向東經(jīng)祁連山北麓、天水南、四川盆地西緣、云貴交界、至越南海防一線所包含的西南側(cè)區(qū)域。

受印度板塊向北東向擠壓，使這一區(qū)域巨幅抬升，形成高原和世界屋脊，該板塊內(nèi)山體多呈弧形展布，同時展布多個弧形逆沖大斷裂或多個縫合帶;在藏南-滇西和克什米爾擠壓最為強(qiáng)烈;塬面海拔多在3000米-6000米;板內(nèi)及板緣地震多發(fā)，沿弧形構(gòu)造帶分布，構(gòu)造應(yīng)力以壓應(yīng)力為主，現(xiàn)代構(gòu)造活動強(qiáng)烈;板緣主要活動性斷裂有:昆侖北麓斷裂、阿爾金斷裂、北祁連斷裂、西秦嶺斷裂、龍門山斷裂、小江斷裂、紅河斷裂。

2.內(nèi)蒙-塔里木-鄂爾多斯板塊

從喀什西-昆侖北麓-祁連北麓-秦嶺北麓-太行東緣-大興安嶺東緣，入俄羅斯境內(nèi)，這一線所包含的北側(cè)區(qū)域。

板塊前緣在汾渭地塹處，東西兩翼分別呈北北東和北西西向，整體輪廓呈“開口U形”，在渭河地塹處向南凸出，具李四光的“山字形”構(gòu)造的外貌特征;山體走向多呈北西-南東向或較為平緩的向南凸出的寬闊弧形展布;秦嶺北麓正向大斷裂的存在說明該板塊現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力以拉張應(yīng)力為主;板內(nèi)能量聚集緩慢，地震多發(fā)生在板緣部位，板內(nèi)地震活動性相對較弱，構(gòu)造相對穩(wěn)定;板緣主要控制性斷裂有:昆侖北麓斷裂、阿爾金斷裂、北祁連斷裂、秦嶺北緣斷裂、太行東緣斷裂、大興安嶺東緣斷裂。

3.臨太平洋板塊

從大興安嶺-太行山-四川盆地西緣-云貴交界-越南海防，包括東北、華北、華南、東南沿海、臺灣等組成的區(qū)域。

該板塊可分成兩個子板塊，即華南-東南沿海板塊和華北-東北板塊，界限從秦嶺-銅陵-寧波一線，近直線狀;華南-東南沿海板塊東南接觸菲律賓海板塊，華北-東北板塊東南接觸太平洋板塊;板塊內(nèi)構(gòu)造受太平洋板塊(含菲律賓海板塊)向中國板塊俯沖控制;在古生代后，太平洋板塊俯沖角度由緩變陡，構(gòu)造應(yīng)力狀態(tài)由壓應(yīng)力變?yōu)槔瓚?yīng)力;島鏈(勘察加半島-日本-琉球-臺灣、庫頁島-日本-關(guān)島等)和弧后海盆(鄂霍茨克海、日本海、南中國海)的出現(xiàn)，說明板緣應(yīng)力狀態(tài)為拉應(yīng)力，拉張作用強(qiáng)烈;板內(nèi)斷裂多呈北東-南西向，和主張應(yīng)力垂直，和海溝、島鏈大致平行;在這些斷裂上地震多發(fā)，特別是華北地塊和臺灣地塊內(nèi)的斷裂，構(gòu)造相對活躍，而華南褶皺區(qū)則相對穩(wěn)定;板緣主要控制性斷裂有:大興安嶺東緣斷裂、太行東緣斷裂、秦嶺北緣斷裂、龍門山斷裂、小江斷裂、紅河斷裂。兩子板塊之間分布東秦嶺-宮古海峽斷裂。

五、問題探究

(1)在內(nèi)蒙-塔里木-鄂爾多斯板塊南緣分布塔里木、巴丹吉林、騰格里沙盆，在青藏-川西-云南板塊與臨太平洋板塊之間夾持四川盆地，這幾個地塊多由較老的基底構(gòu)成，地塊內(nèi)構(gòu)造活動較弱，地震多發(fā)生在其邊緣褶皺山系中，這些盆地是油氣資源富集區(qū)。本文將它們劃歸不同的一級構(gòu)造單元;有的學(xué)者將其直接列為一級構(gòu)造單元(如塔里木板塊)。此點(diǎn)不同留后探究。

(2)秦嶺作為一個楔形體，鑲嵌于三大板塊之間，起中流砥柱作用，其在中國現(xiàn)代大地構(gòu)造格局形成中的地位、作用和重要性值得探究。秦嶺的中流砥柱作用不可小視。

(3)內(nèi)蒙-塔里木-鄂爾多斯板塊包括昆侖山以北、陜甘寧大部、山西、內(nèi)蒙、大興安嶺區(qū)域，呈“開口U形”，與李四光的“山字形構(gòu)造”相吻合，不同理論之間的借鑒、融合、印證關(guān)系仍需探究。

(4)三大構(gòu)造單元邊界不僅地形、地貌、地質(zhì)建造等有重大變化，而且均有深大斷裂或縫合線存在，這是一個基本條件。深大斷裂、縫合線的展布、性質(zhì)、作用、地位、與深入地幔的大洋裂谷的關(guān)系值得探究。

(5)地球衛(wèi)星照片(如谷歌地球)為研究大地構(gòu)造提供了一個良好的條件，盡管其不能完全反映全部地質(zhì)信息，但地球的地形地貌、海陸分布、海溝、洋中脊、轉(zhuǎn)換斷層、深大斷裂、裂谷、山體擠壓撓曲印跡、海拔高程數(shù)據(jù)等等，為研究地球構(gòu)造和中國大地構(gòu)造提供了一個管道?？梢灶A(yù)見，對其他星球大地構(gòu)造的研究首先會從其衛(wèi)星影像開始。圖像獲取、解析、地調(diào)驗(yàn)證、分析總結(jié)，這一方法值得推廣，從星球影像分析其大地構(gòu)造這一手段值得探究。

六、結(jié)束語

(1)中國大地構(gòu)造可劃分為三大一級構(gòu)造單元，即青藏-川西-云南板塊、內(nèi)蒙-塔里木-鄂爾多斯板塊、臨太平洋板塊。板內(nèi)可進(jìn)一步劃分為次一級板塊。如臨太平洋板塊可劃分為華南-東南沿海板塊和華北-東北板塊;而華北-東北板塊可進(jìn)一步劃分為華北板塊、松遼板塊等，華南-東南沿海板塊進(jìn)一步劃分為揚(yáng)子板塊和東南沿海板塊等。

(2)印度板塊碰撞、擠壓中國地塊、太平洋板塊大角度俯沖下拉中國地塊是中國現(xiàn)代大地構(gòu)造形成的主要推動力。印度板塊擠壓俯沖中國地塊使青藏高原隆起決定了中國大地地形地貌特征、水系分布、影響了中國氣候環(huán)境。這一地質(zhì)事件對中國現(xiàn)代大地構(gòu)造格局起著決定性的作用，是最重要的因素。

(3)青藏-川西-云南板塊邊緣及板內(nèi)現(xiàn)代構(gòu)造活動強(qiáng)烈，地震多沿弧形逆沖斷裂、縫合線發(fā)生、遷移、發(fā)展，是防震減災(zāi)重點(diǎn)區(qū)域。臨太平洋板塊邊緣和板內(nèi)構(gòu)造活動居中，地震多出現(xiàn)在北東-南西向的斷裂帶上或出現(xiàn)在斷裂交匯處，亦是防震減災(zāi)不可忽視的區(qū)域。內(nèi)蒙-塔里木-鄂爾多斯板塊為相對穩(wěn)定的板塊，地震活動相對較少。

(4)本文將塔里木、巴丹吉林、騰格里沙盆劃歸內(nèi)蒙-塔里木-鄂爾多斯板塊，將四川盆地、秦嶺劃歸臨太平洋板塊。它們在中國現(xiàn)代大地構(gòu)造格局形成中的作用和重要性特別是秦嶺的中流砥柱作用留給大家討論。文中存在問題和不當(dāng)之處請批評指正。

［1］金性春.漂移不息的大陸［M］.成都:四川科學(xué)技術(shù)出版社，2009.

［2］巫建華.大地構(gòu)造學(xué)概論與中國大地構(gòu)造學(xué)綱要［M］.北京:地質(zhì)出版社，2008.

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2095-4654(2014)08-0020-03

2014-03-20