揭開北中國克拉通的面紗:為何它的穩定性遭遇挑戰?

北中國克拉通是一個龐大的陸塊,擁有地球上其中一個最完整且最複雜的火成、沉積以及變質過程的記錄。位於中國東北、內蒙古、黃海以及北朝鮮一帶,這一地區被視為穩定、浮力強且堅硬的陸地。然而,北中國克拉通的穩定性卻在近期遭遇了挑戰,這樣的變化引起了科學界的廣泛關注。

北中國克拉通的基本特徵包括厚度(約200公里)、與其他區域相比較寒冷以及低密度。作為一個古老的克拉通,它歷經長期穩定的時期,符合克拉通的定義。然而,隨著時間的推移,其某些深層部分遭遇了“去克拉通化”的破壞,這使得這片大陸的穩定性不再如以往。

北中國克拉通曾經由一些獨立的地塊組成,各自擁有獨立的構造運動。經過結合之後,才形成了如今的形態。

進入古元古代(25-18億年前),各大陸之間的碰撞與融合,使得先前的獨立地塊相互交互,並新生了許多變質岩帶。雖然北中國克拉通的形成過程仍存在很多爭議,但其穩定性卻因為以下原因而受到威脅。

地質與構造特徵

北中國克拉通的面積約為150萬平方公里,邊界由多個山脈所界定,包括北方的中亞造山帶、西方的祁連山造山帶、南方的秦嶺-大別造山帶以及東方的蘇魯造山帶。克拉通分為東、西兩大區塊,並以一個寬度100-300公里的中部地帶——「東北中國造山帶」相互區隔。

隨著克拉通根部的破壞,自顯生宙時期以來,這一地區的板塊活動變得頻繁,特別是東部的地震活動,一些震中超過8級,犧牲了數以萬計的生命。這一地區的穩定性下降受多重地質因素影響,薄弱的地幔根部可能是造成不穩定的主要原因。

克拉通的一些原始結構,在數十億年的演變過程中,已經顯著改變,特別是在簡化和去克拉通化的影響下。

構造演化的持續爭論

北中國克拉通的構造演化可追溯至大約46億年前,並且經歷了複雜的構造事件。目前學界對於其構成的理解仍在互相辯論。其中,Kusky和Zhao提出了不同的模型以解釋克拉通的變化。

Kusky的模型

Kusky提出了他對2.5億年前合併事件的詮釋,並認為這是克拉通的端倪。透過一系列事件,這些地塊早在3.8至2.7億年前就已經逐漸融合,而到了後來的事件中形成的地質結構則證明了這些小地塊如何最終組成克拉通。

Zhao的模型

相對的,Zhao則認為克拉通合併的關鍵時間是1.85億年前,他的理論在形成重點上和Kusky的觀點相悖,尤其是對變質事件的解釋上,Zhao強調形成過程的多樣性及不同的塊體。

Zhao表示,正是通過不同地塊間的相互作用及其在演化中的動態反應,使得克拉通的演化更顯複雜。

克拉通的現狀與未來挑戰

在克拉通的歷史進程中,到了中奧陶世,便開始出現破壞的跡象。大規模的岩石地幔削減使得東部的克拉通在當前已失去穩定,甚至對地震的抵抗力也大幅下降。

有學者認為,從碳iferous到侏儸紀的海洋減少、與其他大陸的碰撞等事件,除了引發一系列結構變化外,更是導致克拉通的特殊地質環境逐漸受到影響,這是我們今天所見的北中國克拉通不穩定的原因之一。

今日的北中國克拉通面臨許多挑戰,但同時也提供了珍貴的地質資源及生態記錄。未來,我們又將如何調整地質學的認知來應對這些持續的變化?

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