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探析海溝與島弧之成因( 二 )


同樣的情況也可能發(fā)生在太平洋的東海岸 。不過 , 太平洋東海岸的情況應(yīng)該屬于平?jīng)_與俯沖的過渡式 。作為巖石圈第二層的最早的玄武巖層 , 是以潛伏平?jīng)_插入美洲西海岸的上層的花崗巖的巖層之下 。當(dāng)深入到美洲內(nèi)地遇到類似克拉通的陸區(qū)時 , 前鋒才開始俯沖變厚 。因為俯沖區(qū)已經(jīng)深入到美洲內(nèi)地 , 在洋區(qū)并未產(chǎn)生多大的彎曲張力 。所以在那一地質(zhì)時期 , 在太平洋東海岸附近并沒有發(fā)生海床斷裂 , 也沒有形成海灣和島弧 。
隨著玄武巖層洋區(qū)板塊的推進 , 其前沿在美洲的內(nèi)陸縱深區(qū)域受阻增厚變慢 , 增厚的區(qū)域也逐漸由內(nèi)陸向海岸擴展 , 也就是增厚區(qū)從前沿向后擴展 , 甚至擴展到洋陸交界處 。當(dāng)作為第三層的橄欖巖層再俯沖插入到美洲西部海岸時 , 就已經(jīng)由平?jīng)_過渡到了俯沖 。由于俯沖產(chǎn)生的彎曲張力使洋殼海床發(fā)生斷裂 。所以在太平洋東海岸附近形成的斷縫——海溝就比較年輕 。在那里脫落的“鐵銹”自然也就比較少 。
總之 , 我們認為海溝并不是底層板塊在上層板塊之下向下潛伏俯沖的產(chǎn)物和證據(jù) , 而是在推進過程中前端遇阻時才向下俯沖;由于前沿向下俯沖產(chǎn)生的彎曲張力使其更剛性的中后部產(chǎn)生斷裂而形成的裂縫 。這樣作為裂縫的海溝的溝下或溝底新冷凝形成的巖石的年齡比海床更年輕 , 就很好理解了 。海溝沉積物的多少及溝中巖石年齡與溝兩邊的海床巖石年齡也就沒有必然的相關(guān)性 , 但有一點是肯定的 , 就是海溝比海床肯定要年輕的多 。
如果在某一洋陸交界處經(jīng)過了第二和第三層巖石圈的推進重疊 , 并且發(fā)生過兩級或兩級以上的俯沖后斷裂而產(chǎn)生多道海溝 , 那么離大陸越遠 , 離洋脊越近的則會越年輕 。如太平洋西北海岸的日本以東海溝就比沖繩海溝要年輕的多 。
二、 島弧的形成
島弧的形成與海溝有關(guān) , 往往相生相隨 。當(dāng)?shù)诙虻谌龑訋r石圈板塊隨洋底擴張 , 推進到近岸區(qū)域遇到海灣、或級連的盆地或克拉通等那些比較厚重的上層巖石板塊時 , 發(fā)生角度比較大的潛伏俯沖插入 。在前沿區(qū)變厚變慢 , 而在后中區(qū)的海洋區(qū)則產(chǎn)生向上凸起的弓形彎曲張力 。當(dāng)張力超過巖石板塊的強度限制時就會發(fā)生斷裂 。
我用老家烙的大鍋餅 , 做過實驗 。這種大鍋餅有一、兩厘米厚 , 表面比較硬 , 里面比較軟 , 可形像地代表上硬下軟的大洋巖殼 。我們用一只手握住餅的主體 , 試從邊上掰下一小塊 。如果用另一只手的拇指壓在上面用力向下掰 , 掰下的那塊就是弧形 , 弧形凸的一面是向餅心的 , 凹的一邊則向著餅邊 。如果我們想讓掰縫成為直的 , 兩只手的上、下就都必須成直形用力掰才行 。這個實驗結(jié)果與島弧的彎曲方向是一致的 。
這說明 , 凡是有島弧的地方 , 我們就能用數(shù)學(xué)作圖法找出其假想的圓心所在地 。這個圓心就是我們向下用力的那個拇指的位置 。它一定對應(yīng)著一個海灣 , 或者盆地 , 或者克拉通區(qū)域的中心 。例如 , 山東半島與遼東半島所在的島弧 , 它們的圓心就在渤海灣與華北克拉通的連線上 。并且越靠近海洋 , 島弧的曲率半徑就越大 。
洋底板塊在洋陸交界區(qū)斷裂 , 并不意味著洋塊推進的停止 , 而是表明推進遇到了很大的阻力 , 速度變慢 。太平洋西海岸眾多島弧及海灣的形成 , 表明太平洋板塊在向西的推進中 , 遇到了巨大的歐亞大陸的阻力 , 而其洋底擴張的動力主要作用到了太平洋東岸 。所以 , 現(xiàn)在太平洋底板塊向美洲大陸之下的潛伏插入速度一定快于在西海岸向亞洲大陸的插入 。


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