西塔里木盆地中部石梁的成因

 
西塔里木盆地中部石梁的成因

西塔里木盆地中部石梁的成因

在塔里木盆地的和田河西岸中部沙漠中,有一长达200多公里的条索状石梁,横贯沙漠东西两侧,在卫星视图中清晰可见。

下图是沙漠中部石梁的局部风景图:

下图是石梁在宏观卫星视图及地形图中的位置(下图绿圈所示):


此石梁是如何形成的?当前地学认为是风蚀雅丹地貌,这是和宏观地形特征明显不符的,此处不研究雅丹地貌有哪些不对,大家可进行对比分析。我们注意关注此石梁的如下几个局部特征:

? 石梁宏观纹路体现了粘性流体拉伸特征。

下图是石梁局部外管卫星视图,可见石梁宏观纹路(红线所示)和熔融粘性物质拉伸后的纹路特征非常明确,如果理解了陆块在运动过程中的物质能量转化方式,将很容易理解此处纹路的形成原因。在石梁条纹的南侧,还可见石梁拉伸后不久,石梁熔融软流体经过一段时间冷却后,向南弯折挤压形成的柔性折痕凹槽(黄线所示位置,请读者对照我们日常生活中的麦芽糖性质思考此处凹槽的具体形成机制)。

? 石梁宏观纹路存在向北扩张趋势。

下图是和田河西侧的石梁卫星视图,石梁主体呈现出向北扩张态势(红色线条所示),和沙丘呈现出的向南流纹(蓝色线条所示)相反。结合石梁的断裂特征判断,石梁主体是由南向北运动的,在运动过程中逐渐冷却,并遭受由北向南的巨大水流冲击,造成石梁局部断裂移位,犹如被冲毁的浮桥。

? 石梁南北两侧地貌完全不同,北侧被厚重沙漠覆盖,而南侧沙丘覆盖较浅。

通过上面石梁两侧的卫星视图对比我们可以发现,石梁北侧被厚重的沙丘覆盖,而南侧海拔相对较低,沙丘覆盖较薄,高差有200米。结合日常生活中的水的流速与泥沙沉积之间的关系判断,石梁北侧的沙丘沉积与水流受到石梁阻挡密切相关。这也就是说,石梁的形成发生在大洪水向南流动之前。


? 石梁存在错断移位特征。

下图是石梁地形特征图,通过沙丘纹路可以判断曾经有水流携带沙子由北向南流淌(见红色箭头所示方向),和熔融向北扩张的“石梁”发生交汇,冲断柔性石梁,石梁发生错断移位(蓝色线条所示),裂口处形成泄洪通道,流水顺着裂口向南流淌,因水流速过快,裂口处的沙丘宏观纹路明显变浅。

结合前面的痕迹特征判断,石梁北侧的沙丘堆积与水流受石梁阻挡密切相关,那么石梁又为何会折断错位?这只有一种解释:在石梁向北运动不久,石梁的熔融陆块物质尚未充分冷却,随即遭受北侧巨大的洪流冲击,形成现在错位断裂的外观。

? 石梁形成时序和青藏高原向北旋转移位存在关联关系:

前面说过,蒙古印度洋陆块向北挤压形成蒙古高原台地后,引发印度陆块向东北旋转及亚洲东南侧陆块向西南顺时针旋转移位,最终形成现在亚洲及东亚的地形。在这些陆块移位过程中,海洋水体遭受剧烈挤压,洋面抬高,伴发全球性的大洪水(即圣经中记述的洪水)是一个短时事件。

因印度陆块向北挤压形成塔里木盆地的过程中,青藏高原北缘的运动轨迹是向东北旋转挤压的。在旋转过程中,西侧帕米尔高原附近成为青藏高原向东北旋转的旋转轴,遭受的挤压相对较为严重(下图红色线条所示为青藏高原北缘形成过程示意图)。


在陆块的挤压过程中,受能量物质循环的影响,陆块会发生元素转化和受热熔融。在伊尔克什坦口岸到和田以南的铁克力克山之间的西昆仑山脉陆块(下图中红色箭头所涵盖的陆块),陆块受压熔融向外扩张,前端明显前凸,和东侧昆仑山之间形成错位,西侧陆块前端边界前冲距离达到60公里(图中绿线所示长度)。

至于铁克力克山附近为什么会发生西昆仑山陆块向北坍塌前凸,在铁克力克山南侧、西昆仑山南侧的帕米尔高原东南侧、青藏高原西侧内表面的陆块峡谷裂纹、凹槽痕迹特征(图中蓝线所示)中也许能找到答案。

受青藏高原向东旋转隆起的形成机制影响,最先隆起的青藏高原西部陆块逐渐冷却,形成帕米尔高原及青藏高原西侧的初步形态。结合青藏高原整体宏观形态的痕迹特征判断,印度陆块向东北旋转的逐步推进,剧烈的陆块间挤压造成陆块在印度陆块前端表面熔融堆积并逐渐坍塌,北端前冲形成柴达木盆地、青海湖和祁连山,同时堆积的熔融陆块也向南坍塌,形成现在青藏高原南缘的喜马拉雅山脉。

在印度陆块向东北旋转形成青藏高原过程中,发生和向西侧旋转的亚洲东南侧陆块碰撞挤压胶结,并导致印度陆块的旋转变线,转向偏北方向运动。同时胶结的青藏高原东侧陆块发生“若尔盖-汉中”崩塌,青藏高原陆块也发生向东向北的挤压扩张。

有了以上背景知识,受以下两个因素的共同作用,可能是导致西昆仑陆块北缘和塔里木盆地西侧石梁成因的最终决定因素:

? 青藏高原东侧陆块发生“若尔盖-汉中”崩塌,青藏高原陆块在发生向东向北的挤

压扩张的同时,也受到东侧陆块向西的反向挤压。

? 青藏高原内部堆积的熔融陆块向南坍塌,形成现在青藏高原南缘的喜马拉雅山脉

过程中,会对北侧陆块产生向西南的拖拽。

受以上两因素的影响,东昆仑山陆块会对西昆仑山陆块产生回退挤压(挤压方向见下图绿色箭头所示),东西昆仑山陆块的这这种错位挤压,导致东昆仑山陆块前端边界直接嵌入铁克力克山南侧(下图绿色箭头以北的红色虚线所示为铁克力克山东侧边界):


下图是卫星视图,可看出东昆仑陆块对西昆仑陆块的错位挤压导致北侧的胶状熔融山体形成皱褶(黄圈所示),山体熔融走势舒缓,而在铁克力克山南侧,陆块前端已部分凝固,挤压形成明确的裂纹(红线所示)。

下图是上图黄圈内的胶状熔融山体局部风景图,山体舒缓,土壤层遭受熔融破坏,形成很薄的一层,只适合牧草生长。局部裂纹内田地膜遭受完全破坏,无植被分布。


能支持东侧青藏高原陆块对西侧陆块回退挤压的痕迹特征还有很多,比如:

1、 于田县南侧青藏高原内部东西向青藏高原陆块之间挤压形成的两个弧状凸起:

2、 帕米尔高原内部的由于陆块部分冷却后向西回退形成的数条深切裂纹峡谷(下图绿

线所示,读者据此机制可判定全球其他区域类似峡谷的形成机制):

在全球陆块演变过程中,类似东、西昆仑陆块这样的错位挤压特征,和朝鲜长白山陆块回退嵌入海参威西侧形成小兴安岭和兴凯湖的过程的机制类似。大家可通过局部的地形细节进行分析对比。

认识到东西昆仑陆块之间的错位挤压地形形成机制后,就很容易理解塔里木盆地的和田河西岸中部沙漠中石梁的形成机制:

青藏高原向北旋转挤压过程中,受东侧陆块向西挤压的反弹回退及受南侧喜马拉雅山脉向南端的坍塌牵拉,东青藏高原陆块对西青藏高原陆块有小幅度的向西错位回退挤压。这导致西昆仑陆块北缘有向北约60公里的扩张前冲。受此影响,位于西昆仑陆块北缘外侧的石梁陆块受压惯性前冲,同时在运动过程中充分熔融拉伸。石梁在向北运动过程中,来自北侧的洪流(洪流的来源主要是蒙古高原,携带巨量泥沙,具体机制将在后文中详细分析)向南运动,冲断尚未完全凝固的柔弱的石梁,形成现在横贯塔里木盆地西侧并有局部错断的石梁。

由于石梁的形成是受南侧西昆仑陆块北缘向北扩张惯性挤压影响,所以石梁只出现在和田河的西侧,而东侧则只是茫茫沙漠。

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