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陨落地质学理论与中国五大地质学派的关系

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上世纪末在北京召开的第30届全球地质大会上,张海亭先生提出“铁镁质橄榄岩和菱镁矿”的陨落成因(陨落成因的硅酸盐、碳酸盐的种类比较多,但都不是陨石);指出了“板块假说”的片面性与局限性。陨落地质学给“中国五大地质学派”指明了地质变化的动力。

一、 波浪状镶嵌构造学说 ——张伯声:根据爱因斯坦的质能公式,陨落地质学认为:白垩纪小行星俯冲与撞击地球产生的能量转化为物质。即小行星俯冲与撞击地球产生的高速流动物质产生“金属态氢离子”;“金属态氢离子”聚合形成了氢气、氦气、碳、金、银及放射性元素等单质的同时,还形成了水、二氧化硅、硅氧四面体、烃等化合物。熔融状态的二氧化硅随着小行星撞击形成的陨石坑岩浆冲击波逆掩或顺推,呈波浪状镶嵌于严重变形、变质的中生代地表,构成了现在的地壳。

二、 地质力学 ——李四光:小行星撞击形成的陨石坑岩浆冲击波是地质变化的动力;陨石坑岩浆冲击波凝固后记录了冲击波的痕迹——地质构造的应力。陨石坑岩浆冲击波“层流”里高速流动的物质产生的“金属态氢离子”聚合生成的矿物沿着冲击波的扩散有规律的排列或伴生;但是由于小行星或小行星环与自转的地球的相对运动和不断发生的星体爆炸,小行星撞击地球的方向在不断的变换,所以撞击产生的岩浆排列规律并不相同。例如:当熔融状态的二氧化硅与小行星撞击溢出的岩浆运动方向相反时,容易产生双模式岩套;当熔融状态的二氧化硅与岩浆运动方向相同时,形成的岩石就按玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩的顺序排列。

三、 多旋回构造运动说 ——黄汲清:白垩纪末期,小行星环撞击地球形成的陨石坑群构成环太平洋断裂带和特提斯构造域。陨石坑产生的岩浆冲击波“层流”在陨石坑周边产生塑性变形。在太平洋西岸以逆掩为主,就产生多旋回构造,顺推就形成岛弧;在美国大陆以顺推为主,就产生平行造山幕,逆掩则导致地体的平移。

四、 断块构造学说——张文佑:白垩纪,小行星或小行星环撞击地球产生断裂带,在断裂带(陨石坑中心或陨石坑中央锥)形成竖向的地质变化;在陨石坑冲击波逆掩与顺推的方向形成横向波浪状的地质构造。横向的变化包括挤压(逆掩)与拉伸(順推)两个部分,这样在断裂带就形成一个相对独立的构造单元——断块构造。

五、 地洼说——陈国达:在国际地质学界,“地台活化”等同于“地洼说”;白垩纪末期小行星撞击产生的陨石坑岩浆冲击波是地台活化的动力。由于陨石坑岩浆冲击波“层流”里金属态氢离子聚合的矿物随陨石坑冲击波逆掩或順推,所以大地构造与成矿具有一定的方向性。“地洼说”适应于当今的陆地与海洋;由于“地台活化”之前的地球质量与体积也比现在小,所以身体庞大的恐龙能够自由自在的生活。

陨落地质学理论与中国五大地质学派的关系

白垩纪陨石坑中央锥上射部位的冲击石英

六、陨落地质学——岩浆的逆掩和顺推:

白垩纪,小行星撞击地球产生金属态氢离子,金属态氢离子聚合形成二氧化硅,二氧化硅衍生石英、粘土、云母、长石、辉石、铁镁质橄榄岩;同时,随冲击波运动的能量还转化为各种矿物。由于冲击波的作用,小行星撞击形成的断裂处——“犁形下切”是能量较底区,有玻安岩形成;而陨石坑冲击波逆掩的边缘,在聚合作用的高温、高压下是能量转化的最高处,金属态氢离子聚合形成基性岩和超基性岩;在陨石坑的冲击波轴心部位逆掩的还有花岗岩。按鲍文反应序列排列,陨石坑里逆掩的矽卡岩最容易接纳金属态氢离子聚合形成的矿物;但是陨石坑中心的撞击,则成矿单一,常常柯石英与陨坑玻璃相伴而生。

白垩纪小行星撞击地球产生金属态氢离子,金属态氢离子聚合形成二氧化硅;二氧化硅衍生出来了石英和硅酸盐岩浆。在陨石坑中心附近逆掩的是石英、云母、长石和花岗岩,而随冲击波逆掩距离较远的超基性岩岩浆——铁镁质橄榄岩,会出现陨落的流线型。在陨石坑里逆掩的铁镁质橄榄岩岩浆、辉岩岩浆、玄武岩岩浆逆掩形成蛇绿岩套的同时,大量的硅酸盐会顺推形成波浪状玄武岩,玄武岩遇到过量的二氧化硅就可以形成安山岩、英安岩等;当二氧化硅在陨石坑里转化为流纹岩时,顺推的玄武岩遇到流纹岩就成为双模式岩套。

小行星撞击地球,硅酸盐、基性岩、超基性岩随着冲击波逆掩形成“层流”,快速逆掩的岩浆下层产生的低气压为陨石坑里角砾岩的形成提供了条件;花岗岩岩浆的快速逆掩,导致了石英、云母、长石混合物下部的硅酸盐岩浆在低压下形成拉斑玄武岩。拉斑玄武岩下部的玄武岩逆掩时形成对冲,喷射的玄武岩岩浆在陨石坑里成为了棱柱状玄武岩;陨落地质学认为,在复杂的陨石坑里,也会有大量的二氧化硅与喷射的玄武岩混合,形成棱柱状安山岩。

白垩纪,小行星撞击地球的能量形成金属态氢离子;陨石坑里金属态氢离子聚合的硅酸盐和冲击波里的矿物混合,形成矽卡岩矿床。小行星撞击地球形成的基性岩和超基性岩成矿规模较小;含有金刚石的金伯利岩所需要的低气压,是陨石体撞击小行星冲击波边缘的橄榄岩岩浆形成角砾岩时产生的,随后的开放环境保证了金属态氢离子聚合的金刚石不被破坏——因为小行星撞击结束了。可以推测:角砾岩、云母、金刚石是晚于橄榄岩形成于陨石的第二次撞击产生的“筒、床、墙”构造。

在复杂的陨石坑里,陨石坑冲击波的逆掩和顺推,还会导致小行星俯冲时形成的熔融状态的地垒——王氏组含砾砂岩因逆掩或順推而错位;而且”埃达克岩“等一些特殊构造也是小行星撞击方向改变,导致某种岩浆冲击波缺失后随机形成的。

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