大卫·卡尔·施耐德 著；

戴长雷2,3 ,杨朝晖1 译

(1.阿拉斯加大学安克雷奇分校，阿拉斯加州 安克雷奇 99508；2.黑龙江大学 寒区地下水研究所，黑龙江 哈尔滨 150080；3.黑龙江大学 水利电力学院，黑龙江 哈尔滨 150080)



阿拉斯加区域地质特征

大卫·卡尔·施耐德1著；

戴长雷2,3,杨朝晖1译

(1.阿拉斯加大学安克雷奇分校，阿拉斯加州 安克雷奇 99508；2.黑龙江大学 寒区地下水研究所，黑龙江 哈尔滨 150080；3.黑龙江大学 水利电力学院，黑龙江 哈尔滨 150080)

弄清楚全球背景下的区域地质特征，有利于理解阿拉斯加复杂的地质现象。文章在梳理板块构造理论的基础上，对阿拉斯加区域地质特征进行了分析，指出：太平洋板块密度较大的玄武岩沿着阿留申海沟俯冲到北美洲板块之下，太平洋板块与北美洲板块沿着阿留申海沟的这一地质碰撞带，不但直接促成了中南阿拉斯加大部分的自然地理特征：活跃的火山、大量的地震、粗犷的山脉，而且间接影响了中南阿拉斯加的部分气象特征。

地质现象；板块构造理论；自然地理；气象；中南阿拉斯加

1　板块构造

如果不弄明白全球背景下的区域地质特征，就很难理解阿拉斯加复杂的地质现象。理解地质现象需要弄清楚的一个重要的概念就是板块构造理论(图1)。地球的固体地壳可分为15个大的板块和许多小型的板块。这些板块因组成物质不同而拥有4～95 mi不等的厚度。它们以平均每年几个英寸的速度缓慢的相对移动。

这些板块之所以能够移动，是因为在它们下面的地幔是一个更易流动的圈层。地幔由炽热的岩浆组成。由于地幔中有些地方比其他地方更热，所以在这些粘稠的岩浆中形成了对流。更为炽热的物质会上升，并在远离热源后变凉。在变凉的过程中物质密度会变大，并当下伏更热物质上浮后而下沉。这种缓慢的岩浆对流会对上覆板块施加压力，并驱使它们缓慢运动。这样，这种缓慢的陆地渐组就永世不停地进行下来。

根据板块相对移动方式的差异，可分为不同的地质模式。在某些地方，地幔中的熔岩可以通过地壳中的裂缝上升。当这些岩浆上升时，板块会受力分离。就这样，新地洋盆就会生成。大西洋就是在侏罗纪当美洲与欧洲及非洲分离时这样形成的。大西洋洋底中部因此发育着一个巨大的海底裂谷带，或者称为洋底扩张中心。东非当前正从非洲的其他部分分裂开来。从红海到莫桑比克可以清楚地看到一个条状的由湖泊、山地和火山群组成的裂谷带。

当板块在某地受力分离时，肯定在其他地方会发生板块碰撞。太平洋板块的东部边缘是美洲西海岸的一长串裂谷带。太平洋板块从这一裂谷带分离并向西北方向移动，这导致它与阿拉斯加、俄罗斯、日本等地的板块发生碰撞。碰撞带上地震频发。

参与碰撞的板块岩石的类型决定了碰撞的结果。洋盆由自洋底扩张中心地幔处涌出的密度较大的玄武岩组成。而陆壳则是由密度较小的花岗岩和沉积岩组成。如果洋盆的某个部分与陆壳相碰撞，密度较高的洋盆岩体通常会冲到陆壳之下并沉入地幔之中。当这些洋盆岩体沉入地幔之后，炽热的地幔会将其熔化。大量熔化的物质会穿透地壳再次涌出地表并形成火山[1]。

地幔岩浆对流使得深处的熔岩上升，施加在其上的压力在薄薄的地壳上撕裂出可以延伸成千上万英里的长长的裂谷带。随着更多的熔岩喷出地壳，板块的硬壳由这一裂谷区开始相互分离，形成被称为板块构造的板块移动。以每年数英寸的速度移动着的两个板块会发生碰撞，两个板块碰撞后，密度较大的板块会俯冲到地幔中去。俯冲板块上密度较小的岩块不是随着板块下潜，而是被削刮粘贴到被碰撞的大陆上来，下潜的板块通常会被熔化并再次涌回到地壳上来，这些熔化的物质涌出地表，就形成了火山。图1　板块构造

洋盆岩体的表面经常会积累一层密度较小的海底沉积物盖层。在洋陆板块碰撞过程中，这种密度较小的沉积盖层一般不会随着洋盆岩体向陆壳之下俯冲，而是被陆壳削刮下来，并沿着海岸在大陆边缘形成一道皱巴巴的山脉。这道皱巴巴的山脉被称为增生楔。

由于岩体密度相当，所以当两个大陆块体相互碰撞时，基本不会发生板块下潜的现象。取而代之的是，两个陆块会推隆起巨大的山脉，比如，亚洲中部的喜马拉雅山脉就是这样形成的。与之相对的是当两个密度较大的大洋板块相互碰撞时，会催生出深深的海沟，并常常形成火山岛弧。在太平洋西部就发育有许多诸如菲律宾群岛这样的岛弧。

有些地方，两个板块从侧旁相互刮擦，这样既不会产生扩张中心，也不会产生俯冲带。这种情况下形成的断层称为转形断层或走滑断层。这类地区以频繁的浅源地震和众多的中等规模的山群为特征。加利福尼亚是这种类型碰撞的良好例证。

2　大陆和大洋的构造

由于大陆板块是由密度较小的岩石组成的，所以它们在地幔上比洋盆漂得更高。正是因此，大陆板块一般位于海水位之上。陆壳以平均22 mi的厚度而比平均只有4 mi厚的洋壳厚得多。

大陆的边界并不总是在海边。由于我们现在正处于一个间冰期，所以，大陆的边缘经常被淹没在水下。大陆架常常向海底延伸成百上千英里，并在洋盆的边缘结束。白令海与太平洋的其他部分相比来说很浅。如果海水位降低到末次冰川运动时期的水平，就能看得很清楚，阿拉斯加和东西伯利亚，其实是在由大陆架相连接的同一个大陆地质板块上[2]。

有意思的是，密度较高的大洋岩体在向大陆岩体下方俯冲的同时，它们也一直得到源自扩张中心的新物质的补充。这一循环过程意味着洋壳的地质年龄通常要比陆壳的地质年龄年轻得多。

3　阿拉斯加在地质世界的位置

阿拉斯加位于北美洲板块上。南方数百英里处就是阿留申海沟。太平洋板块密度较大的玄武岩沿着阿留申海沟俯冲到北美洲板块之下。太平洋板块与北美洲板块沿着阿留申海沟的这一地质碰撞带，不但直接促成了中南阿拉斯加大部分的自然地理特征：活跃的火山、大量的地震、粗犷的山脉，而且间接影响了中南阿拉斯加的部分气象特征[3]。

位于阿拉斯加北面的北冰洋，是北美洲板块与亚欧板块分离的断裂带。北美洲板块与亚欧板块的稳定边界，位于阿拉斯加的西面之西伯利亚某个不太明确的地方。

据图2，可以清楚地看到太平洋板块越过夏威夷热点(下伏地幔中酷热的固定点)后所行经的路径。当太平洋板块经过夏威夷热点时，洋壳会被融化而火山则会伴之形成。就这样，自夏威夷热点，在太平洋底，一路直到太平洋板块俯冲到阿拉斯加板块之下的阿留申海沟，形成了一个称为皇帝火山链的死火山链。

太平洋板块慢慢地俯冲到阿拉斯加之下，洋壳在下潜的地幔处熔化。如此就沿着整个阿拉斯加南部形成了一条活火山弧。图2　北太平洋板块构造和全新世火山活动

4　结　论

阿拉斯加位于北美洲板块上。南方数百英里处就是阿留申海沟。太平洋板块密度较大的玄武岩沿着阿留申海沟俯冲到北美洲板块之下。太平洋板块与北美洲板块沿着阿留申海沟的这一地质碰撞带，不但直接促成了中南阿拉斯加大部分的自然地理特征：活跃的火山、大量的地震、粗犷的山脉，而且间接影响了中南阿拉斯加的部分气象特征。

[1]Richter, Donald H, Rosenkrans, et al. Guide to the Volcanoes of the Western Wrangell Mountains, Alaska-Wrangell-St. Elias National Park and Preserve[R]. Washington: Geological Survey,1995.

[2]Mann, Daniel H, Crowell, et al. Holocene Geologic and Climatic History around the Gulf of Alaska[J]. Arctic Anthropology, 1998, 35(2) :112-131.

[3]Beikman H M, compiler. Geologic Map of Alaska[R]. Washington: Geological Survey, 1980.Regional geological characteristics in AlaskaWritten by David K.Snyder1; Translated by

DAI Changlei2,3, YANG Zhaohui1

(1.UniversityofAlaska-Anchorage,Anchorage99508,USA;2.InstituteofGroundwaterinColdRegion,HeilongjiangUniversity,Harbin150080,China;3.SchoolofHydraulic&Electric-power,HeilongjiangUniversity,Harbin150080,China)

Understanding the place of Alaska in the big picture of earth’s geology is conducive to understand its complicated geology. This paper analyzes the regional geological characteristics in Alaska on the basis of combing the theory of plate tectonics under the premise of knowledge. It points out: the dense basalt of the Pacific Plate sub ducts underneath North America along here. This collision zone is responsible for much of the geography of southcentral Alaska: its active volcanoes, massive earthquakes, rugged mountain ranges, and indirectly, some of its climatic patterns.

geological phenomenon; plate tectonic theory; physical geography; meteorological; Southcentral Alaska

中科院寒旱所冻土工程国家重点实验室开放基金项目(SKLFSE201310)；国家自然科学基金项目(1202171)

大卫·卡尔·施耐德(1969-)，男，美国阿拉斯加州安克雷奇市人，助理教授，主要从事自然地理及地理信息系统方向的科研和教学工作。

译者简介：戴长雷(1978-)，男，副教授，主要从事寒区地下水及国际河流方向的教学及科研工作。

P542

A

2096-0506(2016)09-0028-03