地壳运动原动力的新假说

2014-08-15王春华

衡阳师范学院学报 2014年1期

王春华

（衡阳师范学院中文系，湖南衡阳 421002）

1991年，我国学者董妙先发表的《多四季论》假说［1］，为解释地壳运动原动力问题提供了新的思路。《多四季论》依据天体系统的周期性运转，提出地球不仅有周期为一年的小四季，而且有周期上千年、上万年的较大四季和周期上亿年的大四季。大四季会使地球表面出现超越人们常规认识的大冷大热的效应状态。地史上出现过的多次大洪水、多期大冰川以及海底古河道等事实都为董先生的观点提供了较为可信的证据。魏格纳根据地史上广泛出露的花岗岩现象也不得不承认：“熔点的等温面有时甚至会上升到地表处。”［2］只要承认地球表面存在过这种巨大的冷热差异，那么就应当承认地壳岩层会由此发生巨大的热胀冷缩的变化。我们就可以由此提出一个新的假说：地壳岩层本身的热胀冷缩力是地壳运动的原动力。

1.地壳岩层热胀冷缩规律

热胀冷缩这条简单的物理学规律同样适用于地壳岩层。魏格纳指出： “在最古老的地质前期，硅铝壳层包裹着整个地球。”［2］可以认为，这种包裹整个地球的 “硅铝壳层”只有在高温状态下才能形成和存在。当地球进入寒冷期，地球表面覆盖了海水或冰川，那么这种硅铝壳层必将大规模冷缩开裂，地球表面将出现无数大大小小、或深或浅、纵横交错的裂隙。一些较深的开裂把硅铝壳层分割成大大小小的板块，露出其下的硅镁层成为海底，便很自然地形成造海运动。

大寒冷过后，地球又逐步踱入高温期。持续数千万年的高温使硅铝板块普遍膨胀扩展，甚至出现塑性褶皱并有熔岩从板块周边溢出。板块内的浅层裂隙大都完全闭合，板块之间的海洋有的大幅度缩小，有的完全闭合消失。原先裂离的板块又互相靠拢或拼接成大的板块。硅铝板块在膨胀扩展过程中像推土机一样，将原先大小深浅裂隙中的数千万年沉积物向上推挤而出，从而挤成了内陆小褶皱山脉和大陆周边的大褶皱山脉，形成造山运动。地球经历了大四季大冷大热的反复交替，因而也就导致了地壳岩层热胀冷缩的反复交替，导致了地壳造山、造海等基本运动的反复交替。

2.对地壳运动现状的解释

地壳运动所造成的现状，除古老的太平洋以外，还有三大海洋：印度洋、大西洋、北冰洋；两大山脉：阿尔卑斯——喜玛拉雅山脉和环太平洋山脉。对于三大海洋与两大山脉形成的先后次序，本假说与传统理论的解释截然不同。传统理论，包括魏格纳的 “大陆漂移说”和以 “地幔对流”、“海底扩张”为基础的 “板块构造说”认为：三大海洋张开在先，两大山脉形成于后，即先由大陆分裂或海底扩张形成海洋，然后引起大陆漂移和大陆碰撞形成山脉。本假说则认为：两大山脉形成在先，三大海洋开裂于后，即先由两大古陆受热膨胀，推挤出周边山脉，并同时拼接成联合大陆；再由联合大陆受冷收缩，从中破裂形成三大海洋。

本假说的具体解释是，在中生代早、中期，存在着一个宽阔的 “古地中海”（也称特提斯洋），将北半球的劳亚古陆和南半球的冈瓦纳古陆分开。当中生代末的高温期①，两大古陆因高温膨胀相对推进挤压，“古地中海”因此收缩闭合，并推挤出了雄伟高峻的阿尔卑斯——喜玛拉雅山脉。与此同时，两大古陆还向其他周边膨胀扩展，便形成了对地壳硅铝层唯一空缺面——太平洋的挤压推进。太平洋大幅度缩小了，并挤成环太平洋大山脉。中生代留给新生代的是一个膨胀扩展了的联合大陆，环太平洋山脉是这个联合大陆的周围边界。新生代出现过几个大冰期，是地球趋向寒冷的时期。新生代的冷缩，使联合大陆破裂解体，产生了印度洋、大西洋、北冰洋以及一系列内海、边缘海以及内陆裂谷等等。一些海洋宽达数千公里，使人产生了一个严重的错觉：似乎南美、印度等大陆漂移了数千公里。其实，这个距离完全是由相互裂离的大陆板块大幅度向自身冷缩造成的。南美、印度等大陆在中生代末的高温期因两大古陆整体膨胀形成联合大陆时，就已经被推挤到达了现在的位置。除此之外，没有别的什么力量能将一个大陆推移数千公里。

3.地壳岩层热胀冷缩的证据

两大山脉是地壳岩层高温膨胀的显著结果，也就是高温膨胀的显著证据。山脉岩层中的褶皱只有在高温塑性状态下才能产生，冷却状态下的脆性岩石任何形式的碰撞挤压都不可能产生褶皱。两大山脉的走向也为高温膨胀提供了证据。有人把两大山脉理解为两大圆圈是有道理的。如果把三大海洋用陆地填平，就可发现：一个是由阿尔卑斯——喜玛拉雅，经新西兰、南极半岛、南美安第斯，再回到阿尔卑斯的环绕冈瓦纳古陆的大圆圈；一个是由阿尔卑斯——喜玛拉雅，经苏门答腊、菲律宾、台湾、日本、干岛、阿留申、北美科第勒拉，再回到阿尔卑斯的环绕劳亚古陆的大圆圈。虽然有些地方被大洋断开，但这些山脉的走向仍然有着自然的连线。这就表明，两大圆圈山脉是两大古陆高温膨胀形成各自周边山脉并在阿尔卑斯——喜玛拉雅一线交切的结果，所以，两大山脉称之为环两大古陆山脉更为确切。大陆板块的任何单向移动都无法造成这种环边状山脉。对于喜玛拉雅山脉的形成，传统看法认为是印度板块单方面向北 “航行”与欧亚大陆碰撞的结果。但是喜玛拉雅山脉的走向明显向南弯曲和喜玛拉雅褶皱带朝南逆掩的事实，使少数学者客观地承认 “喜玛拉雅的形成是由于欧亚大陆向印度陆块的移动”［3］。欧亚大陆向南的膨胀扩展是无法否认的。

大洋中脊也为地壳膨胀留下了证据。传统理论都承认大西洋两边大陆是从大西洋中脊被撕裂开的，魏格纳还比喻为一张撕裂的名片。魏格纳和后来的许多人为重拼这张 “名片”作了不懈的努力，但是他们都犯了一个同样的错误，即把地壳岩层真的当成了名片。撕裂的名片可以离开撕裂处随意拿到任何地方拼合，撕裂的地壳岩层则只能在撕裂处拼合。只要在地图上将大西洋两岸大陆的图形移至大西洋中脊处，就不难发现，大西洋中脊是大 “S”形，而两岸是小 “S”形；只有将两岸的小 “S”形扩展了，才能在中脊的大“S”线上拼合。这种情况表明，大西洋两岸大陆原先是在膨胀扩展状态下连成一体的，尔后才在中脊处被撕开并各自发生了冷缩变形。所以，大西洋中脊的大 “S”形是地壳岩层膨胀的证据，两岸的小 “S”形是地壳岩层冷缩的证据。

非洲大陆几乎被大洋中脊所环绕。如果要将非洲与相邻大陆拼合，必须将非洲大陆扩展至相应的大洋中脊处，否则就会顾此失彼。这就表明，环绕非洲的大洋中脊是非洲板块膨胀扩展时的边界和证据，相反，非洲大陆本身则是地壳岩层冷缩的标本和证据。大洋中脊包围圈与非洲大陆的面积之比，便是地壳岩层热胀冷缩在此处的确切比率。

地壳岩层冷缩的证据比起膨胀的证据要更为明显，因为新生代的岩层冷缩仍在继续进行。魏格纳早就发现一些半岛缩短了许多。阿拉伯半岛是个很好的例子。这个半岛夹在亚、非大陆之间，原先与两个大陆显然是连成一体的。现在它的南部比非洲的索马里半岛缩短了400公里左右。这里可以肯定没有 “漂移”。因为阿拉伯半岛东有波斯湾、南有亚丁湾、西有红海、北有地中海，几乎被海包围，它向任何一个方向 “漂移”，那么，那个方向的海或海湾将无法存在。阿拉伯半岛能处在这些狭窄的海或海湾的包围中的事实，只能表明它不仅有随同亚、非大陆的整体冷缩，而且有其自身的单独冷缩，其趋势有可能在亚、非大陆之间冷缩出—个独立的板块。

独立的海岛冷缩得更透彻。马达加斯加南端山脉曾与非洲南端的开普勒山脉对应，现在却襟肘难连了。

澳大利亚值得探讨。它的东部有老褶皱山脉——科第勒拉山脉。该山脉与美洲的科第勒拉——安第斯山脉中的老褶皱系对应，而年轻的褶皱山脉则分布在隔海相望的新西兰一线。魏格纳认识到新西兰曾属于澳大利亚整体中的一部分并成为其运动的前沿，因而被推挤出了年轻山脉。但是，他解释说，由于后来澳大利亚 “移动方向改变”，使新西兰分离滞留下来成为岛弧。这种解释表面看来好像有道理，但是只要看—看澳大利亚西、南边缘毫无褶皱山脉，就可知道，澳大利亚并无 “方向改变”的移动。新西兰一线被分离出来成为岛弧，完全是澳大利亚板块自身冷缩的结果。它在约克角半岛留下了十分鲜明的冷缩拖曳的轨迹。

新西兰的成因，也是其他被称之为岛弧的成因。中生代末期形成的联合大陆从各个方向向外膨胀推挤，像挤压馅饼似的在它的周边挤成了“凸肚状”山脉；与之相反，当新生代寒冷期，它从各个方向向内冷缩拉张，把与硅镁海底冷却固结的边缘山脉裂离滞留下来成为岛弧，并在岛弧与大陆之间留下了无数的边缘海。边缘海也是地壳冷缩的证据。

4.先有两大山脉、后有三大海洋的依据

1994年，瑞士国家基金会公布的瑞士地理学家的一项研究成果证实：阿尔卑斯山脉已有9000万年的历史了（《参考消息》1994年6月8日）。这项成果确证的时间，完全符合本假说的推断，即阿尔卑斯山脉形成于中生代末期。我国学者常承法等3人根据多年的地质考察资料写出的《喜玛拉雅的地质发展史、构造带的划分和隆起原因探讨》［3］一文，确认喜玛拉雅造山运动开始于白垩纪的中、晚期；确认顺印度河和雅鲁藏布江谷伸展的蛇绿岩套代表印度和亚洲大陆碰撞的缝合线，而这条缝合线 “是一条狭窄的、由晚白垩世复理石组成的挤压带”。这也表明这一处大陆缝合与山脉形成都是在中生代末期。至于环太平洋山脉形成于中生代，已是公认不争的事实，只不过需要进一步认识到它与阿尔卑斯——喜玛拉雅山脉属于同一造山运动的产物，即两大山脉形成的时间具有一致性。

联合大陆破裂的时间是在新生代，魏格纳对此作了非常清晰的阐述。联合大陆的边缘破裂导致了岛弧和边缘海形成。魏格纳在《大陆和海洋的形成》中说：“各岛弧在其地质结构上的明显—致，上文已经提及：它们的凹侧总是含有一系列火山，……凸出的一侧则相反，为第三纪沉积岩所覆盖，而与此相对的大陆岸边大多没有这种沉积岩。这就表明分离是在最近的地质时期进行的，并且岛弧在这些沉积岩沉积的时候还是陆地的边缘。”［2］联合大陆的中间破裂导致了三大海洋的形成。魏格纳引用了大量古生物等地质资料证明三大海洋形成于新生代。他在同一著作中说：“也许在第三纪时已有一条为水淹没的裂谷把澳大利亚与南极洲分离”［2］；南美洲和非洲 “也该把该通道中断的时间愈加肯定地移到第三纪，具体地说，是始新世末或渐新世初”［2］； “北美和欧洲在纽芬兰——爱尔兰段联系中断的准确时间……看来在晚第三纪无论如何已经完成”， “通过冰岛和格陵兰的陆桥在进入第四纪仍然存在”［2］。魏格纳以上论述的用意虽然仅仅在于证明大陆裂离，但却非常可信地揭示了三大海洋形成于新生代。

总之，两大山脉形成在先，三大海洋开裂于后。这是我们热胀冷缩假说的必然推断，也是地质演变的自然结果。只要确证了地质演变的这一本来次序，那么，先前关于地壳运动原动力的许多理论自然不攻自破，许多地质现象将要按新的思路去重新认识。