東亞地形圖。（楊永太提供）

　　新聞背景

　　新一期的國際著名地學(xué)刊物《地學(xué)評論》發(fā)表了中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)地球和空間科學(xué)學(xué)院楊永太教授的最新研究成果。該研究質(zhì)疑了源自日本學(xué)者的傳統(tǒng)學(xué)術(shù)觀點(diǎn)：從3億年前的二疊紀(jì)到現(xiàn)今，太平洋洋殼一直在俯沖東亞大陸邊緣。并首次提出：在1億年前的白堊紀(jì)，現(xiàn)今位于俄羅斯東南部鄂霍次克海以下的巨大陸塊漂移到東亞邊緣，碰撞了中國東部及日本，然后該陸塊向北滑動(dòng)到了當(dāng)前所在的位置。這一重大碰撞事件極大地影響了整個(gè)東亞地區(qū)的地質(zhì)演化和氣候變遷。

　　傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為古太平洋洋殼一直在俯沖東亞大陸邊緣

　　地球表層的地殼主要分為兩種，一種是大約30公里厚的陸殼，陸殼密度低而厚，我們現(xiàn)在生活的歐亞大陸上部就是陸殼；另一種是大約6公里厚的洋殼，洋殼密度高而薄，現(xiàn)在的太平洋海水覆蓋的地殼主要是洋殼。但要注意，不是海水覆蓋的地方就一定是洋殼，例如中國的東海、黃海以下是30公里厚的陸殼。

　　當(dāng)洋殼與陸殼碰撞時(shí)，密度高的洋殼會(huì)俯沖到陸塊以下，并深入到陸塊下部的地幔。由于俯沖的洋殼向下彎曲，在俯沖帶附近會(huì)形成深的海溝。海溝向陸的一側(cè)會(huì)形成一個(gè)大的地質(zhì)體叫增生楔，這個(gè)地質(zhì)體堆積了從洋殼帶來的深海沉積物和從陸內(nèi)河流搬運(yùn)來的陸源沉積物。

　　地球物理資料清楚地顯示，太平洋的洋片正在俯沖東亞大陸邊緣，而且這個(gè)洋片一直深入到了我國的內(nèi)陸渤海灣地區(qū)。

　　3億年以來，由于古太平洋長期俯沖東亞大陸，在大陸邊緣形成了寬度很大的增生楔，這些增生楔逐漸使東亞大陸向洋的方向生長�，F(xiàn)在我們看到的日本島嶼主要是由這些長期形成的增生楔堆積而成，中國東南臺(tái)灣島的部分巖石也是增生楔堆積物。由于日本主要是由長期發(fā)育的增生楔堆積而成，而增生楔的形成又是洋殼俯沖陸殼的產(chǎn)物，那么最自然的解釋就是古太平洋洋殼一直在俯沖東亞大陸邊緣。所以，地質(zhì)學(xué)界普遍采用日本學(xué)者提出的古太平洋洋殼一直在俯沖東亞大陸邊緣的觀點(diǎn)來解釋東亞的地質(zhì)演化。

　　1億年前內(nèi)陸造山事件單純用傳統(tǒng)觀點(diǎn)無法解釋

　　但是，有許多地質(zhì)事實(shí)是單純用這個(gè)傳統(tǒng)觀點(diǎn)無法解釋的，其中最明顯的一條是發(fā)生在1億年前的內(nèi)陸造山事件。

　　地質(zhì)研究表明，在1億年前左右的白堊紀(jì)，中國東部的武夷山、雪峰山、大婁山、四川盆地、大別山、秦嶺、膠東半島、華北平原、太行山、呂梁山、燕山、陰山、長白山、松嫩平原及大興安嶺，蒙古國東部，日本的西南部和朝鮮半島等眾多地區(qū)，發(fā)生了快速的褶皺變形和隆升剝蝕。在隨后的晚白堊世(6500萬至1億年前)，中國東部大部分地區(qū)成為了隆起區(qū)，沒有接受沉積物。中國東部的少部分地區(qū)及蒙古國東部發(fā)育了沙漠和咸化湖環(huán)境。在這樣一個(gè)廣大的地區(qū)，在較短的時(shí)間，地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)生如此強(qiáng)烈的變化，而且許多地區(qū)位于太平洋俯沖帶以外的幾千公里，這很難用傳統(tǒng)的洋殼俯沖東亞大陸來解釋。

　　國內(nèi)學(xué)者籠統(tǒng)地稱這種遠(yuǎn)在內(nèi)陸的造山事件為陸內(nèi)造山運(yùn)動(dòng)，這些山脈隆升的動(dòng)力學(xué)機(jī)理是不清楚的。其實(shí)，這個(gè)1億年前在中國東部突然發(fā)生的地質(zhì)現(xiàn)象已經(jīng)被法國和德國的地質(zhì)學(xué)家注意到，他們認(rèn)為是陸塊碰撞東亞大陸造成的。當(dāng)陸塊與陸塊碰撞時(shí)，由于兩者密度差不多，陸塊之間一般不發(fā)生大規(guī)模的俯沖現(xiàn)象，而是相互擠壓，形成高聳的山脈，一個(gè)典型的例子就是5000萬年前印度大陸碰撞了歐亞大陸，由于長時(shí)間的擠壓，在碰撞帶附近形成了喜馬拉雅山。但是，中國東部又確實(shí)沒有一個(gè)大的陸塊。這個(gè)問題就成了一個(gè)無法解釋的科學(xué)難題。

　　撞擊東亞邊緣又向北溜走的鄂霍次克陸塊才是“真兇”

　　楊永太教授在分析了大量國內(nèi)外研究人員關(guān)于中國白堊紀(jì)地質(zhì)演化的論文后，認(rèn)為在1億年前應(yīng)該有一個(gè)大的陸塊碰撞了中國東部，造成了一系列造山帶的形成和盆地中地層的缺失。然而，這個(gè)陸塊在哪里呢？他懷著疑問又閱讀了大量關(guān)于日本和俄羅斯的地質(zhì)研究論文。進(jìn)而，他驚奇地發(fā)現(xiàn)，在日本有明確反映在白堊紀(jì)陸塊碰撞東亞邊緣的超高壓變質(zhì)巖，有古老陸塊碰撞東亞邊緣留在當(dāng)?shù)氐拇罅抗爬箱喪V物。而且，前人研究認(rèn)為，鄂霍次克陸塊在白堊紀(jì)沿著日本邊緣滑到了俄羅斯東南部，它和東亞接觸過，但沒有造成任何影響。基于對這些資料的掌握，他提出這個(gè)鄂霍次克陸塊不但和東亞接觸過，而且發(fā)生了強(qiáng)烈的碰撞，然后才又滑動(dòng)到了東北亞。有了這個(gè)大膽設(shè)想后，他把東亞地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的白堊紀(jì)地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行了系統(tǒng)梳理，逐步建立起一個(gè)與大量地質(zhì)事實(shí)基本一致的板塊構(gòu)造模型：

　　在大約1.4億年前，新生的太平洋洋殼快速向西北方向擴(kuò)張，鄂霍次克陸塊位于古太平洋內(nèi)部，它跟隨著古太平洋向西北方向運(yùn)動(dòng)。在大約1億年前，該陸塊漂移到東亞大陸邊緣，與中國東南沿海地區(qū)及日本西南部發(fā)生碰撞。一個(gè)數(shù)公里高、數(shù)百公里寬的大型造山帶在中國東南部、日本西南部和朝鮮半島形成，阻擋了太平洋的暖濕氣流，造成中國東部及蒙古國在晚白堊世長期的干旱環(huán)境。同時(shí)，這次碰撞事件導(dǎo)致了中國東部廣大地區(qū)發(fā)生了褶皺隆升。在大約8900萬年前，由于古太平洋的運(yùn)動(dòng)方向越來越向北偏移，鄂霍次克陸塊也沿著東亞邊緣開始向北滑動(dòng)，在鄂霍次克陸塊和東亞大陸之間形成了一個(gè)大型的走滑斷裂。在大約7900萬年前，鄂霍次克陸塊運(yùn)動(dòng)到東北亞，與俄羅斯東南部大陸邊緣發(fā)生碰撞，結(jié)束了其長距離的向北運(yùn)動(dòng)。

　　延伸閱讀

　　新構(gòu)造模型對資源勘探有理論指導(dǎo)意義

　　新構(gòu)造模型指出，鄂霍次克陸塊碰撞東亞邊緣后又滑離東亞，運(yùn)動(dòng)到東北亞。因此，地質(zhì)學(xué)家在東亞發(fā)現(xiàn)了它碰撞留下的痕跡，卻找不到這個(gè)巨大的陸塊在哪里。這個(gè)模型用一個(gè)奇妙而簡單的思路解決了影響地質(zhì)界多年的一系列重要科學(xué)問題。

　　新的板塊構(gòu)造模型解釋了一系列傳統(tǒng)洋殼俯沖模型無法解釋的科學(xué)問題。例如，這個(gè)重要的碰撞事件導(dǎo)致了中國東部及整個(gè)東亞地區(qū)的褶皺隆升；日本西南部的變質(zhì)巖帶所經(jīng)歷的異常高壓是鄂霍次克陸塊對東亞邊緣的深俯沖造成的；該陸塊與日本西南部的碰撞導(dǎo)致了日本島嶼在大約8000萬至1億年間沒有發(fā)育增生楔；該陸塊是一個(gè)古老的大陸，它與東亞邊緣的碰撞為中國臺(tái)灣、日本西南部白堊紀(jì)沉積物提供了古老的鋯石顆粒。

　　新的構(gòu)造模型為重建白堊紀(jì)時(shí)期的古太平洋演化提供了明確依據(jù)。由于白堊紀(jì)時(shí)期存在于古太平洋的洋殼已經(jīng)被大部分俯沖到了歐亞大陸及美洲大陸以下，而且科學(xué)家無法用古地磁測年方法來準(zhǔn)確測定8400萬至1.25億年間形成的太平洋洋殼的年齡，古太平洋演化歷史的重建一直是一個(gè)非常困難的重大科學(xué)問題。新模型提供的鄂霍次克陸塊的運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)時(shí)間及運(yùn)動(dòng)速度清楚地反映了當(dāng)時(shí)古太平洋的運(yùn)動(dòng)軌跡。

　　新的構(gòu)造模型為白堊紀(jì)時(shí)期東亞地區(qū)造山帶的隆升、盆地的演化、氣候的變遷、巖漿巖的形成、變質(zhì)巖的形成等提供了宏觀的大地構(gòu)造架構(gòu)，對油氣勘探、礦業(yè)勘探在理論上也具有重要指導(dǎo)意義。