(以下文章来源重庆市规划展览馆、《城市地理》2020年第10期,作者唐用洋、左全周)
前言人类从远古走来,已在天地间亘古难解的奥秘探索路上,跋涉了很远很远.......盘古开天辟地,始有世界,其四肢和身体成为大地的四极和五方山岳;女娲补天,苍天补,四极正,淫水固,冀州平,狡虫死,颛民生;共工怒触不周山,致使天柱折,地维绝,天倾西北,地陷南东。这些神话故事向人们描绘了大地形成、海陆变迁、现今地势形成的想象情形。
重庆,位于中国内陆西南部、长江上游地区,面积8.24万平方千米,是一个历史悠久、文化底蕴深厚的城市。250万年前的巫山猿人率先在中国拉开了东亚人类演化历史的帷幕;重庆有文字记载的历史达3000多年,是巴渝文化的发祥地。重庆来自何方?如何定居于此?“山水之城·美丽之地”何以养成?让我们化作苍穹不老星,遥看地球的成长历程,翻阅重庆的地史篇章。
1序曲对于版图或者国土空间的认识,人们多局限于平面二维空间或者深度很小的三维空间,相对于地球半径即使是地球表面薄薄的地壳来说,都是极其有限的。地壳板块永恒的运动着,或许是生活在上面的我们没有注意去感知。
人类站在地面上谈论“天高地厚”,如果只指大气圈而且不包括没有明确外界的外逸层,那么“天高”可以算700千米;“地厚”是明确的,固体地球的半径是6370千米。地球在40多亿年的演化过程中,形成了现今的外圈和内圈的结构分层,外圈包括大气圈、水圈和生物圈,内圈由地表至地心依次为地壳、地幔和地核。
参与板块运动的是岩石圈,其是由地壳和上地幔顶部(软流层以上)坚硬的岩石组成的板片,岩石圈厚度不均一,通常认为在大洋中脊处岩石圈厚度接近于零,到大陆下部大约100-150千米,一般厚约60-120千米。
地球表层构造运动的根源就是地幔环流,其从岩石圈到核幔边界,在地球表面的表现之一就是板块运动。岩石圈之下约70-250千米为上地幔上部熔融状态的软流圈,基于软流圈及其对岩石圈运动的主导作用,在大陆漂移学说和海底扩张学说的基础上提出的板块构造学说认为,地球表面覆盖着内部相对稳定的板块(岩石圈),这些板块确实在以每年1-10厘米的速度在移动,由于有软流圈的存在,地球岩石圈板块是活动的。软流圈的热对流循环,导致其上的岩石圈发生地壳运动,主要表现为海底扩张、俯冲带动板块之间的拉伸、挤压、错动、造山等(洋陆转换)。海底扩张,洋中脊下热地幔物质上涌,在扩张轴处形成新地壳;老洋壳向两侧推移,并向陆壳俯冲消减,大陆边缘增生并挤压造山,形成板块结合带、弧盆系和夹持于其间的地块。由于地球表面积是有限的,板块内部本身是不会变形的,其变化主要表现在板块的边缘接触带(板块缝合线)的增生与消减,其一为彼此接近的汇聚型板块边界,其二为彼此远离的分离型板块边界,其三为彼此交错的转换型板块边界,地球表面运动都在这三种状态下集中发生。
地球圈层结构示意图
(据《earth Portrait of a Planet》修改)
板块运动示意图
(据《earth Portrait of a Planet》修改)
2诞生久远的地球板块结构,由于地块不断变迁且留下的遗迹太少已难还原,但经过地质学家的努力已经可以推测出7.5亿年之内的地球板块结构。中国远在元古宙时(25-5.41亿年前)有三个古老地块,即华北地块、华南地块、塔里木地块,其它的地块这时候还没有出现,或者没有证据证明它们的存在。重庆处于上扬子地块东北缘(除城口外),扬子地块隶属于华南地块,属于中国境内较早形成的古陆核之一。
华南地区在太古宙(38-25亿年前)时期就已经形成原始大陆岩石圈,在其范围内广泛存在太古宙(33-28亿年前)时期的矿物和岩石记录,因此其作为一个前寒武纪就存在的古老且稳定的大陆块体早就得到确认。扬子地块在新太古代晚期(25亿年前)形成了以川中陆核为代表的原始大陆岩石圈,在18亿年前形成了原始古陆壳(结晶基底),基底结构在18-8.2亿年前定型,地壳趋于稳定;新元古代的南华纪和震旦纪(7.8-5.41亿年前)开始发育沉积盖层,此时该地块雏形已基本形成。因此,重庆版图或者国土空间随着上扬子地块的形成,在大约8亿年前也就诞生了。
注:重庆境内出露的最老岩石为酉阳、秀山一带的形成于8亿年前的新元古代青白口纪晚期的一种浅变质凝灰质绢云母板岩。
中国大地构造示意图
(资料来源:郑永飞院士发表的中国大地构造简图)