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冰川导致地球演化
冰川导致地球演化
廖永岩
广东海洋大学
电子信箱:
rock6783@
随着对地球的不断认识,人们就大地构造,曾提出过很多学说。
比较著名的有地槽-地台学说(J.D.Dana,1873)、大陆漂移学说(Wegener,1912;Wegener,1915;Wegener,1929;Wegener,2001)、海底扩张学说(Hess,1962;Dietz,1961)和板块构造学说等(Morgan,1968;Isachset.al.,1968;Mckenzie,1969)。
板块构造学说得到古地磁学、地震学和古生物学等众多科学依据和测量数据的支持,被称为20世纪地质学的伟大成就(傅容珊和黄建华,2001)。
板块构造学说对2亿年龄的海洋和大洋壳的地质问题,进行了很好的解释(Mckenzie,1969;傅容珊和黄建华,2001),但仍留下一些有待解决的问题(傅容珊和黄建华,2001;Stacey,1992;宋春青和张振春,1996)。
为了解决大陆地质历史演化过程、地壳生长机制和板块运动驱动力等方面的问题,我们就现有地质学、古生物学、地球物理学、地球化学和古气候学等资料,对大地构造演化的地球动力学问题进行了研究。
1地幔浮力面理论
我们先来做一个木块浸水小实验。
将一些不同形状、大小及比重的木块,放入一盆水中(见图1)。
因为木块的比重比水小,木块将浮在水中。
根据阿基米德原理(浮力定理),由于水对浸入水中部分的木块产生的浮力与木块的重量相等,不管木块的体积大小(只要不大于盆的水体),不管木块的比重大小(只要小于水的比重),不管木块的形状,也不管木块位于盆中水的什么高度,只要没有外力作用,最后,木块都会因为浮力作用,而停留在水面上。
我们将这时的盆内水面,叫做“浮力面”(见图1,a,e)。
图1.木块浸水平衡实验.A,大比重木块;B,普通比重木块;C,小比重木块;D,木块;E,加在上面的小木块;F,加在下面的小木块.
不管木块是什么形状和大小,比重较大时,木块浸入水中的部分较多,比重较小时,木块浸入水中的部分较少(见图1,a)。
不管是什么形状、大小及比重的木块,若在水面下木块上增加一小块木块(浸入水中)(见图1,f),由于增加的浮力大于增加的重力,则整个木块要相对“浮力面”上升,后又在“浮力面”处重新形成平衡(见图1,g);若我们在水面上木块上增加一小块木块(见图1,c),由于浮力不变,而重力增加,木块将要相对“浮力面”下降,后又在“浮力面”处重新形成平衡(见图1,d)。
我们将这种“浮力面”两侧的浮力和重力改变后又重新形成平衡的现象,叫做“浮力面平衡”(见图1)。
地球从外到内由地核、地幔和岩石圈构成(见图2)。
海洋岩石圈外是水和大气,大陆岩石圈外是大气。
地幔部分可当成一种流体(见图2,B,C,D)。
若把岩石圈看成是由很多个小块(岩石壳小块,将级成岩石圈的一部分称为岩石壳)组成,每个岩石壳小块都浮在比重较大的地幔流体上。
不管岩石壳小块原来位于什么高度(距地心的距离),由于岩石壳小块的重力(包括岩石圈上的水和大气的重力)和地幔对浸入地幔中岩石壳部分产生的浮力相等,岩石壳小块和地幔最后会在上面的木块浸水实验中的“浮力面”处达到一种流体静力学平衡。
我们将这个地幔和岩石壳形成的“浮力面”称作“地幔浮力面”(图2,F)。
“地幔浮力面”是一个想象平面。
因为,在实际的地球中,地幔外全部被岩石圈包围,是看不到这个“地幔浮力面”的。
假设不考虑月球及其它星球对地球的影响及自转因素的话,地球的“地幔浮力面”是一个圆球面。
若考虑到地球的自转,过两极作一个切面,地球的“地幔浮力面”是以赤道为长轴,两极为短轴的椭圆。
所以,“地幔浮力面”和“大地水准面”的形状相似,只是比“大地水准面”稍小,且位于地壳下方。
假设没有外力的影响,地幔处于流体静力学平衡状态。
不管是大陆岩石壳或海洋岩石壳,岩石圈、水和大气的重量和地幔对其的浮力相等,都在“地幔浮力面”处保持平衡。
根据上面的木块浮力实验可知:
若在“地幔浮力面”下加一岩石壳(比地幔比重小)物质,整个岩石壳将上升;后又在“地幔浮力面”处重新形成平衡;若在“地幔浮力面”上加一岩石壳物质,岩石壳将下降,后又在“地幔浮力面”处重新形成平衡。
我们将这种“地幔浮力面”两侧的浮力和重力改变后又重新形成平衡叫做“地幔浮力面平衡”。
图2.地球的内部结构.A,岩石圈;B,软流圈;C,部分上地幔;D,下地幔;E,地核;F,地幔浮力面.
根据“地幔浮力面平衡”原理,若某一处的岩石壳“地幔浮力面”下生出了多余的“根”,那它必须相对于“地幔浮力面”上升,也就是它必须长出相应的“枝”来。
反过来,或某一岩石壳在地上长出了一定重量的多余“枝”,由于它的重量增加,那它必须相对“地幔浮力面”下降,也就是说,它必须相应地长出“根”来。
2冰川及其分类
冰川,一般可分为高山冰川和极地冰川。
高山冰川一般分布相对分散,且面积和体积相对较小。
北极冰川集中在格陵兰岛,占全球冰川的9%。
南极冰盖,集中了全球90%的冰川,位于南极洲上(秦大河和任贾文,2001)。
极地冰盖,根据它对地质影响的不同,又可以分为三种:
两极均是深海洋(海洋的深度大于冰川的入水深度,冰川不能直接和海洋底相接触)时形成的冰川——海洋冰川,两极均位于大陆而形成的冰川——双极冰川和一极是大陆一极是海洋时形成的冰川——单极冰川。
当冰川形成时,若是海洋冰川,不管冰川有多大,因其不能直接接触地壳,故它不能直接作用于它下面的地壳。
同时,由于冰川的下部直接位于海洋中,由于海洋的对流(包括水平流和垂直流),相对于大陆极冰川来说,容易熔化。
一般来说,这样的冰川不会造成明显的地质作用。
3诱发地震及冰川形成时的造海作用
为了便于理解冰川作用的机理,我们先来分析一下诱发地震。
诱发地震是人类活动引发的地震。
主要有水库地震、矿山地震等。
水库蓄水时,大量水转入,在水库处形成巨大荷载。
根据“地幔浮力面平衡”原理,水库处将相对“地幔浮力面”下降,这样就引起水库处地面下陷而形成地震。
矿山开采时,大量矿物(如煤炭)转出,在矿山处形成巨大卸载。
根据“地幔浮力面平衡”原理,矿山处将相对“地幔浮力面”上升,这样就引起矿山处地面上升而形成地震。
石油开采形成的地震和矿山地震类似。
虽然水库地震和矿山地震的发震机理,目前尚有争议(Gupta,1992;Gupta,2002;秦四清和张倬元,1995)。
但地震界一致公认,印度的Koyna水库6.4级(11-12-1967)(Gupta,1985;Agrawal,1972;Murthi,1968)和中国的新丰江水库6.1级(19-03-1962)地震(ChenandTalwani,1998;Rui1978),都是由于水库蓄水后引发的地震;德国东部Suna钾碱矿区5.2级(24-06-1975)和波兰Lublin铜矿区4.5级(24-03-1977)(张少泉等,1994)及中国湖南邵东煤矿3.2级(04-09-1997)地震,都是由于采矿或采煤引起的地震(GibowiczandGuterch,1982;Gibowicz,et.al.,1981;Cook,1970;肖和平,1998)。
据统计发现(1981):
10m<坝高≤90m的11000座大坝,发生水库地震的概率为0.63%;90m<坝高≤140m的大坝,发生水库地震的概率为10%;坝高≥140m的大坝,发生水库地震的概率为21%(易立新等,2003)。
这说明,水库地震的发生,明显与坝高和库容呈正相关;坝越高,库容越大,发生水库地震的可能性就越大。
矿山地震,也与矿井深度和开采量正相关(肖和平,1998;陈德贻等,1996)。
Koyna水库蓄水5年后发最大震(震源深度27km),新丰江水库蓄水2年后发最大震(震源深度5km)(易立新和车用太,2000)。
水库地震,具有明显的滞后性,这说明水体对岩石的作用,是一种缓慢作用过程。
水库区域能发生地震,就说明水库水体作用于岩石,已引起了岩石层的断裂。
Koyna水库,库深100m,库容2.78×109m3,库面积1.15×102km2,玄武岩底质;新丰江水库,库深97m,库容1.15×1010m3(约1.15×1013kg),库面积3.9×102km2,花岗岩底质(易立新和车用太,2000;杨清源等,1996)。
这说明,象Koyna和新丰江水库这样的水深和库容(水体质量),能引起玄武岩或花岗岩岩石层断裂,引发6级以上的地震(杨清源等,1996)。
从以上可以看出,虽然水库蓄水和矿山采矿,致岩石层断裂发生地震的机理,尚有待进一步研究(秦四清和张倬元,1995),但水库蓄水和矿山采矿能致玄武岩或花岗岩层断裂,已是不争的事实。
和诱发地震一样,冰川引起造海作用,也是由于巨大质量的转移造成的(Kivioja,1967)。
因为水库地震的发生,明显与坝高和库容呈正相关;坝越高,库容越大,发生水库地震的可能性就越大。
可以想象一下,假设南极不是冰盖而是一个水库,当一个水库贮水高度达到2450米,也就是Koyna水库或新丰江水库的坝高的24倍,你能保证这个超级“水库”不会引发地震吗?
你能保证这个超级“水库”处不下沉吗?
因为90m<坝高≤140m的大坝,发生水库地震的概率为10%;坝高≥140m的大坝,发生水库地震的概率为21%(易立新和车用太,2003),你估计一下,这个“坝高”2450米的南极巨无霸“水库”发生地震的概率是多少?
所以,当面积1.4×107km2、重约2.64×1019kg、平均厚2450m、最厚处4645m的南极冰盖形成时(秦大河和任贾文,2001),引起南极下陷,及引起地球岩石圈最易破裂处的花岗岩或玄武岩质岩石圈开裂,是很自然的。
现以南极冰盖为例,分析冰川形成时的造海作用。
南极冰盖未形成时,岩石圈和地幔处于流体静力学平衡状态(见图3,a)。
当南极冰盖形成时,2.64×1019kg的海洋水转移至南极,引起海退;海洋岩石壳上的重量将减少,南极大陆岩石壳上的重量将大大增加(见图3,b)。
因这种作用是缓慢进行的,地球将表现出明显的塑性(刘本培和蔡运龙,2000)(见图3,c-f)。
根据“地幔浮力面平衡”原理,南极冰盖下的岩壳将大幅度下降(见图3,c-f)。
图3.南极冰川形成引起的造海过程.A,岩浆从洋中脊涌出;B,南极冰川;C,老岩石壳;D,软流层;E,由洋中脊处涌出岩浆形成的新海洋岩石壳.
地球是一个密闭流体球体,岩石圈就是这个密闭流体的容器(见图2)。
根据流体力学原理,密闭流体在外力的作用下,流体不会或几乎不会被压缩;根据巴斯噶原理:
“施加压强于密闭容器内的流体,此压强无变化地传到流体的各部分及容器的器壁”(赵景员,五淑贤,1981)。
所以,当巨大重量的冰川引起南极岩石壳下陷时,将产生巨大的压强,流体地幔会把这个压强传至地幔的任何地方,并传至垂直于地壳的任何方向,且压强不变,方向向外(见图3,b)。
这样,地球将在这个巨大作用力的作用下,向外膨胀(图3,c-f)。
图4.洋中脊形成和海底扩张.A,海洋岩石壳外侧;B,海洋岩石壳内侧;C,岩浆流动方向;D,海底扩张方向;E,老洋底;F,早期形成的新洋底;G,较迟形成的新洋底;H,最后形成的新洋底.
地球向外膨胀时,地球表面积将增加;也就是说,冰川形成的巨大作用力,将利用类似水库地震或矿山地震形成时,致岩石断裂的机制,在岩石圈的某处(最易破裂处,一般为洋中脊),将其撕裂(图3,c-e)。
为了释放压力,岩浆将会从破裂处流出(图3,c-e)。
这样就形成了洋中脊,从而使海洋得到扩张(见图4)。
洋中脊逐渐流出岩浆(见图4,b-e),直至把冰川施加的压力全部释放完为止。
这就是造海运动(见图4,b-e)。
因洋中脊处岩浆的喷出,是由于流体的压力造成的,所以,洋中脊处喷出的岩浆,是比较容易流动的地幔深处类玄武岩岩浆的岩浆(见图2,C),形成的岩石是玄武岩。
其实,大陆岩石壳处也有岩浆上涌,只是大陆岩石壳较厚,岩浆不可能涌出地面,只会浸入陆壳的裂隙而形成浸入岩。
但这种岩石大多由地幔浅处较轻的中性或酸岩浆形成(见图2,B),多为高SiO2岩石类,如花岗岩。
冰川是逐渐形成的,洋中脊处的岩浆喷出,也是缓慢进行的,玄武岩岩浆喷出后凝固(图4,b-c),再喷出再凝固(图4,c-e)。
从而使地壳扩张(图4,b-e)。
南极冰盖对地球的作用,属于单极冰川作用,因北冰洋是海洋,冰川只能从一极挤压地球。
若是双极冰川,冰川将从二极挤压地球。
冰川一旦形成,冰川就会流动,巨大冰川的流动产生的力量是巨大的。
所以,当在一极或二极形成的冰川,它流动时产生的力量一旦大于位于它下面的地壳的抗张力,将造成地壳的破裂。
大陆板块一旦破裂,就会产生和海洋洋中脊一样的造海作用。
随着新海洋的形成,引起原来大陆板块的解体。
受不同岩石壳抗张力大小不同的影响,有的地方容易形成洋中脊式的海洋岩石壳扩张。
有的海洋岩石壳或大陆岩石壳,只有当压力足够大时,才可能形成洋中脊扩张。
也就是说,并不是所有的海洋的洋中脊都一定是同时或同等强度地喷发岩浆而形成造海运动。
有的先,有的后,有的快,有的慢。
先形成洋中脊的,洋底先扩张,后形成的,洋底后扩张,不形成洋中脊的不扩张。
形成洋中脊强度大的,洋底扩张快,形成洋中脊强度小的,洋底扩张慢。
在新解体的板块之间形成的洋中脊,也一样符合以上的变化规律。
这样,地球表面海洋的分布和大小,将重新进行调整。
有的海洋大小不变,有的海洋增大,有的海洋缩小;在原来没有海洋的地方,也会重新形成海洋。
4冰川消融时的造山运动
以现存类型的冰川消融为例,分析冰川消融时的造山作用。
当单极冰川或双极冰川消融时,情况刚好相反。
极地冰盖消失,大量的水注入海洋,海洋水面将升高,海水重量增加。
极地冰盖消失,极地岩石壳将从原来的下降状态升起,地球的内部压力减少。
岩石壳在以上两种力的共同作用下将收缩(见图5,a-c)。
岩石壳面积缩小,引发造山(陆)作用(见图5)。
图5.冰川消融引起的造山(陆)过程.A,南极冰川;B,老大陆岩石壳;C,由岩浆喷发形成的新海洋岩石壳;D,老海洋岩石壳;E,最新大陆岩石壳;F,较新大陆岩石壳.
因为现在的大陆岩石壳和海洋岩石壳相比,相当厚(宋春青和张振春,1996)。
大陆岩石壳的刚性远大于海洋岩石壳,海洋岩石壳受到压缩的可能性也远大于大陆岩石壳。
所以,造山运动,主要发生在海洋岩石壳(见图5,b,c)。
洋中脊部分,由于受到两边的挤压,将封闭。
若洋中脊两侧海洋岩石壳的比重相等、作用力相等,则洋中脊两侧共同上升,形成洋中脊隆起(这种情况为主)。
若洋中脊两则的密度或作用力不相等。
重的洋中脊一边海洋壳,有可能插入另一边洋壳的下面。
根据“地幔浮力面平衡”原理,将形成造山运动(这种情况较少)。
图6.地槽形成和造陆过程.A,岩石壳;B,早期沉积物;C,负压腔;D,后期沉积物;E,火山堆;F,类花岗岩岩浆层;G,类玄武岩岩浆层;H,玄武岩;“→”示火山喷发.
洋中脊两侧的洋壳部分,在两边大陆岩石壳的挤压下,一旦海洋岩石壳宽度超过海洋岩石壳的刚性范围,海洋岩石壳将发生形变(见图6,a-b)。
要么隆起,要么下降。
若隆起,就成为地背斜(海山)。
若下降,就成为海盆(地向斜)(见图6,b)。
由于海洋岩石壳的密度比较大,再加上冰川消融后形成的海水增加,地球内压下降,海洋岩石壳下降的面积将远大于抬升的面积,也就是说,海盆的面积远大于地背斜的面积(见图6,b)。
海盆一旦形成,将有沉积物在海盆里沉积(见图6,b)。
随着冰川不断地消融,岩石壳严重收缩。
海盆边缘受到严重挤压,因为海洋岩石壳刚性作用,海盆底部将不断下陷(见图6,b-c)。
同时,海盆里沉积的上千米的沉积物,也进一步加剧了海盆的下陷(见图6,b-c)。
下降的海盆,将又会有大量的沉积物沉积(见图6,c)。
海盆下降深度越来越深,盆口面积越来越小。
海盆下陷到一定程度,就转变为地槽(见图6,c)。
地槽下降越深,槽底洋壳的弯曲度就越大,当弯曲度越过洋壳的承受力时,槽底断裂(见图6,d)。
由于负压的作用,将造成大量玄武岩岩浆喷出(见图6,d-e)。
随着地槽的下陷,根据“地幔浮力面平衡”原理,地背斜将被抬升。
通过地背斜的抬升,来达到地槽和地背斜共同构成的浮力和重力平衡(见图6,b-c)。
随着地背斜的抬生和地槽进一步不断下陷,将加剧地槽底部岩石壳和地背斜岩石壳的弯曲。
当其弯曲程度超过连接它们洋壳的承受度时,将发生断裂。
这就引起地震,引起地槽和地背斜的分离(见图6,g)。
一旦地背斜和地槽分离,地槽因为失去两侧地背斜的牵扯,根据“地幔浮力面平衡”原理,由于地幔的浮力而上升(见图6,g-h);地背斜将因为没有地槽的支撑而下降,冲击下面的岩浆而引起火山喷发(主要为中性或酸性岩浆的喷发)(见图6,g-h)。
同时,地背斜岩石壳较重,地槽岩石壳较轻(地槽里沉积岩的比重小于火成岩性质的海洋岩石壳),地背斜和地槽岩石壳断裂时,地背斜岩石壳将向地槽下插入,这样,更进一步造成地槽抬升,形成中央隆起(见图6,g-h)。
从而形成地背斜和地槽之间的重新组合。
若这种组合型岩石壳达到一定厚度,根据“地幔浮力面平衡”原理而抬升出海面从而形成陆地板块(见图5,b,c;E,F)。
这称为造陆运动。
造陆过程简化如下:
这样,由于部分或全部海洋岩石壳转化为陆地板块,使陆地板块增加,海洋相对缩小(见图5,a-c)。
海洋岩石壳和大陆岩石壳接触处,同样会有或大或小的海盆或地槽形成(见图7,b-c)。
一旦地槽形成,在不断的、巨大的地球收缩挤压力作用下,由于海洋岩石壳比重比大陆岩石壳大,地槽将插入大陆岩石壳下面(见图7,d),地槽被压扁相贴(见图7,e),贴合处就是海沟(见图7,D)。
由于海洋岩石壳向大陆岩石壳下弯曲并挤压,就使陆壳下增加了两层新的岩石壳(见图7,e),根据“地幔浮力面平衡”原理,被加厚处的大陆岩石壳将抬升(见图7,e-f)。
这样,将使抬生的大陆岩石壳和未抬生处的大陆岩石壳发生断裂(见图7,g),从而造成火山,形成海沟后火山线(这种火山也为中性或酸性岩浆形成)(见图7,h)。
图7.岛弧的形成.A,海洋岩石圈;B,大陆岩石圈;C,软流层;D,海沟;E,负压腔;F,火山堆;“→”示火山喷发.
5古岩石壳的形成及大陆的演化
地球形成于46亿年前。
原始地球形成后,因重力不断收缩和放射性元素蜕变而增加温度。
当原始地球内部物质增温达到熔融状态时,比重大的物质向地心下沉,成为铁镍地核,比重小的物质上浮组成地幔(刘本培和蔡运龙,2000;Ringwood,1979)。
那时地球太热,表面呈岩浆状态,还没有形成地壳;也没有海洋,H2O都是以水蒸气的形式存在于原始大气中。
约40~38亿年前,地球由于不断的热辐射,温度逐渐降低。
当表面温度低于岩浆的凝固点时,最原始的岩石壳(古岩石壳)形成开始,至25亿年前,古岩石壳形成完成(张均,1998;中国科学院地球化学研究所,2000)。
岩石壳没有形成之前,熔浆物质的排列,呈越接近地心,密度越大,越接近地表,密度越小(见图2)。
首先固化的是相对较轻的、含高SiO2的花岗岩类。
所以,古岩石壳,完全由高SiO2岩石(如花岗岩)构成,就是所谓的花岗岩类岩石壳。
总体来说,先形成的岩石壳,密度较小,相对较轻,如花岗岩。
由于密度较轻的物质已先固化,留下的是密度较大的岩浆,所以,后形成的岩石密度较大,较重,如玄武岩类。
所以,先形成的岩石层(或岩石壳)和后形成的岩石层(或岩石壳)相互作用时,总是先形成的岩石壳由于密度较小,较轻而位于上方,而后形成的岩石壳由于密度较大,较重而位于下方。
同样,先形成的大陆,较轻;而后形成的大陆,较重。
不同时代形成的大陆板块,密度不一样。
越古老的板块越轻,越新的板块越重。
由不同时代的岩石共同形成的板块,密度由各个时期形成的板块所占的比例来决定这个板块的比重。
所以,岩石或板块的比重,是由岩石或板块在地史上形成的先后决定的。
地壳一旦形成,因为岩石壳是热的不良导体,地球内部的热量不容易传出来。
而地球表面由于不断向外辐射热量,温度不断降低,当温度降至100℃时,大量的水蒸气凝聚成液态的水,就形成了原始的海洋。
原始的海洋约形成于38亿年前(张均,1998)
没有冰川形成以前的地球演化早期,不可能有造海运动和造山运动。
所以,原始地球表面差不多完全由海洋占据,大地水准面大体很平整,远没有现在这么凹凸不平(图8,a,A)。
仅有象月球的环形山一样,由于外星体撞击而成的小块突起。
我们将这时的海洋岩石壳,称为古岩石壳(或古岩石圈)。
自地球上第一次形成极地大冰盖(Kaufmanet.Al.,1997;Donnadieuet.al.,2004),地球的演化开始。
冰川形成时,根据造海作用原理,古岩石壳有的地方被撕裂,形成洋中脊,由洋中脊演化出次生海洋岩石壳(简称海洋岩石壳)。
由海洋岩石壳形成的海洋,简称次生海洋(见图8,b);由古岩石壳形成的海洋简称为古海洋(见图8,a)。
虽然海洋岩石壳比重稍比古岩石壳重,但相差不大。
所以,海洋岩壳和古岩石壳的厚度相差不大,次生海洋和古海洋的深度也相差不太大。
古海洋和次生海洋连为一体(见图8,b)。
图8.古岩石圈的形成和大陆的演化.A,古岩石圈;B次大陆岩石壳;C,陆核;D,较新形成的大陆岩石壳;E,最新大陆岩石壳;F;海洋岩石壳.
古岩石壳和海洋岩石壳的厚薄相差不大。
所以,冰川消融,地球收缩时,在造陆作用的作用下,它们形成陆地的方式也差不多(见图8)。
古壳和洋壳均比较薄,在冰川的造陆作用下,形成的海盆(地向斜)不会太大(见图9),海盆和海山(地背斜)具有多而小的特点。
大量地向斜和地背斜相间排列(见图9,c)。
当冰川进一步消融,地球进一步收缩时,地向斜演化成地槽(见图9,d)。
地槽再进一步演变成中央隆起。
由于地球的不断收缩,最后,大小不等的许多中央隆起和相间其间的拗陷的地背斜一起,共同拼贴成陆核(见图9,e-f)。
这样,就出现了由古壳形成的陆核,或由洋壳形成的陆核,或由古壳和洋共同形成的陆核(见图9)。
这些陆核分布于古海洋或次生海洋中,就成为地球上最早的陆核。
这些陆核的特点是:
数目较多,但规模都较小(见图8,b)。
图9.陆核形成过程.a,示没有陆核的地球;b,示a图框内地壳的一部分放大;c,示地壳出现地向斜和地背斜(褶皱);d,示褶皱挤压;e,褶皱挤压拼接;f,示已出现陆核的地球。
A,海盆(或地向斜或地槽);B,地背斜;C,海洋岩石圈;D,陆核.
在下一次冰川引起的造海过程中,又会形成更多的洋壳。
而在造陆过程中,这些大小不等的陆核经过进一步的拼贴,就形成了较大的陆核(见图8,c)。
整个太古宙、元古宙,经过了2次以上大的冰川形成与消融(Kaufmanet.Al.,1997;Donnadieuet.al.,2004;张同钢等,2002)。
经过新元古的多次冰川作用,陆核不断扩大,最终形成了西北利亚地台、加拿大地台、非洲地台等古地台(宋春青和张振春,1996)(见图8,b-c)。
这些古地台,主要是由古壳的高SiO2花岗岩类构成,所含的低SiO2的玄武岩等类的后成岩石较小。
在以后奥陶纪、石炭二叠纪和第四纪冰川期,这些古地台又经过不断地拼贴或分裂,再加上不断地有,由洋壳演化来的陆壳的补充,逐渐演化为现在的地质板块(见图8,e)。
开始形成的古地台都不太厚,不足以支撑太深太大的地槽形成,所以,不会有高大的山脉形成。
后来,当海盆两侧有足够厚的地台支撑时,就形成了足够大的地槽,也就形成了象当今世界很多大山脉一样足够大的
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