地球科学
洋中脊与长期地理极移的联系
投稿人:陈小华 投稿时间:2024-11-19 20:41 访问量:

《地球》<彩图科技百科全书中国2005>在深海钻探与洋壳年龄<海底扩张>中介绍: 洋壳的年龄均不老于中侏罗世。这就是说,占地球表面积60%的洋壳,是在占地质历史不到5%的最近时期形成的。自洋中脊顶部向两侧,洋壳年龄变老,水深增加,沉积层加厚,这一系例地质地球物理现象的有序变化,正是海底扩张的产物。

全球洋中脊既有相似性,又有各自特征。共同的相似性表明地球板块运动有一个共同的动力机制、成长历史;各自特征是相同机制下在不同区域产生不同效果。

一、相似性  典型洋中脊构造是以中央轴部为增长带向两翼张开对称。全球洋中脊宽约1500-2000km。如果以5~250px/年的速度扩张,那么洋中脊的形成需要约1500~4000万年。这表明地球在这段时期处于同一动力机制下、相对稳定的板块运动期。

二、不同区域洋中脊特征

1.北冰洋凹陷区内洋中脊。此区域洋中脊只看到中央轴部,缺失翼部和中央隆起形态。北冰洋洋中脊是大西洋洋中脊向北连续延伸部分。连续性表明:北冰洋和北大西洋曾经有相似的洋中脊成长过程。差异性则表明:北大西洋继续扩张运动,而北冰洋洋中脊停滞生长,并且在凹陷作用下,两翼和中央隆起消失了。

结合长期地理极移和磁极凹陷作用的假设,又表明北冰洋当时并不是地理极所在地,所以能够形成洋中脊构造,后来地理极移动到现在的位置,伴随地理极而来的是磁极漂移。磁极凹陷作用,导致原洋中脊构造被凹陷作用所困、停滞生长。《天文地球动力学》的数据认为:长期地理极移的方向是西经68°,0.003"/年

0.003"/年x1500万年≈12.5°     0.003"/年 x4000万年≈33.3°

北冰洋洋中脊的分布情况,可以排除初始地理北极所在区域,从而大致确定长期地理极移路径,即:地理北极从北美洲大陆与格陵兰岛之间凹陷区移动12.5°~33.3°,历时1500~4000万年。

2.环南极大陆凹陷环中的洋中脊

环南极大陆凹陷环中洋中脊,在凹陷环境下,却保持比较完整的典型状态,把全球各个区域的洋中脊联结在一起,保持不同区域各自特点。南极大陆象一个巨大的凸轮,向北伸出三条飘带。

a.以布韦岛为起点,南大西洋洋中脊与之连接的西南印度洋的“入”西侧洋中脊,其翼部为西南-- 东北方向对称,体现了南极大陆相对非洲大陆向西南方向移动、分离。

b.东南印度洋“入”洋中脊东侧,翼部对称方向逐渐从西南--东北方向转为南北向,在大洋洲南部又转变为西北--东南方向。表明该区域非洲大陆、大洋洲、南极大陆三者之间运动关系。非洲大陆与大洋洲之间西南--东北方向张裂运动;南极大陆作为一个整体与非洲大陆、大洋洲之间张裂关系。南极大陆内部毛德皇后地、威尔克斯地之间东西张裂运动。这表明南极大陆圆形轮廓不是简单地切割出来的,而是经过内部的延展过程。

C.大洋洲东南部、南太平洋洋中脊轴部呈现阶梯状间断运动,东南太平洋有洋中脊的分枝。表明该处洋中脊发展过程的停滞和不均匀:初始时洋中脊是典型的中央轴、两翼对称形态;之后,中央轴错位、断裂代赞了翼部扩张,这是该区域板块运动的特殊性。

d.南美洲大陆南端与南极大陆之间是德雷克海峡、斯科舍海和南桑威奇群岛。海盆代替了洋中脊。以长期地理极移和磁极凹陷作用的观点,此处为长期地理极移延长线(西经65°),磁极凹陷作用随着地理极移向北递进,海盆和合恩角的破碎是新的凹陷作用的结果。这里也是全球地震最为活跃的地区之一,表明正在发生的强烈的板块运动。

3.红海--亚丁湾洋中脊,是印度洋“入”洋中脊的西北末端,洋中脊规模相对较小,轴部扭曲、翼部方向变化大,可以看出阿拉伯半岛与非洲大陆东北部之间的断裂、错位运动,体现出大陆被分割初期所表现出的洋中脊特殊形态。

如果地中海构造是红海--亚丁湾的复制翻板,与大西洋、印度洋洋中脊合围非洲大陆,非洲大陆就是一个稳定的中心区域,可以当作长期地理极移16区域划分坐标O1所在地。大西洋、印度洋洋中脊在赤道区的经度分别是西经10°、东经70°,其中间点在东经30°,与假设的O1(25°)仅有5°的差异。

4.冰岛和夏威夷群岛构造。两点在北半球经度上有约180°对称,在16区域划分上分属15.16区,区别是纬度高低不同,高纬度点位比低纬度的速度变化比例等值线变化更大。

a.冰岛处于北大西洋洋中脊与北冰洋洋中脊之间衔接部位,未受到北冰洋凹陷区的完全影响,又不象大西洋洋中脊一样毫无阻碍的成长。冰岛地质构造上,有洋中脊中央轴部的存在,两翼张开规模变小,中央轴部抬升、出露海面、火山活动剧烈。

b.夏威夷群岛在北纬20-30°之间,比冰岛(北纬65°)低许多。其群岛西北--东南方向延展,与洋中脊翼部扩张运动相似。 北太平洋中东部洋中脊缺失中央轴部,夏威夷群岛火山岛屿增长赞代了中央轴部增长活动。

5.西北太平洋的岛弧+海盆构造。《东亚大陆和西北太平洋岛弧构造的顶撞运动》(陈小华 2024)认为:2区内点位与坐标O2(西经155°)之间是西北--东南方向张裂运动;速度变化比例等值线控制的点位之间是西南--东北方向收缩造山运动;南部岛弧比北部岛弧向西位移更快,两者形态造成南部岛弧的北端顶撞在北部岛弧的腰上。

岛弧+海盆构造是不均匀的张裂运动,替代了典型的洋中脊轴翼对称构造。《中国当代科技精华--地学卷》中李乃胜,翟世奎分别从地质构造、海洋地热的角度分析,认为冲绳海槽是陆壳向洋壳过渡的构造。由此,本人认为冲绳海槽的形态代表了西北太平洋广泛的海盆成长初期状态。

6.大洋洲处于印度洋、南太平洋洋中脊,和夏威夷群岛、西北太平洋海盆包围中,与非洲大陆有相似之处。

 印度洋、东太平洋洋中脊在赤道区经度分别是东经70°、 西经100°,两者中间点在东经165°,与假设的O2西经155°相距较远。 但是以45~55˚的平均间隔,则O2与西经100°之间为55°,则O2仍然在一个合理的范围之内。

陈小华   2024.8.10.

本文参考:

1.《中国当代科技精华--地学卷》

2.《天文地球动力学》 叶淑华 黄珹  主编

3.《洋中脊与区域划分、板块运动的关系》陈小华2024

4.《全球地震的区域划分、传导和周期性》陈小华2024、

5.《东亚大陆和西北太平洋岛孤构造的顶撞运动》陈小华2024

6.《地球》 彩图科技百科全书中国2005