• 汇集公众科学智慧交流科学思想见解
  • 点燃科学智慧火花构建互动交流平台
科学智慧火花
发表评论  3                

造山运动发展的模式之一

投稿时间:2017-08-19 13:49 投稿人:陈小华 【字号: 访问量:

造山运动是以地应力的传导为主导的地质表面变形过程,受制于地理极移运动产生的速度变化比例等值线(矢量)。在浙江西部的怀玉山到浙江中部的金华山,是造山运动向金衢盆地侵入的边际线,有一些新鲜的痕迹存在。

金衢盆地及北部山区属于古代下扬子地区的一部份。根据《下扬子地区牙形刺-生物地层与有机变质成熟度的指标》的推测,当时是温暧的广阔浅海或滨海地区。根据《与长期地理极移相伴的痕迹》(陈小华2016)的推测,该地区经历至少2000万年,向北移动、纬度增加约20度。

下面说的造山运动发展的模式是指山从小到大、从少到多的发展的模式。位置局限于东经115度以东的中国大陆。

造山运动发展的模式有H型和E型的区分。H型是主要的,E型是对H型的补充,并最后发展成为H的一部分。

H型:地应力连续地从西南向东北方向传导为主,辅以山脉两侧地应力间隔地从西北向东南方向扩展。形成的山脉是西南向东北方向延伸,弧凹面朝向极移方向延长线(东经115度)。舟山群岛是这个过程的典型。H中山体以西北-东南片状重叠,H的横部发育为山脉的南北分水岭;峡谷、溪流能够深入分水岭。山脉对盆地的侵入是H的川字尖部由西北-东南方向,用犁地式(或者是树根对硬地面破坏的形式)依次从高山-低山丘陵-平地,象手指一样伸入盆地。

E型:H型向盆地侵入过程中,川字末端逐渐尖灭、敞开,形成参差不齐、大小不一的喇叭口型。在条件成熟时,E型将封住一些喇叭口。E型山脉的发展机制与H型是一致的;E型的竖部好似H的横部,发展为南北分水岭,遵循西南-东北方向延伸的规律,山脊线连续不间断;E的三字横部好似H的川字竖部,从西北向东南方向延伸、尖灭。H与E相结合,形成山脉中一些三角形(或不规则的)小盆地。衢州盆地北部的铜山源库区、金华的浦江盆地就是这种原因形成的。

铜山源库区的南坡山脉与305国道之间围成的三角形区域,具有E字型构造的基本要素。在此具体介绍一下,以便能够较好地理解造山运动与平原之间的衔接关系。(附图)

(从高至低、从西北向东南)

A:主峰:山脊线连续不间断地由西南向东北延伸,长约6.5km,海拔400-600m,高度明显矮于两头的千里岗高山(800-900m)。没有明显延伸入山脊线的峡口。

B:副峰:处于主峰之下、山脚之上的孤立的小山峰,在主峰下均匀分布有一直排16个副峰,有一副峰呈长条三角形,其余呈锥形;高约50-100m,海拔200-300m,靠主峰内侧如剥离的悬崖状,外侧呈陡坡状。副峰的发育紧靠主峰,并且受雨水崩塌侵蚀,东北方向的副峰比西南的大、多、密。

C:指峰和指沟:副峰之下,山体坡度趋向平缓。象没有并拢的手指一样向东南方向延伸,手指状小山称为指峰,指缝状山沟称为指沟。指峰与副峰之间有缓坡衔接,指峰与最近的副峰之间相距约800m。指峰与副峰有一定的对应关系,但不完全是。指峰呈面包状,山顶平缓,有些是圆形,有些是长条形,逐渐尖灭。没有延伸关系的相邻指峰之间有指沟镶嵌,发育为水田或池塘。指峰的发育略迟于主峰和副峰,西南部早期的指峰明显比东北部指峰大、长、高;最北的一个指峰是(西南面依邻小山包)几乎孤立在水田中的单斜板页岩小山,高度不到10m。

D:平行小峰的组成是E构造的一个小缩影:也有主峰、指峰、指沟组成。只是规模更小一些。平行小峰在指峰、指沟末端,相隔百余米平地,凸出一排平行于主峰的小山,高度略高于指峰,长度约4.5km。在江山市西北部的积木山脚下,相似的平行小峰长度几乎与主峰的长度一致,约3-4km。平行小峰与指峰、指沟之间形成狭长的水田,溪流总是靠近平行小峰这一侧。这里最有可能是E字型构造与平原之间产生短距离平移的地方。平行小峰一侧溪沟形成的力学机制,可以解释岛弧构造中岛弧-海沟-海盆(平原)的形成机制。这种处于主峰和平行小峰之间的溪沟与海沟是类似的。海洋扩张理论中的海洋板块俯冲到大陆板块下面的设想是靠不住的,误导他人的思路。

E:平原(低丘、水田、溪流):与平行小峰或指峰、指沟相邻的平原,原有的水平沉积岩构造发生轻缓的变化,低缓的小山丘、水田、河滩呈现逐渐坡降的缓坡状,表现为南北向的长条状,沉积岩的倾斜或褶皱角度5-10°之间。小山丘的顶部与溪流之间高差30-50米。平原低丘的上层岩层是黄土覆盖轻微变质的紫砂岩(土),极易被流水冲刷。现在看到的指沟、指峰、平原低丘构造,是地应力和流水共同作用的结果。靠近平原(水田)侧,流水冲刷起更大的作用;靠近山峰一侧,地应力的作用更大。在平行小峰、副峰上发现旧河道沉积物变质岩裸露在山体表面,好像是混泥土块一样。

二、 造山带与平原的交际

1、 当H、E造山带的末端尖灭后,就停止伸入平原内部,以小溪流走向改变为标志。当地的溪流都汇入衢江干流(西南-东北走向)。如果西北-东南向小溪流能够延伸到干流河岸,那么岸坡岩层倾斜幅度比较大,下部的紫砂岩(粉砂岩)变得更加致密,倾角一般有45°,有见80°以上者。如果西北-东南向小溪流转折为南北向延伸到干流,那么干流岸坡沉积岩的倾斜比较平缓,变质轻微,有砾石混杂其中。这可以说明,是地应力(造山带的)促使指峰插入平原,方向为西北-东南向;地应力的作用下,岩体发生相应的变形变质。

2、 造山带与平原相比较:造山带用海拔上升、密度增加(变质岩),换取表面截面积的缩小。平原的变化比较轻微,主要变化隐藏在下伏岩层上。这样就会形成手掌状构造:山脉是掌根,表现为海拔高、增厚、收缩变短;向下延伸为指与指缝;外缘为平原,表现为海拔低、薄、长。虽然造山带收缩明显大于平原,但是有指峰、指沟、平行小峰的过渡结构,造山带与相邻的平原之间不存在大尺度(几十公里)的平移。从更大范围看,H和E组成贝壳或鳞片状。多个“贝壳”、“鳞片”组成的山脉平原组合,是造山运动、造陆运动的片段,它的收缩产生中国大陆东部半圆形轮廓。

本文参考:

1. 《下扬子地区牙形刺-生物地层与有机成熟度的指标》   王成源 主编1993

2. 《板块运动中的几何》 陈小华 2016.9.20

3. 《与长期地理极移运动相伴的痕迹》 陈小华 2016.9.25