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地球物理证据显示非洲板块在旋转

已有 7217 次阅读 2014-7-14 15:28 |个人分类:大陆漂移|系统分类:论文交流| 地震, 大陆漂移, 磁异常, 洋中脊

地球物理证据显示非洲板块在旋转

Geophysical evidence show that African plate was rotated and is still rotating

（本文是2014年第三届地球系统科学大会邀请报告部分内容）

梁光河

2014-7-14

前人取得了很多非常珍贵的地球物理资料需要我们认真对待和解释，比如以法国科学家为首的研究团队基于卫星磁测和航空磁测等成果编制的全球磁异常图（图1）就是一个实例。科学研究常常采用从已知推测未知，我们已知大西洋是裂解的产物而且正在裂解，从磁异常条带可以很清楚地看出，大陆板块漂移后留下的磁异常条带，特别是北美洲、非洲北部、南美洲南部、非洲南部大陆板块刚漂移过去的地方（海洋中）留下了明显具有低频特征的黄红绿相间的磁异常条带（图1中箭头所示）。特别值得注意的是非洲南端海洋部分留下了明显的两个呈现倒三角状的低频磁异常带，从已知推未知，推测非洲南部大陆板块应该分别到过着两个区域。注意这里将阿拉伯地块和非洲大陆板块组合在一起，因为它们有相同的磁异常特征（杨文采院士称之为“大花脸”，是克拉通地块的特征）。

图1 全球磁异常图及大陆板块漂移后留下的低频磁异常特征（据Korhonen,J.V, et al 2007）

这说明非洲板块首先到过如图2所示的红色虚线框位置，然后左旋15度到达如图3所示的蓝色线框位置。从蓝色线框位置到达当前的位置需要向北漂移的同时伴随着5度的右旋（与让美国科学家困惑的东非大裂谷成因一文中非洲板块正在右旋的结论一致）。注意这个蓝色线框压着了位于印度西南的部分洋中脊（白色线条），必然要在此留下痕迹。这个痕迹在图4的地形地貌图上能够得到清楚体现。图4中红色椭圆形框内洋中脊两侧转换断层明显模糊，说明该区被非洲板块碾压过。马达加斯加被推送到当前位置。

图2 非洲地区磁异常图及大陆板块漂移后留下的低频磁异常特征（据Korhonen,J.V, et al 2007）

众多的研究表明印度板块与欧亚板块碰撞始于65Ma左右，这个时期之前印度大陆板块已经到达图中深蓝色近三角形线框的位置，它必然要与非洲板块发生碰撞刮蹭，非洲板块发生右旋。印度板块发生左旋，斯里兰卡被刮脱离印度板块尾部。形象地比喻，非洲板块（大卡车）与印度板块（越野小汽车）追尾发生剐蹭，小汽车尾部被刮掉一块（斯里兰卡），同时发生侧翻旋转。非洲板块也会被刮出一道刮痕（图4中非洲大陆板块的东北缘）。

图3 非洲地区磁异常图及大陆板块漂移后留下的低频磁异常特征（据Korhonen,J.V, et al 2007）

图4 印度洋地区地形地貌图及异常特征

这种证据在地形地貌图上能得到很好印证，如图5所示，图中分别标注了在非洲板块东缘留下的刮痕和在印度板块西南缘留下的刮痕，在印度板块西南缘留下的刮痕就是著名的印度西高止山脉，美国科学家2003年在这个山脉最南端还发现了著名的新物种-紫蛙，这种紫蛙在全球只有塞舌尔有发现，这从生物学的角度印证印度板块和非洲板块曾发生刮蹭和碰撞，碰撞的地点应该发生在塞舌尔和毛里求斯地区。印度德干玄武岩应该就是在这个刮蹭过程中因受力不均匀，印度陆块被掰开而造成大量玄武岩的喷发。这就合乎逻辑地解释了该区域的地形地貌特征、地质特征和奇特生物分布特征。

图5 印度洋地区地形地貌图及紫蛙分布特征（据美国NOAA）

证据不仅仅局限于磁异常图和地形地貌图，还有高分辨率反射地震剖面。作者2014年6月在荷兰阿姆斯特丹举行的第76届EAGE（欧洲地球物理学家和工程师年会）会议上得到了一个意外收获，那就是美国的ION公司在非洲沿海做了不少人工长反射地震勘探剖面，资料非常好，通过他们展台上一台大电脑屏幕可以观看这些地震勘探剖面。经过他们同意我照相了其中的几张。其中一条反射地震勘探线的位置如图6右下角的平面图中箭头所示，其位于非洲大陆板块的东侧。这条剖面勘探深度达到了30公里，测线长度从图面估计约有400公里。

图6 非洲东缘一条反射地震勘探剖面位置及初步解译（据ION，EAGE2014）

放大图6地震剖面中的红色矩形框，我们可以看到更清晰的地震反射特征，如图7所示。作者对该反射地震剖面进行了简单的解释，非洲大陆板块先左旋后右旋可以在这个断裂带上得到具体体现。图中右侧部分是板块受力及产生的断层图解。根据新的大陆漂移模型，板块运动的前方是挤压环境，后方是涨性环境，当非洲大陆板块左旋时候，非洲东缘处于挤压剪切环境，形成图7右上的断裂特征。当非洲大陆板块右旋时候，非洲东缘处于涨性剪切环境，形成图7右下的断裂特征。