地殼波浪運動及其特點
自地球出現地殼以來,地殼就處在不斷地運動變化之中。通過各種運動,地殼由滕朧軟弱的狀態逐漸變為這樣分化顯著,構造複雜,剛性較強的殼體,由以波浪運動方式為主的塑性形變,逐步發展為以斷裂為主的地殼波浪形變階段。地殼的這種運動具有明顯的階段性和不可逆演性。所謂波浪運動,是指地殼在地球動應力場和岩石靜壓應力場(重力場)的聯合作用下,所發生的地殼單元體的整體運動和單元體的形變。其形變是指某一單元體在相鄰單元體的作用下,由邊緣開始形成的相對隆起和沉降帶,逐步向單元體另一側或單元體內潮進的形變過程。其產物是波峰帶波谷帶構造系列(簡稱為波列)。它是一種具有一定時空關係的三維運動。單元體內的這種波浪運動嚴格受單元體邊界條件(單元體形態、接觸面及作用力束)的制約。地殼的波浪運動具有時間上的階段性、不可逆性和周期性及空間上的連續性、潮進性和迭加干涉性。因此,也就決定了波列有許多特點。例如,波列分布的區域性,波峰帶、波谷帶、斷裂帶等的近等距性和岩漿岩呈近等距條帶的分布等。由於潮進力作用,波列往往不對稱。波浪運動的迭加干涉,使波谷地塊相對穩定,波峰區帶相對活動,使同一地區的構造隸屬關係具有多重性.
中國地殼波浪運動的階段劃分
在中國地殼的形變史中,總體可分為五大階段;即地殼初始階段、緯經波浪運動階段、古地中——華夏波浪運動階段、地中——外環太波浪運動階段和喜山——環太波浪運動階段。上述階段的劃分,主要是根據下述四個方面:
1)地質體分布,古老地層往往沿緯向和經向出露;地質單元的形成與分布,如中國古老的地質單元——東北區、華北區、華南區等;侵入岩帶表現為:元古代以前的大多分布在緯經波峰帶J晉寧期、加里東期和海西期的分布於古地中和華夏波峰帶,喜山期的主要分布於喜馬拉雅波峰帶和台灣波峰帶。岩漿侵入岩的這種時空分布規律,無疑是波浪運動階段性的反映。
2)巨觀構造形跡:前古生代的深斷裂均展布於緯經波峰帶;古生代斷裂展布於古地中,華夏波峰帶;中新生代斷裂多數分布於地中、新華夏波峰帶或者平行予這兩組波列的走向.這也說明了斷裂是波浪運動的伴生產物。
3)巨觀地貌;如緯經向展布的陰山——天山、崑崙——秦嶺,斜向的婆羅科努山——祁連山——大別山等。
4)諸如傳統的構造階段和旋迴的劃分,構造帶的研究成果,地質力學的構造體系研究成果,膨脹說所提出的在地殼剛化後,分別於太古代、晚元古代和中新生代、所發生的三次大規模的地球膨脹等,對階段的劃分,都有一定的參考意義。
中國地殼波浪運動的發生和發展
中國及其鄰區,在古老的波浪運動勞亞地殼單元體和岡瓦納單元體的相互作用下,所產生的南北潮進的經向波浪運動,於太古代開始,至晉寧運動結束,形成了橫亘亞洲的緯向波列。亞洲地層的分帶提供了這種佐證。中國境內的陰山——天山、崑崙——秦嶺和南嶺三條波峰帶,橫亘於中國的北部、中部和南部,從而使中國地質發展出現了南北差異。大約在太古代末期或早元古代早期,在太平洋地殼單元體的作用下,發生了由東向西潮進的緯向波浪運動。形成了迭加於緯向波列之上的經向波列。從而構成了控制中國昂畢宙地履發展的古老波格線架。晚元古代末期地球膨脹(表現為晉寧運動),“大陸”解體,形成了中國、印巴和太平洋地殼單元體“品”字型狀態。從而使中國地殼開始受印巴、太平洋單元體的作用。地殼形變也進入了古地中——華夏波浪運動階段。兩組波浪運動的干涉,形成了北西向古地中和北東向華夏波列干涉網。大約到印支運動時期,地球再次膨脹, “大陸殼”開始漂移“,單元體之間的作用力發生了改變。中國殼塊的運動進入了地中——外環太波浪運動階段。形成了地中波列和中國十分醒目的北北東向新華夏波列。在第三紀,開始了喜山——環太波浪運動階段。這個階段的產物只有喜馬拉雅波峰帶和台灣波峰帶比較特徵。經過多階段波浪運動的中國地殼,形成了當今波列迭加干涉的波列網。
對煤炭形成與分布的控制作用
中國煤炭資源極為豐富。主要形成於石炭二疊紀、三疊紀、早中侏羅世、晚侏羅世和第三紀等地質歷史時期。分布十分廣泛。從成因上講,煤炭的形成與分布嚴格受成煤環境和構造條件的雙重控制,而這兩種因素正是波浪運動的產物和表現。所以說,波浪運動具有顯著的控制作用。古老的緯向波浪運動所形成的天山——陰山、崑崙——秦嶺和南嶺三條緯向波峰帶,構成了區劃古氣候的天然界限。緯經波浪運動的迭加,形成了中國的地質構造單元。構成了幾大聚煤區(東北、華北、華南和西北及滇藏聚煤區)。 ‘古地中——華夏和地中——外環太波浪運動,導致了中國聚煤中心從老到新的遷移。古老的石煤形成於華南區,石炭
二疊紀聚煤中心轉移到了華北區}早中侏羅世位於西北區,到晚侏羅世聚煤中心移至東北區。隨著新華夏波浪運動的發展,中國東部中新生代含煤盆地表現的自西向東依次發育的時空規律也很特徵。在煤田預測中,我們還發現各級次波列有一定的挨次控煤作用。緯經波列控制著聚煤區的時空分布;斜向波列控制著含煤盆地的形成與分布;盆地內更次級波列控制了寓煤帶。譬如中國東北聚煤區大興安嶺西坡侏羅紀的含煤盆地呈北東向成排,北北東向成列的規則格線排布。霍林河煤盆地,其內發育的北西向基底隆起,使北西向延長的富煤帶在北東向呈近等距分布。
總之,地殼的波浪運動是地殼運動的主要方式。它控制著中國地質的發展和礦產的形成與分布,因此,進行地殼波浪運動學說的研究,不僅有理論意義,而且有實踐意義。