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基於遙感資料的地質理論創新———“地球的圓湧結構與深源高能強爆熱動力學”理論的年回顧展望

近40年來,航天遙感對地觀測的宏偉發現和貢獻就是直觀形象地揭示並證實了地球表面到壹定深度處存在不同類型、尺度規模、新老世代重疊、稠密交織、成群布列的圓環形地質結構。濾卻了由於風水外動力作用、浮土、植被的幹擾之後,使人們吃驚地發現,地球也如同月球、水星、火星壹樣滿目盡是環形山的地質景觀。其實表面滿布環形結構的還有很多固體行星和衛星,不少表面為液態、氣態的星體,同樣也還存在流體旋渦,看來圓湧結構是太空星體的***有的動力物質形態。成因眾說紛紜,如星體內熱核爆炸圓筒湧射、火山爆發、小行星撞擊等。

就地球地質科學而論,基於大量的遙感數字、影像信息,已有的地質礦產資料,現代地質學知識,參照超高能噴射流變力學原理、地下核試驗的地質動力特征,對地球的圓環形噴湧結構進行了長期系統的分析對比研究,包括對圓環(筒)狀構造的地質學研究、專題編圖,青藏高原、長江中下遊地帶、哈密地區、白銀廠、中條山等礦區的野外驗證調查,於1977年提出“地球的圓湧構造與深源高能強爆熱動力學”的新理論假設。認為這些源於地幔、下地殼巖石圈的竹筍形垂直筒狀、餅狀地質體,可劃分為根基熱核動力部,修長的管頸部,頂蓋頭部,以強大的熱力、壓力和氣液固混合態,按流體力學規律,噴湧到地殼-巖石圈的不同深度,其中有部分頭蓋出露到地表,保有現實熱動力源的,在海水中、大氣圈中仍保持有明顯的熱動力暈梢,如同休眠火山。地球早期形成圓餅狀原始地殼和結晶基底,後期根源逐步加深,直徑越來越小,射噴動力越來越強,包括根基較淺,規模較小的金伯利型巖筒、強爆角礫巖筒、基性-超基性巖株、堿性和碳酸巖小巖頸,圓湧的定義範圍,要比地幔柱(Mantle plume)更深廣些。這壹群地質體密集林立,新老包容,構成比地殼總質量大50多倍的巖石圈和上、下地幔,巨大的物質能量構成了地球的地質主力層。其註入形式為高能態的固液氣混融的噴射流體狀態,而不是中能態的固塑狀態,更不屬低能區的表淺固體狀態。多數產生於急劇熱核強爆災變,是否有緩慢形成的,則有待考究。形成期內它們在巖石圈-地幔中吞蝕壹切,自形程度和熱力學獨立性很強,根基部能量耗盡後停止噴湧,失去活力的軀體固化、消亡。不少個體長期處於休眠狀態,後期還持續熱動力效能。這類地質體對周邊特別是頂蓋部地質形態有極強的統領控制作用,即主力地質體,也是解析受控地質環境的強力核心。

這些遙感發現的圓形結構,多數在已有地質圖件、資料中都能找到壹定反映。地球物理的磁力場、重力場、電磁場、熱力場、放射性場、地球化學場等資料中也有對應的顯示。

深源強熱動力的礦產聚集過程也很特殊,超高的熱力可將地內根基部幾立方千米,幾十乃至幾百立方千米的巖石充分熔融、析離、聚合,在強大的噴射動力推動下,運移到表淺部的特定地段,壹次或多次地形成元素高度濃集,有用礦物高純度的富礦,形成大礦和疊加礦床,如同壹個高能的熱分餾煙囪出礦口,眾礦噴湧的“寶瓶口”,礦床成串的“煙囪”、百寶聚集的礦產樹、礦產“百果聖誕樹”。礦床可能是固態、液態和氣態並存的多態系列結構,其中包括石油天然氣的深源無機聚合,地下熱能、深層地下水的上湧等。

無數實例證明,越是大型、超大型的多組分的富礦越與這種圓湧結構的特定部位高相關,而且成礦模式幾何對稱、對應性極強,預測的可靠性很高。

世界上很多知名的大礦、富礦都和特定的圓環形結構密切相關,與地內極高熱強爆有關,與隱爆地域相關,例如加拿大的肖德貝裏鎳銅礦,澳大利亞的蒙特艾薩鉛鋅礦,奧林匹克壩鈾礦,朝鮮的檢德銅礦,中國的白雲鄂博稀土-鐵礦,中條山、白銀廠的銅礦,長江中下遊的銅鐵礦床,金川白家咀子的鎳銅鉑礦,大慶油氣田等。

環境災害也發生在現活動的強熱動力圓湧結構頂部,如百慕大海空罹難區,1908年的通古斯大爆炸,1662年的北京王恭廠大爆炸,印度的死丘事件,1556年的華縣地震,三河-平谷地震,山丹地震,唐山大地震,印度尼西亞地震海嘯,2008年5月的四川汶川地震,多次火山噴發,大型、特大型的崩塌、滑坡、泥石流,每年多次的臺風,異常氣象災難等。

在後來的研究中,我們還陸續推衍出:巖石圈-水圈-大氣圈-生態環境圈強熱動力***驅鏈;礦產-環境-災害垂直強熱動力貫通協動鏈;深源強熱動力成礦系列;石油-天然氣深源無機聚合;地下熱能、地內深水資源的上湧;地氣控制天氣,生物-人類興衰背景強熱動力譜,地球與天文背景的熱***振譜等次壹級理論,在這條理論鏈上有許多待探索的無窮奧秘。

30年來,我們結合遙感地質的推廣,以培訓、宣講、座談、會議論文交流、專題討論咨詢、對口探索等方式向社會和地質界宣傳、介紹了新的深源高能強爆熱動力學理論的科學原理和應用技巧,不少單位結合自己項目進行了試探性應用,取得了很好的效果,例如河北省、雲南省的地質工作者已應用本理論在進行礦床研究預測。

但是理論推廣和提升工作卻不盡人意,可謂雞鳴早而起舞緩慢。理論假說的提出也已30多年了,當時可謂很先鋒了,至少尚未發現類似完備的說法,但是由於種種原因,壹直未設立理論研究專題。

現在國內外地質界都在探索類似的地幔柱問題,但常規地質知識、物化探技術和深部鉆探尚無法攻克這壹難關。從研究策略上講,以遙感圓環形結構為切入點,組織遙感、地質、物化探專業的多學科攻關項目,尚不失為壹條快捷途徑。圍繞礦產開發、環境變遷、災害研究等實用問題,將圓環形地質結構與已知地質礦產資料系統對比分析,提出壹批預測驗證方案,動員有關勘探、環保、防災部門經過10年左右的探索,爭取礦產資源儲量翻番,重點解決環境災害防治任務,還是有可能的。同時在理論研究上將得到進壹步的充實提高。筆者深信本理論壹定能快速發展起來,獲得偉績奇效,成為近期深部地質構造的統領性理論,在地質資源開發利用、生態環境優化、防災減害,推動地質理論、勘查科技發展中為人類文明作出新貢獻,不要再使原本創新的地質科學理論生長點繼續停滯萎縮,錯過時機,喪失機遇,給地質科學新發展帶來損失。

(內部資料,2007-03-20)

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