基于遥感数据的地质理论创新——“地球上升流结构与深源高能强爆炸热动力学”理论的回顾与展望
在地球地质科学方面,以大量遥感数字、影像信息、现有地质矿产资料和现代地质知识为基础,参照超高能喷流流变力学原理和地下核试验的地质动力学特征,对地球环状喷涌构造进行了长期的系统分析和对比研究,包括对环(柱)状构造的地质研究、专题填图和在青藏高原、长江中下游、哈密地区、白银厂、中条山等矿区的野外工作认为这些起源于地幔和下地壳岩石圈的笋状垂直柱状、饼状地质体,根据流体力学规律,可分为基性热核动力厂、细长管颈和顶盖头,以强烈的热、压和气液固混合状态向地壳-岩石圈不同深度涌出。部分顶盖露出地表,有现实热电源的在海水和大气中仍保持明显的热电源晕。地球早期形成了圆盘状的原始地壳和结晶基底。后期根部逐渐加深,直径越来越小,喷射力越来越强,包括基础浅、规模小的金伯利岩型岩管、强爆炸角砾岩管、基性-超基性岩应变、碱性和碳酸盐岩颈。圆涌的定义比地幔柱的定义更深更广。这组地质体密集而又包容新旧,构成了比地壳总质量大50多倍的岩石圈和上下地幔。巨大的物质能量构成了地球的主要地质层。它的喷射形式在高能态是固液气混合物的喷射流态,在中能态不是固塑态,在低能区也不是表面固态。大部分是尖锐的热核爆炸灾害造成的,是否缓慢形成还有待研究。在形成期,它们吞噬了岩石圈-地幔中的一切,具有极强的自我形态和热力学独立性,在根部能量耗尽后停止喷涌,无生命的躯体凝固死亡。很多个体长期处于休眠状态,后期热力学效率持续。这种地质体对周围的地质形态,特别是对顶盖即主体地质体有很强的导向和控制作用,也是分析受控地质环境的有力核心。
遥感发现的这些环形构造,大部分都可以在现有的地质图和资料中找到。地球物理磁场、重力场、电磁场、热场、放射性场、地球化学场等数据也有相应的显示。
深源强热动力的矿物聚集过程也很特殊。超高热能使地面地基中几立方千米、几十甚至上百立方千米的岩石充分熔化、分离、聚合,在强大喷射动力的推动下,被输送到浅部的特定地段,一次或多次形成元素浓度高、有用矿物纯度高的富矿,形成大矿和叠加矿床,就像一个高能热分馏烟囱的出口,许多矿在那里喷涌。矿床可能是固、液、气共存的多态串联结构,包括油气的深源无机聚合、地下热能和深层地下水的上涌。
大量实例证明,多组分富矿越大、越超大型,与这种环涌构造的特定部位相关程度越高,成矿模式几何对称,对应性强,预测可靠性高。
世界上许多著名的大型富矿都与特定的环形构造、地下极高的热爆炸、隐伏的爆炸区密切相关,如加拿大的肖德贝里镍铜矿、澳大利亚的蒙泰萨铅锌矿、奥林匹克坝铀矿、朝鲜的茶德铜矿、中国的白云鄂博稀土铁矿、中条山和白银厂的铜矿、长江中下游的铜铁矿、白家嘴、金川、大庆的镍铜铂矿等。
环境灾害也发生在目前活跃的强热动力环涌构造的顶部,如百慕达海空灾区、1908年通古斯大爆炸、1662年北京王巩工厂爆炸、印度死亡山事件、1556年华县地震、三河-平谷地震、山丹地震、唐山地震、印度尼西亚地震和海啸。
在后来的研究中,我们还推导出:岩石圈-水圈-大气圈-生态环境是由强大的热力驱动的;矿产-环境-灾害垂直强热力学联动链;深部强热力学成矿系列;石油和天然气的深源无机聚合;地下热能和地下深层水资源的上涌;这个理论链条中有许多无限的奥秘有待探索,比如大气控制天气的一阶理论,生物——人类兴衰背景的强热力学谱,地球与天文背景的热振动谱。
30年来,我们结合遥感地质学的普及,通过培训、宣讲、讨论、会议论文交流、专题讨论咨询、对口探索等方式,向社会和地质界宣传介绍了新的深源高能强爆热动力学理论的科学原理和应用技巧。许多单位结合自身项目进行了尝试性的应用,取得了良好的效果。例如,河北省和云南省的地质学家应用这一理论研究和预测矿床。
但理论的宣传推广并不尽如人意,可谓鸡叫早,舞跳慢。理论假说提出至今已有30多年。当时算是先驱,至少还没有发现类似的完整说法,但由于种种原因,一直没有设立理论研究课题。
目前国内外地质界都在探索类似的地幔柱问题,但常规地质知识、物化探技术和深部钻探都无法克服这一难点。在研究策略上,以遥感的环状结构为切入点,组织遥感、地质、物化探多学科的研究项目,是一条快捷的途径。围绕矿产开发、环境变化、灾害研究等实际问题,利用已知的地质矿产数据系统,对循环地质构造进行对比分析,提出多项预测验证方案,动员相关勘查、环保、防灾部门,经过约10年的勘查,使矿产资源储量翻一番,重点解决环境灾害防治任务。同时,理论研究也将进一步丰富和完善。作者深信,这一理论将迅速发展,取得巨大成就和奇迹,并在不久的将来成为深部地质构造的主导理论,为人类文明在地质资源开发利用、生态环境优化、防灾减灾、推动地质理论和勘查技术发展等方面做出新的贡献。不要让地质科学理论原有的创新增长点继续停滞萎缩,错失机遇,给地质科学的新发展带来损失。
(内部消息,2007年3月20日)
阿拉斯加卡特迈火山