巖石圈南北逆時(shí)針大回旋與青藏高原成因

趙大詠，劉石年

巖石圈南北逆時(shí)針大回旋與青藏高原成因

趙大詠1，劉石年2

（1.岳陽市民政局，湖南 岳陽 414000；2.中南大學(xué)地學(xué)院，長沙 410083）

反駁了傳統(tǒng)的青藏高原隆起“印度板塊碰撞成因說”。洋殼流力學(xué)認(rèn)為，持續(xù)不斷的海底擴(kuò)張運(yùn)動(dòng)至今推動(dòng)亞歐大陸作自南向北的漂移，但在北半球遇到大陸漂移極限帶后，不能繼續(xù)北進(jìn)。由于不同區(qū)域的海底擴(kuò)張力大小不一致，太平洋、印度洋、大西洋三大洋殼流相互形成力差，擴(kuò)張力作用最大的太平洋洋殼流推動(dòng)不能繼續(xù)北進(jìn)的亞歐大陸，以印度板塊北端為支點(diǎn)，向力作用較小的方向作轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)，使巖石圈物質(zhì)形成自東向西的南北大回旋運(yùn)動(dòng)；在大回旋運(yùn)動(dòng)中形成堵點(diǎn)和拐點(diǎn)，產(chǎn)生全球地質(zhì)運(yùn)動(dòng)力作用最大的區(qū)域，導(dǎo)致青藏高原的隆起。需要強(qiáng)調(diào)的是，本文并非否認(rèn)印度板塊在青藏高原隆升中的重大作用，只是指出：僅僅靠印度板塊的碰撞力量并不足以產(chǎn)生如此雄偉的青藏高原。

海底擴(kuò)張；漂移極限帶；板塊；參考架；洋殼流力差；堵點(diǎn)；拐點(diǎn)

傳統(tǒng)的主流觀點(diǎn)把“青藏高原隆升成因”簡單地歸于印度板塊的碰撞，這就好像是雞蛋碰石頭，雞蛋沒事，石頭碎了一樣有趣：弱小的印度板塊沒隆起，倒是強(qiáng)壯的亞歐板塊隆起了，并有所謂“雙層地殼”之說。但其中的疑問及反對意見很多，特別是板塊相互碰撞的地方，為什么獨(dú)有印度板塊產(chǎn)生的力量能夠形成如此雄偉的青藏高原？僅僅只從印度板塊碰撞的角度去解釋青藏高原的成因是不夠的。青藏高原絕大多數(shù)在我國境內(nèi)，我國學(xué)者得天獨(dú)厚有著非常豐富的研究資料。已故中南大學(xué)院士陳國達(dá)不僅提出“地洼學(xué)”這種杰出的地質(zhì)理論，并且發(fā)現(xiàn)了許多傳統(tǒng)地質(zhì)理論的錯(cuò)誤，并想提出一種新理論進(jìn)行修正。據(jù)陳國達(dá)（1996）的研究表明，根據(jù)兩板塊聚匯接合的時(shí)間與青藏高原開始隆起的時(shí)間比較來看，隆升運(yùn)動(dòng)的原因并不直接在此。這兩個(gè)事件實(shí)際上無論在時(shí)間上還是在力學(xué)上，都沒有直接的因果關(guān)系。在此研究基礎(chǔ)上，我國學(xué)者運(yùn)用“洋殼流力學(xué)”分析高原隆升成因，與傳統(tǒng)的“印度板塊碰撞說”相比，相同之處是都以海底擴(kuò)張理論為基礎(chǔ)；不同之處是“洋殼流力學(xué)”把海底擴(kuò)張運(yùn)動(dòng)分析得更細(xì)致，從而得出不同的相互力作用因素及運(yùn)動(dòng)軌跡。限于篇幅，本文主要分析現(xiàn)代洋殼流相互力作用對青藏高原隆起的影響，而青藏高原隆起時(shí)間的分析則在后續(xù)洋殼流歷史變遷中討論。

1 巖石圈物質(zhì)南-北半球逆時(shí)針大回旋運(yùn)動(dòng)的重大意義

1.1 HS2-NUVEL1與NNR-NUVEL1參考架

1.1.1 參考架實(shí)現(xiàn)的途徑

板塊的絕對運(yùn)動(dòng),是指板塊相對深層地幔的運(yùn)動(dòng)。相對于深層地幔平均位置固定的框架，稱為板塊的絕對運(yùn)動(dòng)參考架。這種參考架可通過以下兩種途徑實(shí)現(xiàn)（Argus et al.，1991；Minster,et al.,1978）：

1）熱點(diǎn)參考架。威爾遜（Wilson）摩根（Morgan）曾假設(shè)：在地幔中存在一系列熱點(diǎn)，其位置相對深層地幔固定。板塊相對于熱點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)即稱為板塊的絕對運(yùn)動(dòng)，可通過測量跨越熱點(diǎn)的火山鏈的年齡和長度得到。

圖1 全球各板塊的運(yùn)動(dòng)速度和方向

圖中粗箭頭代表在NNR－NUVEL－l中板塊相對于平均巖石圈參考架的速度，細(xì)箭頭表示在 HS2－NUVEL1中板塊相對熱點(diǎn)參考架的速度（Argus et al，1991）

2）巖石圈無整體旋轉(zhuǎn)（No-Net-Rotation）參考架。該假設(shè)認(rèn)為：如果巖石圈與軟流圈的耦合是側(cè)向均勻的，并且板塊邊界的力矩對稱作用于兩個(gè)相鄰板塊。則巖石圈無整體旋轉(zhuǎn)（或稱為平均巖石圈）參考架就是相對于深層地幔不動(dòng)的參考架，板塊相對于該框架的運(yùn)動(dòng)就是板塊的絕對運(yùn)動(dòng)。已知全球各主要板塊的相對運(yùn)動(dòng)歐拉矢量和板塊邊界位置，即可導(dǎo)出各板塊相對于該框架的絕對運(yùn)動(dòng)。

1.1.2 兩種參考架對比的意義

基于熱點(diǎn)參考架，Gripp和Gordon（1990）導(dǎo)出了一個(gè)板塊絕對運(yùn)動(dòng)模型HS2-NUVEL1；基于平均巖石圈參考架，Argus和Gordon（1991）導(dǎo)出了另一個(gè)板塊絕對運(yùn)動(dòng)模型NNR-NUVEL1。通過這兩種參考架的對比，可發(fā)現(xiàn)巖石圈很多重要的運(yùn)動(dòng)：

1）巖石圈的西向漂移。兩種參考架標(biāo)定的板塊運(yùn)動(dòng)基本一致；但實(shí)際上NNR-NUVEL1相對HS2-NUVEL1存在一個(gè)指向?yàn)?9°S，65°E，角速度為0.33／百萬年的右手旋轉(zhuǎn)，即平均巖石圈相對于熱點(diǎn)參考架有整體的西向漂移，即巖石圈發(fā)生了不同程度的相對于地幔的西向漂移（圖1）。

2）初始洋殼流的偏東運(yùn)動(dòng)。從巖石圈的西向漂移還可進(jìn)一步推出，當(dāng)?shù)蒯Ｎ镔|(zhì)從海嶺頂部開裂處涌出轉(zhuǎn)變?yōu)槌跏佳髿ち鲿r(shí)，在開始作自南向北運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，因慣性作用相對地殼形成偏東運(yùn)動(dòng)，形成南-北偏東洋殼流。如南太平洋洋殼流首先作自南向北偏東運(yùn)動(dòng)（葉叔華，1997）。

3）南、北半球的扭動(dòng)。比較平均巖石圈參考架相對于熱點(diǎn)參考架的西向漂移量，可發(fā)現(xiàn)北半球的漂移量大于南半球的漂移量，所以大致在赤道附近存在一個(gè)南、北半球相對運(yùn)動(dòng)的扭動(dòng)帶，西南太平洋一系列北西西向構(gòu)造及其相應(yīng)的左旋扭動(dòng)，歐亞大陸南緣北西西向構(gòu)造的優(yōu)勢發(fā)育，北美與南美大陸之間可能的左旋錯(cuò)動(dòng)，印度板塊與澳大利亞板塊在赤道附近的可能錯(cuò)動(dòng)，都可能是赤道左旋扭動(dòng)帶的具體表現(xiàn)。另外，從HS2-NUVEL1模型中可看出，印度洋和大洋洲存在顯著的向北或向北東方向的運(yùn)動(dòng)、白令海-北美洲存在向南西方向的相對運(yùn)動(dòng)，以及南、北半球西向漂移中矢量線存在波狀擺動(dòng)。

4）巖石圈南-北半球逆時(shí)針大回旋運(yùn)動(dòng)。從圖1細(xì)箭頭所示板塊相對于熱點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)中可看出：在太平洋板塊區(qū)域，洋殼物質(zhì)作自東南向西北的運(yùn)動(dòng)；在亞歐板塊，陸殼物質(zhì)則由自東南向西北的運(yùn)動(dòng)逐漸轉(zhuǎn)變成了自東北向西南的運(yùn)動(dòng)；到了南美洲和北美洲板塊里，則都是明顯的自東北向西南的運(yùn)動(dòng)了。這表明，地殼巖石圈相對于地幔作西向漂移的同時(shí)，并沒有作簡單的自東向西的平移，而是同時(shí)存在南-北半球逆時(shí)針大回旋的連續(xù)運(yùn)動(dòng)。

1.2 赤道南、北扭動(dòng)左旋帶的成因

下面把現(xiàn)代太平洋、印度洋和大西洋三個(gè)區(qū)域聯(lián)系起來（趙大詠等，2020）、（趙大詠等，2021）（趙大詠等，2007），探討它們的相互力作用對地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的影響，更能體現(xiàn)全球地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的整體性。

1.2.1 南美與北美大陸左旋錯(cuò)動(dòng)成因

1）南美洲西、東側(cè)受力分析。在南美洲西側(cè)，從南磁極與別林斯高晉海之間海域出發(fā)的北太平洋洋殼流，首先作南-北偏東運(yùn)動(dòng)，當(dāng)行進(jìn)到赤道附近時(shí)，直接沖擊南美洲，對南美洲產(chǎn)生向東的推力。在南美洲的東側(cè)，一股洋殼流從南極洲南設(shè)得蘭群島與0經(jīng)度之間的海域出發(fā)南大西洋洋殼流，首先作南-北偏東方向運(yùn)動(dòng)，不是沖擊南美洲，而是在赤道附近直接沖擊非洲大陸，與北太平洋南-北偏洋殼流東大致平行，相互不產(chǎn)生反作用力（圖2a、d）。

2）北美洲西、東側(cè)受力分析。在北美洲西側(cè)是北太平洋南-北偏西洋殼流，大致與北美洲平行，不直接向北美洲俯沖。在北美洲東側(cè)，有佛得角海盆南-北偏西洋殼流的沖擊，產(chǎn)生較大的作用力，推動(dòng)北美洲向西運(yùn)動(dòng)（圖2a、d）。

根據(jù)上面南、北美洲西、東側(cè)洋殼流作用力的對比看出，南美洲主要受南太平洋南-北偏東洋殼流向東的推力，而北美洲主要受佛得角海盆南-北偏西流向西的推力，造成北美洲呈西北-東南走向，南美洲呈東北-西南走向，北美洲地理位置相對南美洲偏西，形成北美洲與南美洲大陸之間存在左旋錯(cuò)動(dòng)。

1.2.2太平洋洋殼流的左旋運(yùn)動(dòng)

在分析太平洋區(qū)域洋殼流運(yùn)動(dòng)路線時(shí)談到，從南磁極與別林斯高晉海之間海域出發(fā)的南太平洋洋殼流，首先作南-北偏東運(yùn)動(dòng)，當(dāng)行進(jìn)到赤道附近時(shí)，受南、北美洲的阻擋后，又轉(zhuǎn)為南-北偏西運(yùn)動(dòng)繼續(xù)北上。當(dāng)這股北上洋殼流又與亞洲東北部相遇后，產(chǎn)生分支，除一部分轉(zhuǎn)變?yōu)閬喼薇鄙涎髿ち鬟M(jìn)入北冰洋后，另一部分流轉(zhuǎn)為亞洲南下洋殼流，順亞洲東南岸自東北向西南方向運(yùn)動(dòng)，直至班達(dá)海（圖2a、b）。所以整個(gè)太平洋洋殼流可視作逆時(shí)針左旋運(yùn)動(dòng)，造成西南太平洋一系列北西西向構(gòu)造及其相應(yīng)的左旋錯(cuò)動(dòng)，歐亞大陸南緣北西西向構(gòu)造的優(yōu)勢發(fā)育。

圖2 三大洋區(qū)域洋殼流運(yùn)行路線

1.2.3 印度地殼與澳大利亞地殼赤道附近錯(cuò)動(dòng)成因

在分析印度洋區(qū)域洋殼流的運(yùn)動(dòng)路線時(shí)談到，從南極附近海域出發(fā)的印度洋洋殼流，首先作南-北偏東運(yùn)動(dòng)，在赤道附近與澳大利亞大陸相遇，推動(dòng)印度洋和大洋洲形成向北或向北東方向的運(yùn)動(dòng)。印度洋南-北偏東洋殼流受澳大利亞大陸阻擋后，轉(zhuǎn)為南-北偏西洋殼流，又推動(dòng)印度地殼作偏西運(yùn)動(dòng)，于是形成印度板塊與澳大利亞塊板在赤道附近的可能錯(cuò)動(dòng)（圖2c）。

從上面的分析可看到，在太平洋、大西洋、印度洋三大洋中，南-北洋殼流從南半球出發(fā)時(shí)，首先作偏東運(yùn)動(dòng)。當(dāng)運(yùn)行到赤道附近時(shí)，三大洋的偏東洋殼流分別受南美洲、非洲和澳大利亞的阻擋，均轉(zhuǎn)變?yōu)槟?北偏西洋殼流，這樣，在北半球的南-北洋殼流多為偏西運(yùn)動(dòng)，形成赤道南、北左旋扭動(dòng)帶，使南、北半球西向漂移中矢量線存在波狀擺動(dòng)。

1.3 巖石圈物質(zhì)南-北半球逆時(shí)針大回旋運(yùn)動(dòng)成因分析

1.3.1 大陸漂移北半球極限帶

海底擴(kuò)張運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的自南向北的動(dòng)力，至今仍然推動(dòng)大陸持續(xù)漂移。按常規(guī)的推理，經(jīng)過上億年大陸的不斷自南向北的漂移，北極區(qū)域應(yīng)當(dāng)全部都是陸地，至少北冰洋的范圍目前由四周向中間不斷縮小，但這種現(xiàn)象卻不存在！這表明，當(dāng)大陸漂移到一定的區(qū)域后，再也不能繼續(xù)整體北移，形成大陸漂移北半球極限帶。極限帶的成因在這里不作討論，為便于后面的研究，先作一個(gè)事實(shí)認(rèn)定。

1.3.2 三大洋殼流作用力大小對比

當(dāng)洋殼流的力作用大小不同時(shí)，相同地質(zhì)結(jié)構(gòu)形態(tài)的大小就不同。當(dāng)洋殼流力作用較大時(shí)，產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)規(guī)模也較大；反之，則較小。根據(jù)這點(diǎn)，可通過對比相似構(gòu)造形態(tài)的大小，來分析不同區(qū)域洋殼流作用力的大小。

把太平洋與印度洋、大西洋的地貌形態(tài)進(jìn)行對比：環(huán)太平洋構(gòu)造系在地理分布上環(huán)繞太平洋邊緣，與火山、海溝、島弧和海岸山脈相伴隨，為全球巨型構(gòu)造巖漿活動(dòng)帶和成礦帶，從南美洲南端的合恩角起，沿逆時(shí)針方向至新西蘭，總長近40000km。環(huán)太平洋構(gòu)造系橫跨150°經(jīng)度，所環(huán)繞的太平洋面積占全球表面積的四分之一強(qiáng)，可見它是一個(gè)具有全球尺度的一級構(gòu)造系。太平洋區(qū)域海嶺比印度洋、大西洋區(qū)域的雄偉，表明從太平洋區(qū)域軟流圈上升至巖石圈的地幔流較多；太平洋區(qū)域的海溝比印度洋、大西洋區(qū)域的要大、要長、深得多，多得多，表明太平洋區(qū)域洋殼流流量遠(yuǎn)大于印度洋、大西洋區(qū)域，說明太平洋與大西洋、印度洋洋殼流的作用力存在較大差異。太平洋洋殼流由于作用力較大，對其東西兩側(cè)的陸殼擠壓力也較大，使太平洋面積遠(yuǎn)比印度洋、大西洋大。

1.3.3 亞歐大陸東、西側(cè)洋殼流力作用差異的影響

亞歐大陸受大陸漂移北半球極限帶的阻擋，不能繼續(xù)向北漂移。在此時(shí)，它的東側(cè)受太平洋洋殼流較大的力作用，西側(cè)受大西洋洋殼流較小的力作用，造成亞歐大陸東側(cè)與西側(cè)受到的力作用是不相等的。東側(cè)的太平洋洋殼流力作用比西側(cè)的大西洋洋殼流要大得多，同時(shí)整個(gè)太平洋流是沿逆時(shí)針左旋運(yùn)動(dòng)。因此，亞歐大陸受擠壓只好逆時(shí)針向力作用較小的西北方漂移。由于亞歐板塊不能繼續(xù)向北冰洋運(yùn)動(dòng)，因此逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樽詵|北向西南的運(yùn)動(dòng)，這又?jǐn)D壓大西洋區(qū)域的陸殼逆時(shí)針方向向西南方向運(yùn)動(dòng)；大西洋區(qū)域的洋殼物質(zhì)進(jìn)一步擠壓南美洲、北美洲板塊的物質(zhì)逆時(shí)針向西南方向運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生一系列跨越南、北半球的連鎖運(yùn)動(dòng)，形成地殼巖石圈物質(zhì)自東向西的南-北半球逆時(shí)針大回旋。

2 青藏高原地震時(shí)空規(guī)律分析

按正常情況，巖石圈物質(zhì)自東向西的南-北半球逆時(shí)針大回旋運(yùn)動(dòng)（以下簡稱“大回旋運(yùn)動(dòng)”），就是一個(gè)從亞洲東岸→歐洲→北、南美洲的圓弧形，但實(shí)際上，在運(yùn)行過程中形成了一個(gè)大“堵點(diǎn)”和兩個(gè)“拐點(diǎn)”，由此產(chǎn)生許多鮮明特點(diǎn)的地質(zhì)現(xiàn)象。

2.1 地震時(shí)空變化規(guī)律

2.1.1 大回旋運(yùn)動(dòng)的地震關(guān)聯(lián)區(qū)

大回旋運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致北半球自東經(jīng)105°向西至西經(jīng)15°，北回歸線至北緯60°之間的亞歐板塊，由“自南向北”運(yùn)動(dòng)逐漸形成“自北向南”運(yùn)動(dòng)，其南側(cè)與仍在作“自南向北”運(yùn)動(dòng)的印度板塊、非洲板塊的北側(cè)相遇，相互對峙擠壓，由此產(chǎn)生“堵點(diǎn)”隆升運(yùn)動(dòng)，形成了從青藏高原、伊朗高原、小亞細(xì)亞半島、阿爾卑斯山脈、伊比利亞半島這一線的山脈高原。不同板塊之間相互碰撞擠壓，在交匯處形成山脈很正常，但這個(gè)分析的主要意義有三個(gè)：一是進(jìn)一步揭示青藏高原至伊比利亞半島這一線山脈高原成因的關(guān)聯(lián)性；二是與傳統(tǒng)的觀點(diǎn)不同，過去認(rèn)為這些山脈的形成，僅僅是印度板塊、非洲板塊“自南向北”主動(dòng)向亞歐板塊擠壓，似乎亞歐板塊是被動(dòng)受力的；而新的觀點(diǎn)是這個(gè)區(qū)域的亞歐板塊其實(shí)在作“自北向南”的運(yùn)動(dòng)，也主動(dòng)向印度板塊、非洲板塊擠壓，這兩股方向完全相反的力都在向?qū)Ψ街鲃?dòng)“進(jìn)攻”，這就比單純的只有印度板塊、非洲板塊“自南向北”擠壓的力作用就要大得多了；這也是青藏高原下面沒有印度板塊的原因；三是推導(dǎo)出一個(gè)地震關(guān)聯(lián)區(qū)，下面將作進(jìn)一步分析。

2.1.2 關(guān)聯(lián)區(qū)地震發(fā)展時(shí)空規(guī)律的預(yù)測

可以設(shè)立幾個(gè)參考點(diǎn)，如：

1）以大回旋運(yùn)動(dòng)是自東向西運(yùn)動(dòng)為參考點(diǎn)：關(guān)聯(lián)帶地震由東向西發(fā)展，且強(qiáng)度自東向西不斷減弱。如，根據(jù)近幾十年來地震發(fā)生情況來看，中國云南發(fā)生地震后，往往中國四川、中國新疆、阿富汗、伊朗、土耳其等地也發(fā)生地震，較少出現(xiàn)地震向東發(fā)展的情況；同時(shí)，如中國發(fā)生強(qiáng)震后，伊朗不久也會發(fā)生較大的地震，土耳其也會發(fā)生一定的地震，但更西的歐洲部分則很少發(fā)生較強(qiáng)地震了，地震強(qiáng)度基本自東向西不斷減弱。

2）以“堵點(diǎn)”為參考點(diǎn)：在青藏高原、伊朗高原、小亞細(xì)亞半島、阿爾卑斯山脈、伊比利亞半島對峙這一線等堵點(diǎn)區(qū)域較易發(fā)生地震，且強(qiáng)度較大。而在非堵點(diǎn)區(qū)域發(fā)生地震的概率較小，且強(qiáng)度也較小。

3）以地震深度為參考點(diǎn)：大回旋運(yùn)動(dòng)由來自上地殼淺層的三大洋殼流相互力作用形成的，因此該區(qū)域地震深度主要以發(fā)生在淺層為特點(diǎn)。

4）以地震強(qiáng)度為參考點(diǎn)：由于該區(qū)地質(zhì)運(yùn)動(dòng)位于力作用最大的太平洋洋殼流的影響區(qū)域，其形成的地震強(qiáng)度相對較大。

根據(jù)上述參考點(diǎn)，可對關(guān)聯(lián)區(qū)的地震作出一定的預(yù)測。如當(dāng)中國西南部某地發(fā)生地震后，對關(guān)聯(lián)的區(qū)域自東向西必須重點(diǎn)加強(qiáng)相應(yīng)的地震預(yù)測及防災(zāi)準(zhǔn)備。

2.1.3 帕米爾高原“拐點(diǎn)”及其產(chǎn)生的后果

由于印度板塊“自南向北”的碰撞，大回旋由“自南向北”轉(zhuǎn)為“自北向南”運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，在帕米爾高原處形成一個(gè)“拐點(diǎn)”。在“拐點(diǎn)”的東側(cè)，亞歐板塊作“自南向北”運(yùn)動(dòng)；在其西側(cè)則轉(zhuǎn)變?yōu)椤白员毕蚰稀边\(yùn)動(dòng)。正如一根軟水管發(fā)生強(qiáng)烈彎曲，會使水運(yùn)行受阻發(fā)生膨脹一樣，帕米爾高原“拐點(diǎn)”破壞了大回旋運(yùn)動(dòng)圓弧的完美性，自東向西的運(yùn)動(dòng)受阻不暢，導(dǎo)致“拐點(diǎn)”東側(cè)的物質(zhì)，在“堵點(diǎn)”已產(chǎn)生隆升運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，進(jìn)一步增加了滯積隆升效應(yīng)。

2.2 青藏高原地震特點(diǎn)

2.2.1 “高原物質(zhì)東流說”

有人提出了青藏高原物質(zhì)東流的假設(shè)（環(huán)文林等，1979）；（Molnar，1989）：在青藏高原的東邊界、西邊界和北邊界都存在著一些大規(guī)模的走滑斷層，即阿爾金斷層、鮮水河斷層和喀喇昆侖斷層。其中只有喀喇昆侖斷層是右旋的，其余均為左旋走滑斷層。紅河斷層附近的地震為右旋走滑斷層運(yùn)動(dòng)，這與紅河斷層的運(yùn)動(dòng)形態(tài)相一致，這意味著紅河斷層可能是向東南方向擴(kuò)展的青藏高原的南邊緣。事實(shí)也是如此，紅河斷層南側(cè)的海拔高度比其北側(cè)要低得多。這種走滑斷層及其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以作為青藏高原物質(zhì)東流假設(shè)的有力支柱。青藏塊體在遭受強(qiáng)烈的北北東向推擠作用時(shí)，由于巖石圈物質(zhì)的流展，派生出向東的運(yùn)動(dòng)，造成一系列近南北向地塹系，使東部的川滇塊體以每年8mm速率向南東東運(yùn)動(dòng)，其邊界的斷裂帶具有壓剪性質(zhì)，其中的鮮水河斷裂帶為左旋走滑，平均滑移速率為3～8mm／年，而紅河斷裂帶則以右旋為主，平均滑移速率為5mm／年（圖3）。

圖3 青藏高原物質(zhì)東流示意（曾融生等，1992）

2.2.2 青藏高原地震深度及區(qū)域分布特點(diǎn)

1）地震深度的特點(diǎn)。青藏高原是當(dāng)今世界上大陸內(nèi)部地震活動(dòng)最高的地區(qū)。Chen（1983）根據(jù)WWSSN長周期遠(yuǎn)震記錄，采取P波和SH波的波形擬合方法，研究了1966—1980年間發(fā)生在青藏高原及其周圍地區(qū)的11個(gè)震級大于 6.5級的地殼地震的震源深度。結(jié)果表明,除一個(gè)發(fā)生在興都庫什的地震的震源深度為22km以外，其余10個(gè)地震的震源深度均不超過12km。Molnar和 Chen（1983）采用P波波形擬合方法研究了1962—1976年間發(fā)生在青藏高原的16個(gè)地殼地震，結(jié)果指出，這16個(gè)發(fā)生在青藏高原的主要地震的震源深度全部小于15km。上述研究結(jié)果給出了青藏高原地震震源深度分布的總體圖像：在青藏高原及其周邊地區(qū)，絕大多數(shù)較大地震都發(fā)生在地殼內(nèi)，并且這些地震都集中在上部地殼，深度不超過20km，而下部地殼幾乎是無震的。

2）分布區(qū)域的特點(diǎn)。依地震記錄，地震活動(dòng)水平很高的地帶主要位于高原的周緣，而中部地震活動(dòng)水平相對較低。例如，北緣有昆侖強(qiáng)震帶，南為喜馬拉雅烈震等，東有巴顏喀拉強(qiáng)震帶，而藏北地洼區(qū)則為中強(qiáng)震區(qū)（陳國達(dá)，1996）。

2.2.3 汶川地震的特點(diǎn)

以中國地震局2008年5月18日公布的12日四川汶川地震特點(diǎn)為例：

1）高原物質(zhì)向東緩慢流動(dòng)，在高原東緣沿龍門山構(gòu)造帶向東擠壓，遇到四川盆地之下剛性地塊的頑強(qiáng)阻擋，造成構(gòu)造應(yīng)力能量的長期積累，最終在龍門山北川-映秀地區(qū)突然釋放。

2）逆沖、右旋、擠壓型斷層地震。發(fā)震構(gòu)造是龍門山構(gòu)造帶中央斷裂帶，在擠壓應(yīng)力作用下，由南西向北東逆沖運(yùn)動(dòng)；這次地震屬于單向破裂地震，由南西向北東遷移，致使余震向北東方向擴(kuò)張；擠壓型逆沖斷層地震在主震之后，應(yīng)力傳播和釋放過程比較緩慢，可能導(dǎo)致余震強(qiáng)度較大，持續(xù)時(shí)間較長。

3）淺源地震。汶川地震不屬于深板塊邊界的效應(yīng)，發(fā)生在地殼脆—韌性轉(zhuǎn)換帶，震源深度為10～20km，因此破壞性巨大。

2.2.4 “勾住效應(yīng)”與“橫斷山脈拐點(diǎn)”的形成

1）青藏高原地理特點(diǎn)對力作用的影響。由于青藏高原、印度半島、中南半島三者相互連在一起，青藏高原南面是印度半島，其東南側(cè)是中南半島與之相聯(lián)；印度半島在東面也與中南半島相連。當(dāng)其中一方受力時(shí)，就會對另兩方產(chǎn)生明顯的影響。

2）不同方向洋殼流應(yīng)力相互作用。從洋殼流分布和運(yùn)動(dòng)來看，在青藏高原南面，印度洋洋殼流對青藏高原南側(cè)產(chǎn)生自南向北的強(qiáng)大應(yīng)力；在青藏高原東面，是北太平洋南-北偏西洋殼流對亞歐板塊產(chǎn)生的自東南向西北的力作用；另外，北太平洋南-北偏西洋殼流受亞洲大陸阻擋，產(chǎn)生亞洲南下洋殼流，對中南半島產(chǎn)生自東北向西南的力作用(圖2-a、b、c)。因此，亞歐板塊實(shí)際“勾住”了印度板塊，造成亞歐板塊自東南向西北、自東北向西南和印度板塊自南向北力作用等這三股力相互作用在一起(圖4)。

圖4 橫斷山脈斷裂成因受力分析

注：①北太平洋南－北偏西洋殼流自東南向西北的力作用②亞洲南下洋殼流自東北向西南的力作用③印度板塊自南向北的力作用④青藏高原物質(zhì)東流的運(yùn)動(dòng)方向○為橫斷山脈受壓切力作用斷裂點(diǎn)位置

3）三股力作用大小的對比。印度洋洋殼流推動(dòng)整個(gè)印度板塊運(yùn)動(dòng)，北太平洋南-北偏西洋殼流推動(dòng)整個(gè)亞歐板塊產(chǎn)生大回旋運(yùn)動(dòng)，而亞洲南下洋殼流只是北太平洋南-北偏西洋殼流一個(gè)小分支，可見亞洲南下洋殼流力作用最小。

4）“高原物質(zhì)東流”的成因。這三股不同方向力作用的交叉點(diǎn)正在橫斷山脈，橫斷山脈因而發(fā)生了強(qiáng)烈彎曲，形成一個(gè)“拐點(diǎn)”，弓背部分因彎曲產(chǎn)生張力而斷裂，于是高原物質(zhì)從斷裂處流出，因此，此處極易發(fā)生地震；同時(shí)力作用向相對薄弱的亞洲南下洋殼流的方向釋放，形成“高原物質(zhì)東流”的現(xiàn)象，這是汶川地震發(fā)生的根本原因。

5）“帕米爾高原”處和“橫斷山脈”兩個(gè)拐點(diǎn)的對比。相同點(diǎn)：兩個(gè)拐點(diǎn)都導(dǎo)致了大回旋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)行不暢，力作用在拐點(diǎn)滯積。不同點(diǎn)：由于中南半島東、南、西側(cè)均為海洋，在多個(gè)洋殼流的力作用下，其地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的可移動(dòng)空間相對較大，所以橫斷山脈拐點(diǎn)的曲率更大，出現(xiàn)明顯的大斷裂現(xiàn)象，導(dǎo)致青藏高原物質(zhì)東流。帕米爾高原四周都是陸地，其地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的可移動(dòng)空間相對較小，拐點(diǎn)相對曲率較小，斷裂現(xiàn)象沒有那么顯著。

2.3 青藏高原成因

我們都知道世界最高峰“珠穆朗瑪峰”在哪里。假如不知道它在哪里，如果你充分了解“洋殼流力作用”理論，就可以方便地推導(dǎo)出“珠穆朗瑪峰”的具體位置。下面以“尋找珠穆朗瑪峰”為例，綜合《太平洋洋殼流運(yùn)動(dòng)對地形地貌的影響》（趙大詠，2020）、《印度洋、大西洋洋殼流運(yùn)動(dòng)對地形地貌的影響》（趙大詠，2021）及本文這三篇論文，簡單地介紹一種洋殼流力作用分析方法。世界最高峰肯定是全球地質(zhì)運(yùn)動(dòng)力作用最大的點(diǎn)（以下簡稱“點(diǎn)”）。這個(gè)“點(diǎn)”不能瞎找，先得考慮用什么方法去找？先從哪塊區(qū)域開始找？是以板塊劃分來找？還是以陸地與海洋的劃分來找？是到南半球找？還是到北半球找？是到東半球找？還是到西半球找？洋殼流理論認(rèn)為，既然地殼地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力來源于海底擴(kuò)張，那么就直接以海底擴(kuò)張力作用為依據(jù)，通過不斷細(xì)化分類，對比不同區(qū)域洋殼流力作用的大小，逐步縮小區(qū)域來找出全球地質(zhì)力作用最大區(qū)域，最后找到“珠穆朗瑪峰”。

2.3.1 北半球擠壓區(qū)的影響

海底擴(kuò)張主要是從南半球出發(fā)，推動(dòng)大陸向北漂移，整個(gè)南半球是擴(kuò)張區(qū)域。由于北極漂移極限帶的阻擋，北半球陸地形成了擠壓狀態(tài)，所以這個(gè)“點(diǎn)”產(chǎn)生于北半球的概率較大。

2.3.2 最大洋殼流力作用區(qū)的影響

太平洋洋殼流、印度洋洋殼流、大西洋洋殼流等三大洋殼流的力作用相比，力作用最大的是太平洋洋殼流，所以“點(diǎn)”形成于北半球的太平洋洋殼流力作用區(qū)的概率較大。

2.3.3 自東向西大回旋運(yùn)動(dòng)的影響

北半球的太平洋洋殼流作用區(qū)非常之遼闊，但由于存在自東向西大回旋運(yùn)動(dòng)，太平洋洋殼流與印度洋、大西洋洋殼流相互力作用，其“堵點(diǎn)”沿線形成了從青藏高原至伊比利亞半島這一線的山脈高原，那么“點(diǎn)”形成于北半球的太平洋洋殼流作用區(qū)的西側(cè)“堵點(diǎn)”這條山脈高原線上的概率較大。

2.3.4兩個(gè)拐點(diǎn)之間的擠壓影響

“堵點(diǎn)”形成的這條從青藏高原至伊比利亞半島這一線的山脈高原，本來夠堵了，但卻又形成了“橫斷山脈”與“帕米爾高原”兩個(gè)“拐點(diǎn)”，是堵上加堵了。由于“橫斷山脈拐點(diǎn)”與“帕米爾高原拐點(diǎn)”的存在，導(dǎo)致大回旋運(yùn)動(dòng)運(yùn)移不暢，力作用在兩個(gè)拐點(diǎn)之間滯積，形成“自西北指向東南”和“自東南指向西北”兩股方向完全相反的水平力作用的擠壓，拐點(diǎn)之間的物質(zhì)在大回旋“堵點(diǎn)”一線已形成山脈的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步隆起，并向西南、東北兩側(cè)方向推進(jìn)。從圖3可清晰地看到這種力作用的存在：

1）No.3、No.9、No.10顯示出兩個(gè)拐點(diǎn)受到西北-東南方向的擠壓力作用；No.2、No.7、No.8顯示出青藏高原整體上，在西北-東南方向的擠壓力作用下，高原向西南及東北兩個(gè)方向擴(kuò)展。青藏高原地震深度為淺層特點(diǎn)，是因?yàn)榇蠡匦\(yùn)動(dòng)由來自上地殼淺層的三大洋殼流相互力作用形成的。

2）No.1、No.6顯示青藏高原由內(nèi)向外，向西、東方外擴(kuò)展；No.4、No.11更顯示出高原西側(cè)外延與印度板塊對抗。導(dǎo)致高原四側(cè)形成雄偉的山脈，內(nèi)部則力作用相對較小，地勢相對較低的現(xiàn)象(圖3)。

從以上分析來看，前述的多個(gè)影響累積起來，形成了全球地殼運(yùn)動(dòng)力作用最大的區(qū)域，從而導(dǎo)致青藏高原的產(chǎn)生，說明僅僅只有印度板塊的擠壓遠(yuǎn)不能形成青藏高原。這也說明，“點(diǎn)”形成于“青藏高原”上的概率較大。

2.3.5 高原不同區(qū)域力作用的影響

1）上面分析了“青藏高原”向西南及東北兩個(gè)方向擴(kuò)展，高原的外側(cè)力作用相對較大，內(nèi)部相對較小。故“點(diǎn)”存在于高原外側(cè)的概率更大。

2）高原西側(cè)與東側(cè)相比，西側(cè)是太平洋洋殼流與印度洋殼流相對抗；而東側(cè)則只有太平洋洋殼流，可見高原西側(cè)力作用更大，所以“點(diǎn)”存在于高原西側(cè)的概率更大。

3）既然青藏高原是兩個(gè)拐點(diǎn)之間形成，那么“點(diǎn)”存在于高原西側(cè)兩個(gè)“拐點(diǎn)”中間的概率較大。

4）“橫斷山脈拐點(diǎn)”與“帕米爾高原拐點(diǎn)”相比，還是存在力差。由于大回旋運(yùn)動(dòng)最大的力是來自南方的太平洋洋殼流，可推導(dǎo)出“橫斷山脈拐點(diǎn)”這一邊的力作用更大，“點(diǎn)”存在于靠“橫斷山脈拐點(diǎn)”這邊的概率較大。

由此可推導(dǎo)出，全球地質(zhì)運(yùn)動(dòng)力作用最大的“點(diǎn)”，即“珠穆朗瑪峰”的具體位置：應(yīng)當(dāng)在青藏高原西側(cè)，與印度板塊交界處，“橫斷山脈拐點(diǎn)”與“帕米爾高原拐點(diǎn)”中間，偏向于“橫斷山脈拐點(diǎn)”這邊的區(qū)域存在的概率最大。事實(shí)確實(shí)如此?。?！

3 結(jié)論

在《太平洋洋殼流運(yùn)動(dòng)對地形地貌的影響》（趙大詠等，2020）、《印度洋、大西洋洋殼流運(yùn)動(dòng)對地形地貌的影響》（趙大詠等，2021）中，主要分別從太平洋、大西洋、印度洋等三個(gè)不同區(qū)域分析了洋殼流運(yùn)動(dòng)對地形地貌形成的影響，而在本文則從全球整體的角度分析三大洋殼流的相互力作用對地形地貌形成的影響，如形成了巖石圈物質(zhì)自東向西的南-北半球逆時(shí)針大回旋運(yùn)動(dòng)。再從大回旋運(yùn)動(dòng)的角度對青藏高原成因給出更合理的解釋；同時(shí)，對“高原物質(zhì)東流”進(jìn)行了解釋；對青藏高原等關(guān)聯(lián)區(qū)的地震時(shí)空規(guī)律作了分析。可見，運(yùn)用“洋殼流力學(xué)”分析地質(zhì)運(yùn)動(dòng)，比“板塊理論”不僅更方便細(xì)膩，而且能夠合理解釋的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象面更廣。但是，關(guān)于青藏高原隆起時(shí)間方面的問題，如為什么時(shí)代越新，上升速度越快呢？這將在后繼洋殼流的歷史變遷研究中探討。

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The Great Anticlockwise Gyration of the Lithosphere and Genesis of the Qinghai-Tibet Plateau

ZHAO Da-yong1LIU Shi-nian2

(1- Yueyang Bureau of Civil Affairs, Yueyang, Hunan 414000; 2- College of Geosciences, Central South University, Changsha 410083)

The traditional "plate collision theory" for the Qinghai-Tibet Plateau uplift is refuted in this thesis. According to the theory of oceanic crust flow, the continuous sea-floor spreading has pushed the Eurasian continent to drift from south to north so far, but the drift stops when it encounters the continental drift limit zone in the Northern Hemisphere. The difference of seafloor spreading forces in different regions results in a force difference between oceanic crust currents from the Pacific, Indian and Atlantic Oceans. The Pacific Ocean crust current with the largest spreading force promotes the Eurasian continent, which cannot continue northward, taking the north end of the Indian plate as the fulcrum and pushing the lithosphere material to forms a large north-south cyclic movement from east to west. The uplift of the Qinghai-Tibetan Plateau resulted from the internal compression in the southern margin of the Eurasian plate. It should be emphasized that this thesis does not deny the important role of the Indian plate in the uplift of the Qinghai-Tibet Plateau, but points out that the collision force of the Indian Plate alone is not enough to produce such a magnificent Qinghai-Tibet Plateau.

sea-floor spreading; drift limit zone; plate; reference frame; oceanic crust flow force difference.

2020-05-10

趙大詠（1972-），男，湖南岳陽人，研究方向：洋殼流力學(xué)

P541

A

1006-0995（2021）02 -0179-08

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.02.001