为什么台湾岛的平原在西侧,山地在东侧?

此题目波及到台湾省的地质成因,和会聚板块边缘的构造历程。

简言之,台湾岛西部是欧亚年夜陆刚性板块,以是绝对于陡峭;东部为板块边缘的碰撞造山带,以是阵势高年夜。

从地形上看,我国台湾岛西侧阵势低平,台湾海峡均匀水深没有到百米;东部为山地,再向东水深四五公里。

要是抽干淡水,台湾岛西侧只是地形升沉无非多少十米的谷地;台湾岛东侧是四五公里的陡崖。

台湾岛及其周边构造演变形式 ,底图来自| Tian ZX 2019 JGR

为何会浮现这类货色极为悬殊的阵势?

因为台湾岛是洋 - 陆会聚板块界限简单构造运动的产物。

台湾岛当今地貌,由两个历程抉择:

(1)北部:欧亚板块 - 吕宋岛弧 - 菲律宾海板块历程;

(2)中 - 南部:欧亚板块(冲绳海槽)- 琉球岩浆弧 - 菲律宾海板块历程。


一、两条海沟

从板块归属下去看,台湾岛位于欧亚板块菲律宾海板块交汇处。

个中,欧亚板块主体是年夜陆板块菲律宾海板块主体是年夜洋板块

台湾岛虽小,但正在地质单位上能够一分为三:

其主体是欧亚板块(地质构成相似东海年夜陆架),是年夜陆板块;

其西北缘一小全体来自吕宋岛弧及相干的爬升增生楔;

东北缘一小全体来自琉球岛弧及相干的爬升增生楔。

容易来讲,正在年夜洋板块上造成的岩浆弧,和欧亚年夜陆板块拼合到一同,造成台湾造山带,正在地质学上被成为“弧 - 陆碰撞造山带”。相似下图:

弧 - 陆碰撞造山带演变形式图 |Frisch,2010

台湾岛虽是弧 - 陆碰撞造山带,然而造成历程要更加简单。

台湾岛相近有两条海沟:

位于台湾东北海疆南北走向的马尼拉海沟

位于东北海疆近货色走向的琉球海沟。(ps:这里仅指台湾相近,实正在总体是北东 - 南西走向)

右图中带箭头的赤色线条示意海沟地位,箭头偏偏向批示板块爬升偏偏向

子细看调查上图的爬升偏偏向,马尼拉海沟处板块的爬升偏偏向向东,琉球海沟向北爬升(ps:这里仅指台湾相近,实正在总体是向北东偏偏向爬升)。

两条海沟,近垂直的爬升偏偏向,注明这个会聚历程没有容易。

这也造成了台湾岛南北板块构造历程的悬殊。

台湾岛当今的地貌与这两个海沟亲切相干。


增补:甚么是海沟?

海沟是年夜洋板块发生爬升的地位,即年夜洋爬升带露于地表的全体,显示为一条狭小的深沟。

其能够的造成历程是:年夜洋板块爬升至另一个年夜洋板块之下,也能够是年夜洋板块爬升至年夜陆板块之下。例如对于比无名的马里亚纳海沟,便是平静洋年夜洋板块向菲律宾海年夜洋板块爬升的产物。(以下图)

左图展现了三种分比方范例的海沟;右图为马里亚纳海沟的示用意(李三忠,2019)

一般咱们看到的这类爬升会聚形式图都是两个板块,一条海沟(爬升带),批示一个爬升会聚偏偏向。

然而,台湾岛相近有两条海沟,且爬升偏偏向悬殊较年夜,其会聚形式其切实本文的第一幅图就赋予了展现。相似的中文形式图另有下图:

中国国度天文@李雅心

此图清晰地显现了前文所述,台湾岛的地质单位能够一分为三:

其主体是欧亚板块(地质构成相似东海年夜陆架),是年夜陆板块;

其西北缘一小全体来自吕宋岛弧及相干的爬升增生楔;

东北缘一小全体来自琉球岛弧及相干的爬升增生楔。

咱们将台湾中 - 南部和北部的演变离开来讲。


二、台湾岛中 - 南部的地质成因与演变

先看欧亚板块 - 马尼拉海沟 - 吕宋岛弧 - 菲律宾海板块的瓜葛和造成历程。

从上图可见吕宋岛弧和菲律宾海板块仰冲至欧亚板块之上,与咱们一般所说的,高密度的洋壳爬升至低密度陆壳的形式有悬殊。

这就要波及从中生代早期到复活代的爬升偏偏向的改变

ps: 即一亿以来,板块的爬升偏偏向从东向西爬升,转换至从西向东爬升

(1)中生代时代,(古)平静洋板块向西爬升于欧亚年夜陆之下,致使中国东部造成了安第斯型的岩浆弧。(一亿多年前,浙江、福建等地是一条海拔数公里的火山山脉,相似当今南美安第斯山脉)

索艳慧,2017;黄奇瑜,2017(1Ma=1 百万年)

(2)复活代中期,南海洋盆初始关上:

遭到岩石圈底部能源学感化,欧亚年夜海洋壳拉伸变薄,造成了一系列断陷构造。

年夜概正在距今 3300 万年前,南海年夜洋岩石圏扩年夜,浮现洋中脊,造成南海洋壳。(PS:南海成因简单,学界看法泛滥,本文只波及与台湾岛成因相干的全体)

南海洋壳的造成,为以后板块爬升偏偏向改变,和吕宋岛弧的造成奠基了根基。

另外,正在南海洋壳爬升以前,有学者觉患上正在南海岩石圈与花东海盆(菲律宾海板块的一全体)之间能够以转换断层打仗(下图 e)。

| 黄奇瑜,2017

(3)复活代中前期,发生了爬升极性反转,而且造成了吕宋岛弧:

1800 万年前,南海岩石圈沿马尼拉海沟向东爬升于花东海盆之下(下图 d),造成南北向沉闷年夜陆边缘弧 - 海沟体系(下图 e);

因而,有学者推论南海中洋脊的停留张裂能够与南海向东爬升无关。

南海洋壳向东爬升,一最先造成了一个弧前张裂盆地(下图 d),无非存正在光阴很短。

跟着爬升的连续,从地表带到深处的富水沈积物和来自高低盘的岩石碎块,正在低温下发生熔融,造成了一串南北走向的吕宋火山弧(下图 e)。

| 黄奇瑜,2017

以上都是预备事情,停止到现正在,台湾岛还没有真正造成,更别提出露珠面。

(4)万事俱备,弧陆碰撞造成台湾造山带。

| 黄奇瑜,2017

沿马尼拉海沟南、北两双侧,发生岩浆弧和欧亚年夜陆的碰撞。

650 万年前最先,正在台湾相近浮现斜向碰撞,而且碰撞点由北向南迁徙;同时,增生楔最先逐步出露于海立体之上,造成台湾岛的雏形。

距今约 100 万年时,弧前盆地及火山岛弧向西仰冲于中间山脉增生楔之上,造成海岸山脉及台东纵谷碰撞缝合线。

此时,台湾岛的主体描写已造成。

其西侧为造山带的前陆区域,阵势绝对于平整(例如四川盆地西部便是龙门山造山带的前陆区域);

其东部为造山带的外围地带,阵势高陡。

台湾造山带构造剖面 | Chen CT 2018

然而,台湾岛北部的构造演变没有能纰漏,例如台湾北部宜兰平原的造成与上述历程瓜葛没有年夜,这与欧亚板块(冲绳海槽)- 琉球岩浆弧 - 菲律宾海板块的演变历程无关。


三、台湾岛北部的地质成因与演变

上文已知,正在台湾岛南部重要波及欧亚板块 - 吕宋岛弧 - 菲律宾海板块相干的板块构造历程,是菲律宾海板块仰冲至欧亚板块之

与此分比方,台湾岛北部所波及的欧亚板块(冲绳海槽)- 琉球岩浆弧 - 菲律宾海板块的历程,是菲律宾海板块爬升至欧亚板块之下,且其历程绝对于容易。

菲律宾海板块向欧亚年夜陆爬升,正在欧亚年夜陆的边缘造成岩浆弧——琉球岩浆弧,和弧后盆地——冲绳海槽。

台湾岛东部的花东海盆,沿琉球海沟向北爬升,造成弧后舒展情况——冲绳海槽。

海槽逐步向东北张裂,年夜略 100 万年前,延长到台湾岛东北部。

因而,中间山脉北段倒塌,地形升高,造成三角形的宜兰平原; 台东纵谷的最北部(24°N 以北)塌陷为净水断崖。

中国国度天文@李雅心

综上,台湾岛中 - 南部弧陆碰撞造山带奠基了台湾岛西平东陡的重腹地形款式,台湾岛北部的舒展构造配景,使患上台湾岛北部也浮现了平原地貌。这两个历程实现昔日台湾岛的地貌塑性。


四、揭秘台湾岛地质演变的症结——增生楔

兴许你会猎奇,台湾岛这么简单的造成历程,地质学家们是怎样钻研进去的?

其历程和法子多样且简单,我特地增补一个上文没有注释的地质单位。

上图可知,实正在除年夜陆板块和岩浆弧的物资,台湾岛另有一个重要的构成——爬升增生楔。(即上图中黄色的“增积岩体”)

增生楔的成因相似于搓澡。呃……口误,便是爬升历程中,因为磨擦感化,刮削上去的岩石碎片,能够蕴含上盘板块、下盘板块的物资。以下图:

爬升增生杂岩 |Frisch,2010

地质学家们经过田野、显微镜和地球化学的手法,剖析爬升增生楔、和高低盘岩石的物资构成,测定岩石岁数,就晓患上上盘和下盘的性子和泉源,和症结地质事宜的岁数。

田野、地球化学、物源剖析、岁数测试 | Tian ZX 2019 JGR
下盘岩石单位沈积 - 构造演变钻研| 李占东,2019

再依据分比方地质单位之间的构造款式、打仗瓜葛和蜕变感化等,反推构造 - 蜕变地质历程。

例如,台湾岛从北到南的增生楔和构造剖面以下图:

Tian ZX 2019 JGR

正在上述沈积、岩浆、蜕变、构造变形的钻研,再联合深部地球物理等钻研,就能够对于台湾岛的成因有一个体系的意识。

Tian ZX 2019 JGR

五、日本岛与台湾岛地质成因悬殊

题主还提到了日本岛。

日本岛成因与台湾岛成因齐全分比方。

非要找相似点的话,台湾北部冲绳海槽和琉球岩浆弧的造成历程和日本岛的成因有一些相似之处,只是前者的演变尚没有可熟。

日本岛本是欧亚年夜陆的一全体,其基础的地质配景和中国华北相似。

起初,平静洋板块向西爬升,造成了日本岩浆弧,相似于南美的安第斯山脉。

南美的安第斯山脉——安第斯型运动年夜陆边缘 |Frisch,2010

然而,日本与安第斯分比方的是,日内陆区没有安生,二心搞自力,西平静洋板块爬升至欧亚年夜陆下点了一把火,日内陆区就从欧亚年夜陆团结进来了。

日本色运动年夜陆边缘 |Frisch,2010

从地质学角度来看:

为何说日本岛是从欧亚板块团结进来,而台湾岛是欧亚年夜陆弗成宰割的一全体?

果断能否团结进来的规范并非是能否有淡水相隔,而是能否有新的年夜洋地壳发生。

很明显,台湾岛西侧的台湾海峡照样残缺的欧亚年夜陆岩石圈,只是盖了一层薄薄的淡水而已。

而日本西侧的日本海已有复活的洋壳降生。

将来,日本岛有多少种能够的运气:

(1)爬升腐蚀感化,被卷入海底;

(2)日本岛西侧的日本海盆倒加入爬升带,日本岛再次拼接到欧亚年夜陆;

(3)西平静洋闭合,欧亚年夜陆与北美年夜陆拼合,日本岛的残块正在夹缝(造山带)中生计。

扯远了……


总结

台湾岛是中国弗成宰割的一全体,除汗青缘故,正在地质成因上也齐全说患上通。

呃呃……实正在,

我想说的是,台湾岛位于欧亚板块与菲律宾海板块会聚边缘,其地质构造演变历程简单。

台湾岛及其邻域也是天下受骗今最典范的、依旧运动的爬升型造山带之一,菲律宾海板块与欧亚板块之间的爬升—碰撞是台湾—吕宋区域地体运动(海岸山脉运动)的重要能源泉源。

台湾岛中 - 南部弧陆碰撞造山带奠基了台湾岛西平东陡的重腹地形款式,

台湾岛北部的舒展构造配景,使患上台湾岛北部也浮现了平原地貌。

这两个历程实现昔日台湾岛的地貌塑性。

台湾岛是当今正正在停止的新的造山带,因而这类地貌还会延续维持下去,但其前因是地动频发。

湾区域地动散布图(a)、 GPS 位移量(b) | 黄奇瑜,2017
湾岛卫星影相(c)及两年夜河系分水岭(d) | 黄奇瑜,2017

台湾岛地点的西平静洋年夜陆边缘,是地球上最简单的板块界限。台湾岛的成因无比简单,并非用一种典范的成因模子,多少句就能概括清晰。难免会波及很多专有地质术语,指望能有所资助。


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