梁光河
马达加斯加陆块漂移轨迹说明了什么? 精选
2024-4-24 13:10
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马达加斯加陆块漂移轨迹说明了什么?

梁光河

大陆漂移学说得到了广泛认可,从1.5亿年至今的全球大陆漂移动图中(图1),我们不但可以清楚地看出印度大陆由南极洲漂移到当前位置,而且也可以清晰地看到马达加斯加陆块裂离非洲大陆东缘的过程。说明马达加斯加裂离非洲东缘后向南漂移,其漂移形成的尾迹和划痕在地形地貌图上清晰可辨(图2)。

1 全球1.5亿年至今大陆漂移动图(据Columbia university

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2 马达加斯加漂移边界形成的划痕特征(据USGS

传统上认为,大陆漂移的驱动机制是两个,一是由地幔对流造成的海底扩张产生的推力,二是大陆前方大洋岩石圈俯冲在其他大陆下形成的拖拽拉力。显然,后者俯冲拖拽拉力在这里不存在,因为马达加斯加裂离非洲东缘向南漂移,其前方是西南印度洋洋中脊,没有俯冲拖拽拉力。那么前者海底扩张的推力是否存在?从图3的马达加斯加裂离非洲后形成的地形地貌和磁异常特征说明,该区域不存在洋中脊,更不存在海底扩张形成的平行于洋中脊的磁异常条带,其磁异常呈现团块状特征,仅在马达加斯加边缘漂移经过区域有不太显著的线性磁异常,磁异常条带方向与陆块漂移方向一致。

马达加斯加陆块原拼贴在非洲大陆东侧,其漂移形成的划痕非常清晰,值得注意的是马达加斯加向南漂移过程中,在将近到达当前位置时候,其尾部(北部)发生了微陆块裂解,裂解出来的微陆块又向北东方向发生微量漂移,形成当前马达加斯加东北方向的海底高原带(见文末附件动画图)。马达加斯加北部海域的诸多火山也说明大陆漂移后会形成火山爆发,部分较大海底高原可能是遗撒在大洋上的被拉伸减薄的大陆残片这与我们的新大陆漂移模型一致。这都说明马达加斯加是从非洲大陆边缘裂离的微陆块,其裂离后在热动力驱动下自发向南漂移,并留下火山爆发和大陆残片。

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3马达加斯加裂离非洲地形地貌和磁异常特征(据USGS和法国地质局)

4是马达加斯加裂离非洲地形地貌和重力异常特征对比,同样说明马达加斯加陆块漂移后形成了显著的低重力异常区带。

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4马达加斯加裂离非洲地形地貌和重力异常特征(据USGS

 

大陆漂移后会留下显著的划痕,比如大西洋裂解后非洲大陆漂移南边界形成了显著的划痕特征(图5)。印度大陆漂移后西边界形成的划痕特征也非常明显(图6),其东边界由于受到紧跟印度大陆漂移的另外一个(或多个)微陆块沿90度海岭向北漂移的改造,使得划痕被破坏而难以清楚辨识。这些显著的尾迹特征都不支持海底扩张假说,但却支持我们提出的热驱动新大陆漂移模型。从马达加斯加漂移形成的尾迹特征看,它应该是印度大陆漂移后才从非洲大陆裂离并向南漂移,而且印度大陆的北漂还剐蹭到了马达加斯加陆块的东边界,使其东边界形成显著的近直线断裂带,因此图1的动画并不准确。从当前全球地震分布图可知,目前马达加斯加和其漂移路径区域都属于弱震区,这说明当前马达加斯加相对洋壳运动速率几乎为零,因为没有相对运动就没有活动的断裂,也就没有强震。

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5非洲大陆漂移南边界形成的划痕特征(据USGS

 

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6印度大陆漂移西边界形成的划痕特征(据USGS

   以上推论在石油勘探中也有重要应用,比如近年在马达加斯加陆块裂离区的被动大陆边缘盆地有了重大油气发现(图7中16和17两个盆地)。2006年以来被动大陆边缘盆地已成为全球油气储量的主要增长区(朱伟林等,2017),图7给出了近年世界上主要被动大陆边缘盆地勘探发现的油气当量及成藏特征。五年来世界油气储量新发现的69%集中在被动大陆边缘盆地,12%集中在裂谷盆地(张宁宁等,2018)。根据威尔逊旋回,裂谷盆地是被动大陆边缘盆地的雏形,被动大陆边缘盆地事实上是半个裂谷盆地随陆块漂移了。因此与被动大陆边缘盆地相关的油气新发现占总发现的81%。这说明被动大陆边缘盆地是世界上的主要油气富集区,也是未来油气勘探的主战场,但这些盆地是如何形成的?本文的推论不但说明了这两个重要含油气盆地的成因机制,也说明它们的沉积物主要形成于晚白垩和新生代。

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图7主要被动大陆边缘盆地勘探类型、分布与成藏特征(朱伟林等,2017)

从马达加斯加裂离非洲漂移后形成的火山或大陆残片特征,可以进一步推测太平洋等海域的诸多海底高原也是古大陆漂移后形成的火山岛链或大陆残片。而有些较大的大陆残片可能发生一定距离的漂移运动(图8)。当然包括夏威夷岛链也应该是类似成因,而与地幔柱无关。

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图8马达加斯加裂离非洲形成的火山岛或大陆残片与太平洋海底火山岛链或大陆残片对比图

总之,加马达加斯加陆块漂移轨迹说明,大陆漂移是陆块相对洋壳发生了移动,其驱动机制不是海底扩张。因为如果其驱动机制是海底扩张,则不可能存在显著的尾迹和划痕特征,同时会在裂解海域出现洋中脊和平行于洋中脊的磁异常条带,而该区域没法发现洋中脊和与其平行的磁异常条带,则说明海底扩张可能并不存在。同时也说明我们提出的热驱动新大陆漂移模型是正确的,那就是大陆板块会在热力驱动下相对洋壳发生了漂移运动,并在大洋上形成尾迹(包括火山爆发)。另外值得注意的是不同的大陆漂移后形成的尾迹特征有所不同,特别是大型陆块和微陆块漂移后形成的尾迹差异较大,同时也受陆块的外形、厚度和岩石物性特别是抗压强度等的影响。

附件:马达加斯加陆块漂移及尾部更小微陆块裂离过程动画示意图

马达加斯加漂移.gif

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