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板内变形

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板內變形
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板内变形(Intraplate deformation)是指地壳在板块内部而非边界处发生的褶皱、断裂或流动。这种过程通常发生在地壳和上地幔特别脆弱的地区,例如青藏高原(图1)。板内变形为板块构造论带来了另一个研究面向。

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图1:东亚地形图。大片的棕色区域是青藏高原及其西北方的天山山脉。图中几乎整个中央陆块都因约5000万年前印度板块撞击亚洲板块而变形。

地壳变形过程

板块构造理论指出,地球的岩石圈(地壳和上地幔)由刚性的板块组成,这些板块“漂浮”在软流圈(下地幔)之上并相互移动。随著板块移动,地壳的变形主要发生在板块边界。板内变形与此不同之处在于,观察到变形可以发生在地壳脆弱的任何地方,而不仅限于板块边界。

变形是岩石的褶皱、断裂或流动。根据岩石是脆性还是韧性,有许多不同类型的地壳变形。决定这些特性的因素取决于岩石在地球内部所经历的特定温度和压力。因此,温度和压力控制著变形过程。韧性岩石在压缩或伸张力的作用下倾向于弯曲、褶皱、拉伸或流动。另一方面,脆性岩石则倾向于断裂。地壳断裂的地带称为断层。断层主要有三种类型:[1] 正断层逆断层走向滑移(转形)断层(strike slip (transform) fault)。 所有这些地壳变形方式都与不同类型的板块边界有关,这些边界是:[2] 分离边界(divergent boundary)、聚合边界(convergent boundary)和转形边界(transform boundary)。

这三种边界并非总是完美地形成,这可能导致形成混合边界。混合边界可以是转形与聚合的组合,或者是转形与分离的组合。

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板内变形实例

亚洲

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图2:与图1相同的图像,但显示印度-亚洲碰撞并未在整个亚洲引起任何板内变形的情况。

中亚/东亚可能是大规模板内变形的最佳例子。青藏高原和喜马拉雅山脉的形成与构造抬升始于新生代约5000万年前,当时印度板块欧亚板块发生碰撞。[3] 这次碰撞导致岩石圈大量缩短,加剧了喜马拉雅/西藏地区的地壳增厚和高应力。[3]

西藏的许多地球物理观测显示出脆弱的地壳带,并表明中下地壳可能含有流体且部分熔融。[4] 随著喜马拉雅-西藏地区开始抬升,青藏高原地壳的侧向挤出作用(extrusion)逐渐成为调节碰撞和地壳缩短的主要机制。[4] 这种侧向挤出主要是向东滑动,远离印度板块的路径。传统上,东藏被解释为广阔调节带的一部分。[5] 大部分的向东运动归因于大型的走向滑移断层。[6] 然而,西藏这些走向滑移断层连同其他断层,仍可能被解释为位于板块边界上。真正的板内变形发生在更北的地区,例如蒙古天山山脉。这些地区显示出真正的板内变形,因为在距离板块边界数百公里之外,仍有大量的断层和褶皱活动来调节印度/欧亚碰撞所造成的地壳缩短。

参见

  • 爱丽斯泉造山运动(Alice Springs Orogeny)
  • 板内地震
  • 下地壳流(Lower crustal flow)
  • 北大西洋裂解(North Atlantic breakup)

参考文献

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