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地殼構造與地殼運動 地殼運動問題，是地球內部和外部矛盾諸方面斗爭的問題。地質工作者對這個問題的看法，有強烈的分歧，其激烈的程度，超過了啟蒙時代的那些地質論戰。這是很自然的。因為，一個地質工作者對這個問題的看法，就基本決定了他對地質工作關鍵性問題的立場、觀點和方法，特別是決定了對礦產資源的勘探、地震地質和水文、工程地質等方面工作的指導思想。 地殼的厚度，在地球全部的結構中，只占極薄的一層。然而，這個地球表面極薄的一層，就是地球過去漫長歷史中保存下來的遺跡。造成這些遺跡的因素：第一，來自地殼以外的，首先有籠罩著地殼的大氣層，太陽、月球，其次是星體的各種輻射作用，可能發生某種影響。另外，還有象宇宙空間的微塵和隕星之類的東西落到地球上，也可能發生些微影響。第二，就是地殼以下地球內部物質的變化和運動，例如在高溫、高壓的條件下，物質的化學和物理的變化。由重力、日月潮汐，主要指體潮(有人稱為固體潮，但地球深部，現在究竟是什么體，還不清楚)的作用和地球自轉的影響而產生的運動，都不可避免地要集中反映到地殼中來。 地殼內外這兩方面，過去和現在發生的一切現象，都只能從構成地殼那些物質的結構和構造中，探索問題的實質，才能保證走上辯證唯物主義的正確道路。 有的地質工作者，堅持地殼運動的主要因素是垂直運動。他們一概否定水平運動的重要性，對大規模水平運動的現象，不加理睬。這種垂直運動論的由來，可能與古老的大陸固定論、海洋永恒論有一定的聯系。 地殼發生運動，是矛盾的許多方面相互斗爭的反映。什么是地殼運動的主要矛盾呢?目前，有種種說法： (1) 有些人認為，地球是由一團熱質冷卻固結而成的，在它的表層溫度首先下降，內部大量的熱，也通過對流和表層的傳導逐步冷卻。在這樣冷卻的過程中，地球的體積逐漸縮小，以致首先形成的殼子，到處發生了褶皺。這是原始造山運動的論點。事實上，地球在地質時代的歷史證明，強烈的造山運動，不是連續不斷發生的，而是在某些時代表現得特別強烈。如果真是因為地球冷卻而縮小體積，以致在地殼上發生褶皺、斷裂等等，那么這樣發生的褶皺和斷裂，就應該是亂雜無章，但事實不是這樣。還有更重要的一條，就是地球中含有大量的放射性元素，由于這些元素不斷蛻變所產生的熱量，不僅可以抵消它失去的熱，而有可能比失去的熱更多。不管是地殼在逐漸變熱，還是達到了熱平衡的狀態，這樣一來，地殼就起了地球內部的熱往外送出的封鎖作用。根據這些理由，這種由于地球冷卻收縮而發動地殼運動的論點，是行不通的。 (2) 另外，有些人把太陽和月球對地球引起的體潮，當做主要矛盾來看待。太陽和月球，特別是后者，對自轉著的地球當然要引起一定的體潮，而地球本身也必然抗拒這種體潮的發生。但是，根據地球內部現在的結構來看，這種體潮的影響是很輕微的，而這種輕微的體潮，不可能在地殼中引起強烈的運動，例如造山運動等等。如果地殼中強烈的運動，真是由潮汐的力量引起的，那么在地球自轉一周的過程中，也就是說每天都要發生強烈的地殼運動。這顯然是與事實不符。 (3) 與傳統的論點相反，近年來，有些人認為地球在它歷史發展過程中，不是不斷收縮，而是不斷膨脹。他們聲稱，重力是使地球的質量趨向于集中的動力，而礦物晶體的結構和礦物質本身受到重力的強大壓力，以致晶格破壞，礦物質外層乃至內層的電子和原子核心分離，造成一種所謂壓力電離化的現象。這種現象，在某些火成巖通道的墻壁上，從殘存的某些巖石和礦物質得到了證明。例如；石英(二氧化硅)是酸性巖石中最普遍的礦物，它的密度一般是2.65，但當溫度在500—800℃，壓力在35，000個大氣壓以上時，它會變質成為第二種結晶形式的二氧化硅，密度是3.01。上述的壓力，大致與地幔頂上所受的壓力相當。在地下 300公里深度的壓力條件下，這個第二種結晶形式的二氧化硅，又變質了。它的密度變得更大，它的硬度變得和金剛石一樣。這種形式的二氧化硅結晶，可以用人工造成，也曾在德國的一個盆地底下發現。 石炭的主要成分是碳，在巨大壓力下，碳變為石墨，這是我們經常見到的現象。石墨在更大的壓力下，就變為金剛石，這也是大家所熟悉的。在地下深1,300公里的壓力下，金剛石就不能存在了。它變成與鐵相類似的一種金屬形式的物質。這種碳變質的現象，在實驗室中得到了證實。但是壓力一減，那種金屬狀的碳，立刻又回復它金剛石的形式。 在強大的壓力下，巖石也是相應變質的。例如組成地幔主要成分的橄欖巖，在地幔頂上，它的密度是3.32，但到地球核心部分的頂上，它的密度就突然變為9.71。這些數據，是通過傳播地震震波速度的變化而取得的，是可靠的。 綜合這些事實，持地球膨脹論觀點的人們認為，產生地殼運動的主要矛盾，是重力使地球物質集中的趨向，和被壓縮而達到了一定集中程度的物質反集中趨向的相互斗爭。這個論點的調子，和宇宙膨脹說是一唱一和的。按這個說法，宇宙萬有引力常數不斷變小了，地球吸力常數也不斷變小了，因為重力的壓力不斷地減輕，地球內部物質存在的形態就不斷地變化。地殼的厚度，在地幔上部的物質密度變小的情況下，逐漸增厚，而地幔的下部，又在地球核心上部的物質，密度變小的情況下，逐漸往深部移動。持這個觀點的人們認為，地球內部存在的一層一層不連續現象，即突然變更的現象，不是由物質本身的變更，而是反映物質存在形態的變更。他們還認為，地球的核心部分，不一定象傳統的說法那樣，是鐵鎳組成的，而是可以由被巨大壓力壓毀了電子的各種原子結構，都會呈現密度很大，帶有金屬性質的東西。 現在讓我們考慮一下，這個不斷膨脹的地球，對地殼的表層應該發生什么結果?很清楚，在那種情況下，地球的表面，就不可避免地在地球發展的歷史過程中，不斷地發生無數裂口，那種裂口應該是普遍的，亂雜無章的。地球膨脹論者，以大洋的海嶺中存在的玄武巖溢出，和非洲東部的斷裂帶作為例證，但是我們知道，這些裂隙都是較晚的地質時代發生的，而且它們都有一定的方向性，這就不能僅僅依靠它們作為地球膨脹的證據。還有那些由地層強烈褶皺構成的崇山峻嶺和遠程逆掩斷裂，又怎么能在周圍不斷引張狀態下形成呢?這當然是不可能的。 (4) 地球內部物質不斷發生對流的設想，盛行一時。有些人根據這個設想，認為這種對流是地殼運動發生的主要矛盾。照他們的看法，地球內部的物質，有些部分不斷緩慢上升，同時，另外一些部分相對緩慢下降，這樣形成了對流，到了這種對流上升到地球表層下面的時候，就分為兩股平流朝著相反的方向流動，經過一定的流程再轉向下降，回到地球深部。對流論者認為，當地球物質上升分為兩股平流的時候，地殼就會受到張裂的作用，于是就沿著某些地方發生了大斷裂。同時，地殼中受平流牽引的某些部分，就會發生大規模的水平運動，產生強烈褶皺，形成巨大山脈。譬如說，太平洋底下基性巖的平流，往東亞大陸方面流動，就造成了中國西部和中亞細亞的巨大山脈和異乎尋常的高原。這一看法，可以為中國的所謂“橫斷山脈”(實際上是縱斷山脈)的起源，提供解釋。但是，對那些走向東西的巨大山脈，例如天山、秦嶺、昆侖山、唐古拉山等等，就說不通了。 這個論點，唯一的比較有意義的根據，是太平洋東部海嶺中，某些部分海底熱流的數值特高的現象。但是這個現象，只能說是伴隨著海嶺中部基性巖漿流出而產生的現象。至于基性巖漿為什么在那個地方流出，這不是一定與地下對流有關的問題。實際上，從下面即將提出的地質力學觀點，我們可以更好的理解它。 這個論點，根本是從一種假定出發的，而不是以地殼構造現象所提供的事實為依據的。 (5) 還有一些人，在地殼運動問題上，著重地殼均衡代償現象。不錯，均衡代償不足的現象，是在大陸上許多地區，尤其是在高山峻嶺和高原地區，以及大陸與大洋的某些部分之間，經常發生的現象。這就是說，這些現象說明，重力的要求是一方面；而在重力場中存在的許多地塊，經常存在著不平衡的現象是另一方面。這兩方面的矛盾和斗爭，是地殼運動發生的主要矛盾。但是，我們要問：1．為什么在重力場的普遍要求下，地殼上許多地塊發生了那種重力異常的現象，這種異常現象的發生，必然另外有它的內因突破重力場的控制；2．由于地殼各部分均衡代償的作用而產生的運動，只能限于滿足重力場的要求，使有關的地塊發生相對升降運動。而事實上，地殼運動不僅是地塊的相對升降運動，還有大規模的水平運動。兩者相比，越來越多的事實證明，后者占主要的地位。至于次要的垂直運動，可能在某些地區，在一定程度上，反映了地殼均衡代償作用的影響，而在另外許多地區，是由水平運動所引起的。 (6) 大陸漂流說盛行了一時，遇到了傳統學派最堅決、最激烈的反對。支持大陸漂流論點的一派，雖然總起來講，都是主張水平運動論點為主的學派，但是其中又有許多不同的派別。各個派別，都要把地球上這幾塊大陸，按各自的觀點在各個地質時代，這樣擺布，那樣擺布。在這些學派內部之間有相互尖銳的斗爭，而又受到了傳統學派的重大壓力。近幾年來，由于古地磁方面工作的發展，取得了大量的但很不完全的資料。古地磁工作者注意到，在地質時代各個時期巖石中保存下來磁場的方向——即南北極的方向，與現在地球南北極方向有不同程度的差異。因此，他們就起來贊成把大陸或大陸中的一部分搬家或轉移方向，按他們各自所掌握的資料，把某些地質時代地球的兩極和赤道，移到符合于他們要求的地位。這樣，大陸漂流說又抬頭了。 在這里必須指出兩點： 第一，地球磁場的問題，至今還沒有解決，如若簡單地一概把“化石磁場”所指的南北極，當做那個古磁場所在的時代的地球南北極看待，那是不可靠的。舉一個顯著的例子，有時在同一地點，上下兩層巖石的磁場極向正相反對，能不能從這種現象立刻作出結論說，當時地球的兩極突然轉變了一百八十度，南極轉變為北極?這當然不可能。 第二，在某一地點某一地層中，某一部分所采取的化石磁場樣本，只能標志那塊樣本所在的巖層局部構造的變化，而古地磁工作者一般的作法，是不管局部的構造，而把它當做它所在的大陸一部分或全部轉變了方向的標志。這是由于不過細做工作而引起的嚴重錯誤。 從大陸的輪廓，地殼上各種構造現象，以及從某些陸上古生物分布的范圍來看，大陸漂流的論點的某些方面是值得考慮的。例如，南北美大陸對歐非大陸之間的關系來說，這個論點是更值得注意的。非洲、印度、澳洲大陸，在晚古生代舌羊齒植物群非常茂盛，而在北半球其他地區還未發現它們可靠的遺痕，同時又在這三個大陸塊上發生了一次大冰期，有些人把這三塊大陸在晚古生代聯在一起，稱它為貢瓦納大陸，看起來不能說是完全牽強附會。然而，他們要把印度搬到非洲，甚至搬到南極大陸附近去，從地殼構造方面考慮，這就很難令人信服。 (7) 以上列舉的幾條，大致總結了外國地質工作者對地殼運動問題的一些觀點和方法。這些觀點和方法，都或多或少對我國地質工作者，在地殼運動問題的認識上，有一定的影響。但是，在我國，也有部分地質工作者，堅持走我國自己的道路，根據我國地質構造發育的特殊優越條件，用地質力學的觀點和方法，提出了解決地殼運動問題的總方向，根據這個方向進一步解決火成巖活動的范圍和各種礦產分布的規律。 關于大陸殼構造這個詞的含義，有兩派不同的觀點：一派著重地殼表層，用直接或間接的方法可以實際觀測到的各種形變；另一派的觀點著重地槽、地臺和大小地塊的區劃。不管是根據第一方面的觀點或第二方面的觀點來分析地殼構造，我們不能不承認地殼運動是問題的實質。而地殼運動之所以發生，總不能離開力的作用。這樣，我們就不能不問兩派觀點的思想基礎和他們在不同思想方法基礎上進行工作的程序。用第一派觀點的地質工作者認為，那些從這個設想、那個假定出發的工作方法，是難免不走進形而上學的死胡同。
(甲)瑞士蘇黎世附近第四紀冰磧物中，白云巖礫石表面被壓成小坑的形狀。對瑞士地質有重大貢獻的海姆曾經注意到這種奇怪的石子，他經過反復考慮認為：礫石表面的小坑，是由于碳酸水的溶解形成的。但小坑邊緣所顯示那樣清楚的棱角表明，不象是由碳酸水腐蝕作用而形成的。
(乙)我國蘭田附近山谷冰川的冰磧中帶小坑的石子。這個石子是白云質的石灰巖。它表面的小坑邊緣也和甲圖所示的石子一樣，棱角顯著。但與甲圖所表明的特點有所不同，這個石子的小坑，肯定是由堅硬的小石粒嵌入白云質石灰巖礫石而形成的，有些嵌入的小石粒已經剝落成了小坑，也有小石粒還粘在上面很緊。估計有關山谷冰川的厚度，最多不超過二百米，即石粒當時所受到的壓力每平方厘米不到20公斤，大礫石的抗壓強度，遠遠超過這個數值，在冰川中溫度也不會升高，所以這種礫石無可爭辯地證明，巖石在長期受力，即使在受微弱力量的條件下，也是具有高度塑性的。 圖1． 山谷冰川底磧中顯示塑性形變的礫石 結構這個詞，是用來代表構成地殼的各種物質成分組合的形式，也可以說是微觀的構造形式。構造這個詞，是用來代表巖層和巖體中存在的各種永久性不同性質的形變。 形變，有彈性和非彈性的區別，但都是由力的作用引起的。一般的說，巖石對短時力的作用，只要不超過一定的強度，是具有彈性的。而在很長時間繼續受力的條件下，即使不超過彈性強度，看來仍然是具有塑性的。時間越長，它表現的塑性程度愈大(圖1)。巖石對于力的彈性形變反應，隨著力的消失，形變也基本消失。這種形變，在巖石中就很少留下痕跡。非彈性形變，必然在巖石中永久保存下來，由于力作用的方式不同，強弱不等，就必然引起相應的不同性質、不同大小的永久形變。這些永久形變的類型很多，其中包括巖層的坳褶、撓曲、褶皺和不同性質、不同大小的斷裂，如壓性的、張性的、扭性的(剪切性的)、壓扭性、張扭性的斷裂以及劈理、片理等等。 從這些構造現象，可以追索力的作用，從力的作用方式，才可以追索地殼運動的方式。我們研究地殼運動的問題，這條道路，看來是解決這個問題的一條正確道路。但這里，存在著原則性的分歧，有些地質工作者習慣于過去傳統的方法，把這些構造現象，往往孤立起來看待，或者是把相似的現象，例如互相平行的褶皺，或互相平行的斷裂，或互相平行的劈理、片理之類的構造跡象，不管它們的力學性質，等同看待。地質力學工作者們就不同意根據過去這樣的習慣來分析地質構造現象，而主張把那些有互相成生聯系的構造形象，不管它是褶皺或是斷裂，在一個地區發生的各種構造形象，只要它們有相互的聯系，而且大體上在相同時期產生的，那就可以把它們當做一個整體看待。這樣一個構造整體，稱為構造體系。 關鍵在于我們怎樣知道不同性質、不同大小、不同方位的構造形象，彼此之間有密切的成生聯系。這只有積累野外實際工作的經驗，尤其是有關礦產分布特點的實踐經驗，才能認識某些類型的構造形象。在許多地區經常相同或極相似地組合出現。這樣，一旦對某一類型的構造體系有初步的認識，我們還必須回到野外實際工作中去，通過實踐再實踐來檢驗那個初步的認識是否正確。通過構造類型客觀存在的認識，我們才算是基本上掌握構造體系的規律性。運用構造體系的這種規律性，對尋找礦產分布的規律是大有幫助的。必須強調，我們說初步掌握了構造類型的規律性：不等于說完全掌握了它的規律性。必須指出，我們還要進一步深入研究構造類型各個組成部分的特點，以及它們組合形式由于受到某種因素的干擾而發生局部的變化，才能加深我們對那種構造類型的認識。就是說，更確切地掌握了它的規律性，是大有利于尋找礦產分布規律的工作。反過來，在尋找礦產分布規律工作的實踐過程中，對有關構造類型的認識會更加細致，更加明確。 第二派的觀點，基本上是由國外傳來的傳統觀點。根據這種觀點分析地質構造現象，主要是強調這個地槽，那個地臺和其他給予了特殊名稱的地塊、地帶等等構造單元。這些“構造單元”，有些實質上是從古地理的粗略概念轉移過來的，有的是把經過了強烈構造運動的地帶和地塊，孤立地劃分出來。這樣劃分地塊和地帶都不免帶有主觀成分。由于帶有主觀成分，就很難確切地劃清它們的范圍，就是劃清了范圍，那也不能回答，為什么地殼中發生了那些獨特的地塊和地帶?為什么在一定的地方、一定的方向出現了那些東西? 從第一種觀點出發，我們對地質構造現象的分析，應該著重地考慮工作方法，才能清清楚楚根據客觀存在的實際現象，一步步前進，直到抓住問題的本質。 地球表面海陸的劃分，在漫長的地質時代中，可能有所變更。現今，大陸的面積不到百分之三十。但是，在地殼表層的大陸部分，它的構造形態暴露得比較清楚。現在，我們首先從地質力學的觀點，總結大陸構造的特點，然后再看太洋底部構造的某些突出現象。 一、大陸構造的主要特點 如果按照上述地質力學的觀點和方法來解決大陸構造運動問題，我們就應該立足于確實可靠的構造現象，即構造體系。只有通過實踐，逐步擴大觀測的范圍，落實構造體系的客觀存在和它們的主要特點，才能建立起解決問題的牢固基礎。我們在這方面的實踐，是從我國和東亞大陸瀕太平洋地區開始的。在地殼的這一部分，我們發現了若干重要的構造現象。它們反映大規模或局部地區地殼運動的形式。它們的分布特點和排列的規律性，并不局限于這個地區。 總結我國和東亞瀕太平洋地區的地殼構造特點，到現在為止，我們對下面幾個突出的類型，已經有所認識： (1) 巨型緯向構造體系。這個類型的構造體系，包括若干巨型復雜的東西構造帶，每一個復雜構造帶自成一個體系。它們的主體是走向東西的復式劇烈擠壓帶，由走向東西的褶皺帶和擠壓性斷裂構成。同時，有扭斷裂與它斜交，張斷裂與它垂直。這些，就是這種構造體系的重要特點。 (2) 經向構造體系。這些構造體系的主體，是由走向南北的擠壓帶，即單式或復式的劇烈褶皺構成。同時，有扭斷裂與它斜交，張斷裂與它垂直。在特殊的地帶如康藏山嶺地區，劇烈的擠壓現象，特別集中地表現出來。 (3) 走向北北東一南南西的平行構造帶，又總稱為新華夏系構造體系。這個構造體系的主體，是由沿著前述方向伸展的隆起帶或褶皺帶和含有隆起帶的沉降帶構成。同時，有扭斷裂與它們斜交，張斷裂與它們垂直。這個構造體系，是我國和東亞大陸瀕太平洋地帶的一種特殊構造現象。 (4) 走向東北一西南的平行褶帶群，總稱為華夏系或華夏式構造體系。這種構造體系，主要是由走向東北一西南的褶皺、壓性和壓扭性斷裂或劈理、片理等等構成。在褶皺發育的地區，經常有扭斷裂與它斜交，張斷裂與它垂直。這種華夏構造體系，大都出現于較古老的巖層中，一般較老于新華夏構造體系。但在后者發育的地層中，前者也有時出現。這種較新的，似華夏系的構造，叫做華夏式構造。 (5) 扭動構造體系。這種構造體系的形式是多樣的，但有一個共同的特點，即它們都反映它們所在的地區，經受過扭動作用。這種扭動作用，主要發生在水平面上，即地殼的表層。但有時涉及的深度較大，在深部出現不同程度，不同形式的扭動。 以上五種構造類型，都各自包括不同的構造體系。在一個地區，可以有幾個不同類型構造體系出現，復合在一起，互相干擾，互相穿插，也可以單獨在一個地區或地帶出現。 屬于不同類型的構造體系，主要是根據它們在地面表現的構造特征來鑒定的。就是說，反映地殼水平運動的構造形式。當然，在垂直方面，即地面以下到一定的深度，各個構造體系的各個組成部分有無變化，是個不容忽視的問題。事實上，我們已經在礦產勘探工作中，遇到了不少實例，地面所見到的構造形象，譬如一個背斜(即地層隆起帶)，往往越到深處，越趨于平緩，甚至完全消失。這種現象，在石油勘探工作中特別具有重要意義。 地殼表層的構造，在許多地區不見有火成巖類插入其中。這樣的構造所組成的構造體系，一般影響地殼的深度不大。但有時在一些構造比較劇烈的地區，有火成巖侵入。侵入的火成巖體，或者受構造體系的控制，或者在一定的程度上控制了構造體系的發展。不管在那種情況下，酸性火成巖，譬如說花崗巖出露的地帶或地區，如果是卷入了一個構造體系那樣的深度，一般比無火成巖侵入的構造體系較深。如果是有基性巖類(輝綠巖)或超基性巖類(橄欖巖)卷入其中，那樣的構造體系的深度就更大，可能在某些場合影響了地幔的上層。卷入一個構造體系的火成巖，也可以是由于地殼表層構造運動，造成裂隙或裂口從深部冒出。這種擠出或冒出的火成巖的類型很多，它們的形狀也是多樣的，但往往在一定程度上受到有關構造體系的控制。這個問題，對我們尋找金屬礦床，是個關鍵性的問題。
圖2 東亞大陸主要構造體系簡圖 總起來看，地殼的表層和表層的上部與其下各層的構造，在某些廣大地區中往往是不完全一致的，也可以說是脫節的。如果擴大一點范圍來看問題，我們可以說大陸的構造，尤其是大陸上層的構造與大洋底部的構造，在很大程度上是不一致的。這個事實，進一步說明了水平運動的重要性。 大家知道，構造運動的時期問題，一直是地質工作者爭論最激烈的問題。在許多劇烈褶皺地帶，往往強烈的運動有過多次的反復，而地質工作者最容易見到的運動跡象，大都是屬于最新一、兩次的運動陳跡。那些古老構造發生的時代，大都是很難找出確鑿的證據加以鑒定。 在古老巖層出露的地區中，后來發生的構造形跡，地質工作者們，往往習慣于把它們當做古老地質時代地殼運動的陳跡看待。這個不良的習慣，往往在分析地質構造的工作中，引起重大的錯誤。從構造體系的觀點看問題，我們既要盡可能確定構造體系形成的時期，又要不受構造體系的組成部分所穿插的巖層和巖體的時代約束。譬如說，現今長城的某些處所，主要是明代重修的，而重修所用的城磚，可能一部分是隋朝的，甚至是秦朝的，你能把一塊打了隋朝印記的城磚當做證據，說在明朝補修的那一部分長城是隋朝重修的嗎?當然不能。在古老巖石發育的地區，鑒別不同時代的構造體系組成部分，就經常遇到類似的問題。同位素年齡鑒定法，是依靠構造體系的某些組成部分中的礦物來鑒定的。那種礦物可能是在有關的構造體系產生時期來到的，也可能是由古老巖層中固有的礦物質加以改造而形成的。在后者的情況下，它所標志的年齡，就不是古老巖層卷入新構造體系的那些部分的年齡，而是古老巖石本身的年齡。在這方面，還有許多技術上的問題，在此不需深究。 (一) 巨型緯向構造體系 屬于這個類型的構造體系，在我國境內發育極為良好，已肯定的有三個體系，即：(1)陰山—天山構造帶；(2)秦嶺一昆侖構造帶；(3)南嶺構造帶。前兩條構造帶，在地貌上表現得極為明顯。南嶺構造帶，雖然地貌上不象前兩條那樣明顯，而通過物理勘探、特別是航磁測量，在很大程度上，可以證實地殼表層下部，乃至以下的巖層，確實是構成一個東西延長的隆起帶，地面上某些花嵐巖體向東西延長，以及其他許多斷斷續續走向東西的構造形跡，也證明了這一點。 還可能有第四條緯向構造帶，在我國境內橫亙海南島。 陰山—天山構造帶 陰山一天山構造帶的主體，大致位于北緯40°30′一42°30′之間，但在局部地區較寬或較窄，走向略微轉變。往西走，略有偏向西北伸展的趨勢，往東走，微微有向東北延伸的趨勢。主要是由古老變質巖系、震旦系、一部分古生代與中生代巖層的緊密褶皺和片斷的逆掩斷裂構成，有些花崗巖體和超基性巖帶滲雜其中，有壓性的劈理，扭壓性、張裂性和扭性斷裂伴隨。這個構造體系，至少從古生代以來，肯定反復經過多次強烈的構造運動，其中最晚的一次，大約在侏羅紀的末期或者侏羅紀以后。 在這一帶南部邊緣的某些段落，曾經發現過比較強烈的橫移斷裂的痕跡。這一點極堪注意，以后還要提到。 在這個長達4，000多公里的緯向構造帶中，存在著不少受其他構造體系干擾的現象。其中，最顯著的是在它的東段，兩次受到了新華夏系沉降帶的干擾。第一次是在遼河流域，在那里被新華夏系沉降帶(又稱為新華夏系內向斜)壓在底下。但是，通過航測的工作，證明了它仍然潛伏在它應該出現的地位，有時也冒出一點露頭，例如在遼寧鐵嶺。 再往東去，達到日本海的西岸，又第二次受到了新華夏系沉降帶(又稱為新華夏系外向斜)的影響，被壓在日本海的底下。但是，當它達到了東亞大陸的邊緣，出現了一種奇異的構造現象，即千島群島和日本列島這個系列的島嶼在那里相接，形成似掛在大陸邊上的兩個串珠狀的弧形列島。這個現象，不是偶然的，還有其他類似的現象。 這個巨型緯向構造體系，不僅局限于我國境內，只要不受其他強大的構造體系干擾，在地球上其他地區也斷斷續續出露。譬如說在中亞細亞北緯39°一40°之間，有幾條橫亙東西的劇烈構造帶(包括費爾干納、列寧納巴德以南的阿拉依什克、土耳其斯坦、札拉依什克以及斯大林納巴德以北的二迭、三迭紀巖層所組成的緊密褶皺帶)出現。由此往西，這個東西構造帶，受到了歐亞山字型構造前弧頂部的干擾，在地面不見它的痕跡，但到了土耳其北部瀕黑海地帶，劇烈東西緯向構造又出現了，在那里叫做阿納托利亞帶。橫亙保加利亞中部普蘭尼亞納和巴爾干半島的巴爾干諸山脈，包括羅多彼山脈，看來也是屬于這個緯向構造帶的范疇。在它的西段，由于受到了達爾馬特亞一阿爾卑斯構造體系的影響，有轉向西北的趨勢。 在歐洲的南部，特別是它的東南部，在較新的地質時代，發生了幾個大規模的旋扭構造，改變了當地原來的構造形象，撕毀了地殼表層原來在構造上連續的部分，而成為支離破碎的地塊。有的上升成為島嶼，有的下降成為深海。在地中海西部，下降的幅度更大，但是在北緯40°一43°左右，仍然存在著比利牛斯和坎塔布連山脈。這條山脈不是嚴格走向東西，而是稍偏西北。這也是受到了地中海地區發生大規模扭動的影響。須要指出，多數地質工作者都認為，比利牛斯山脈是第三紀時代造山運動的產物，但是有些人在那里做了詳細的工作，發現了在古生代時期造山運動的遺跡。 在大西洋底，也有一些跡象顯示橫亙東西的構造帶。在它穿過北大西洋海嶺的地方，它大致位于亞速爾群島以北不遠的海域。在毗連北美的海域中，形成所謂北美盆地的北部邊緣。在北美大陸的東部，古老的走向東北一西南的阿巴拉契亞劇烈褶皺帶，在紐約和波士頓這兩個地點的緯度之間，突然發生轉折，走向近東西的奇異現象。在美國西部同一緯度地帶，盡管受到了更劇烈的走向西北一東南的科迪勒拉褶皺山脈和所謂大盆地山脈最寬的地帶的控制，仍然出現一種奇異的現象，即在這個大致走向南北的地帶中，存在著東西延伸頗長的重力異常帶(負200～240毫伽)，并出現了一條走向東西的尤因他山脈。它是由前寒武紀地層巨型背斜構成的。這條山脈，看來和門德西諾以西、太平洋底的巨大擠壓兼平移斷裂帶，是一脈相承的。 秦嶺—昆侖構造帶 秦嶺一昆侖構造帶的主體，大致位于北緯32°30′一34°30′之間，但在局部地區有時范圍較寬或較窄，走向略微轉變。往西走，略有偏向西北伸展的趨勢。這個帶的秦嶺部分，大體上分為兩個亞帶：北亞帶由古老變質巖系組成，擠壓現象極為強烈；南亞帶主要由古生代海相巖層組成，擠壓現象也相當強烈。有些花崗巖體和超基性巖帶滲雜其中，并有壓性的劈理及扭壓性、張裂性和扭性斷裂伴隨。這個構造體系，至少從古生代以來，肯定反復經過多次強烈的構造運動。其中，最晚的一次，大約在侏羅紀的末期或者侏羅紀以后。 在這個長4，000多公里的緯向構造帶中，存在著不少受其他構造體系干擾的現象，其中最顯著的是在它的東段，兩次受到了新華夏系沉降帶的干擾。第一次，被新華夏系沉降帶，在華北平原南部壓在底下。同時，在江漢平原以北，又受到了淮陽山字型構造的干擾。然而航磁測量顯示，古老巖層的緯向構造帶，在華北平原南部和蘇北地區還有存在的征象。 再往東去，這一緯向帶，在黃海與東海之間，怎樣第二次又受新華夏系沉降帶的干擾，現在還不清楚。但是，到了日本九州的北部和日本本島關東和四國北部，這一劇烈緯向構造帝，又很明確的顯示出來。 在這里，也出現了日本弧形列島、琉球弧形群島和這一個緯向構造帶交接在一起所形成的奇異現象。 這個緯向構造帶的西部，顯然受到了西藏高原的影響，以致它的走向稍偏西北。往西走，受到巴達克山一興都庫什一蘇萊曼一伊朗弧形褶帶的抑制。但在阿富汗的北部，仍然出現了柯依巴巴等走向東西的褶皺山脈，往西為阿富汗與伊朗之間的南北伸展的山脈所阻擋。 地中海的海底構造，尤其它西部海底構造，甚為復雜，但在地中海南岸的西部，有幾條統稱為阿特拉斯的山脈，由古生代和中生代巖層緊密褶皺構成。阿特拉斯西端的走向，差不多是正東西，大部分在摩洛哥境內。它的中段的主要走向，有偏向北東東的趨勢，沿著阿爾及利亞和突尼斯瀕海地區伸展。近幾年來，在這個褶皺山脈中，發現了越來越多的與走向平行的平移斷裂。摩洛哥相對往西，突尼斯相對往東移動了150公里以上。有人認為，摩洛哥與突尼斯之間的相對平移運動，都是非洲大陸北部對歐洲南部來說，向東稍偏北發生了移動的結果。不過，突尼斯移動較多，摩洛哥移動較少。還有一種相反的看法。不管實際情況怎樣，兩個大陸之間這樣大規模的相對平移運動，很難避免產生一系列巨型扭動構造形式。這正說明歐洲南部的特殊構造形式。 美國南部，在北緯35°左右，有一條走向大致東西的烏奇塔山脈。往西去，這條山脈受到美洲西部高原突起的影響，形跡不明。它似乎在阿肯色河和雷德河之間，埋在地下逐漸平伏。在美洲西部走向西北～東南的山脈地帶，在洛杉磯以北，突然出現一種奇異的現象，即從北緯40°左右起，一直向東南伸展的這條山脈，在洛杉磯附近突然向東轉折，形成圣伯納迪諾山脈，而在太平洋岸以西，在同一緯度上又出現了圣巴巴拉一系列的島嶼，大致與摩勒大斷裂在緯度上是一致的。 在南半球同樣的緯度，也出現了東西向的構造帶。顯著的例子是，在南非的極南部，南緯34°左右，有幾條褶皺相當劇烈、走向東西的平行山脈，突然出現于一個地層比較平坦的地區，從石炭二迭紀到早白堊紀地層，都卷入了這些橫亙東西的山脈褶皺。在擠壓強烈的地段，褶皺向北倒復或成斷裂向北逆掩。褶皺運動，看來是不限于早白堊紀以后，而是從石炭二迭紀到白堊紀的這一段漫長的歷史時期中，發生過好幾次。每次褶皺的方向，大致都是走向東西的。有些人把這條所謂開普褶皺山脈，和非洲西南角沿海地區走向北北西的褶皺帶聯系在一起，作為一個整體看待。這是錯誤的。因為，后者褶皺的程度比較緩，發生的時期也不同。 在南美洲的同一緯度上，即在布宜諾斯艾利斯附近和它以西的地帶，可能也存在著一個走向東西的構造帶，但尚未能肯定。 南嶺構造帶 南嶺構造帶的主體，大致位于北緯24°一25°30′之間，在個別地區可以散布到北緯26°左右。其東段和中段，主要是由古生代和中生代巖層的褶皺和大批花崗巖、以及分布面積不大廣泛的變質巖系構成。它的西部即桂北、滇北地帶，主要是由古生代巖層局部褶皺或走向東西隆起帶反映出來。在中國西南部，南嶺構造帶受到其他構造體系的干擾極為強烈，所以在地表很少暴露它存在的跡象，但也不是影跡無蹤的。例如，橫斷廣西的中部，就有一些走向東西的褶皺，東起富川、鐘山、賀縣，西達宜山、河池。在滇北緊密褶皺的地區中，如北起鶴慶，南到安寧以南，也夾雜著東西向褶皺的分散片段。 在印度的中部，有一個隆起的地帶，包括凱姆爾丘陵及其東南地帶。在這個地帶，古老變質巖系帶著貢瓦納系(石炭二迭紀到侏羅紀)上升，形成一個東西方向延伸的地帶。它的位置在北緯24°左右，是否在構造上和南嶺帶相當，值得進一步研究。 在阿拉伯海灣的北部海底，有人曾經發現過走向東西的山脈，在緯度上，大致與南嶺相當。但這個海底的隆起帶，在構造體系上究竟是否屬于南嶺帶，尚待進一步調查。 在南半球非洲大陸上，南緯25°一26°之間，有一條極特殊的各式各樣火成巖的活動帶，叫做布什維爾德復雜火成巖帶。在德蘭士瓦的南部，東西長達400公里以上，南北寬90余公里。構成這個復雜火成巖帶的巖石，有酸性、基性火山巖流，也有酸性、堿性、基性和超基性巖侵入體，以及和這些侵入體密切相連的各種礦產。這個火成巖帶的活動時期很長，可能是間歇性的，大約到中生代初期，基本上停止了。 在澳大利亞中部，南緯25°左右，有一條由古老巖層構成的近于東西的馬斯格雷夫山脈。其中斷裂十分發育，有些部分近于直立，有的傾斜比較平緩。一般認為，在寒武紀以前，這條山脈已經形成了，并且僵化了。是否已經僵化了?看來，還不能肯定。它是否是南半球代表與南嶺構造帶相當的一個段落，現在還很難確定。 還有其他若干的緯向構造帶，似乎是具有全球意義的。橫亙我國海南島的緯向構造帶，其緯度位置，大致在18°一20°之間。老撾中部山嶺看來是屬于這一緯向構造帶。往東去，它恰好穿過由臺灣北部山脈、火燒島、紅頭嶼以及巴坦群島、巴布延群島反映出來的一個弧形構造與呂宋交接的處所。這個帶的緯向位置，和橫穿中美的帕拉斯地向斜，以及和它有關的緊密褶皺帶大致相當，也是和太平洋東部的克拉里用大斷裂所在的緯度相當的。在加勒比海的北岸，古巴南部到日斯巴尼亞島，也存在著一條顯著的走向東西的復雜構造帶。這個帶，大西洋底是否存在?或者以什么形式存在?目前，還不清楚，但在佛得角群島的北面，看來是有強烈反映的。 更重要的還有兩條緯向構造帶。一是沿著加勒比海南岸、南美洲北邊的一條巨大的平移構造。它在地下越過中美狹窄的陸梁，到太平洋方面和克利帕頓巨型平移斷裂帶連接。它的位置在北緯l0°左右。一是大致在北緯5°到南緯5°之間的巨大平移構造帶，在大陸上即地殼的表層上反映不太清楚，而在太平洋方面和大西洋方面的海底構造中，反映卻極為強烈。同一構造帶，在東南亞方面，由印度尼西亞列島和有關的海域的構造，特別突出地表現出來。它們和中美以及加勒比海海域周圍的島嶼一樣，清楚的標志著，有關的北半球大陸部分和南半球部分，曾發生過，可能現在還在繼續發生巨大的相對的平移運動。由于這種平移運動，在這兩個地帶就產生了極相類似的，以加勒比海和班達海為旋渦的巨型旋卷構造。 （待續） 原著： 李四光《天文 地質 古生物》1972年科學出版社，p.83-115 翻錄者： 陳立軍 2014.1.8 科學網博客： http://blog.sciencenet.cn/u/seisman |
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