有沒有辦法,能人為進(jìn)行極大速度的板塊移動？（理論角度）
- 教育綜合
- 2022-08-14 07:56:12
什么力量促使地球板塊移動？
海底擴(kuò)張和地球板塊構(gòu)造學(xué)說 1906年4月18日星期三的清晨，在美國西海岸700英里范圍之內(nèi)地區(qū)（即：從庫斯（coos）海灣到俄勒岡州和加利福尼亞洲的洛山磯地區(qū)）的居民在睡夢中被大地的震動所驚醒。舊金山的震感尤為強(qiáng)烈。據(jù)地震發(fā)生時(shí)正在三蕃市街道上的警察回憶時(shí)說：“當(dāng)時(shí)突然聽到大地在轟鳴，眼前的大街小巷在上下振動，就好象海浪一波接一波向我撲來?！庇捎诋?dāng)時(shí)沒有一個(gè)較系統(tǒng)測量地震強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)，所以無法估算其強(qiáng)度，直到1935年里氏震級的出現(xiàn)，才解決了這個(gè)問題。據(jù)科學(xué)家后來估計(jì)1906年在洛山磯發(fā)生的地震其強(qiáng)度約為里氏7.8級。當(dāng)日地震發(fā)生后，由地震引發(fā)的大火，無情地吞噬了這個(gè)城市。據(jù)估算約有700多人地球上的“七大板塊”為什么會移動？
地殼受擠壓形成山脈和谷底，地殼受拉張形成裂谷。擠壓和拉張使地殼上升或下降，從而引起海陸變遷。
板塊分布
六大板塊:勒皮雄在1968年將全球地殼劃分為六大板塊;太平洋板塊、亞歐板塊、非洲板塊、美洲板塊、印度洋板塊(包括大洋洲)和南極洲板塊。其中除太平洋板塊幾乎全為海洋外，其余五個(gè)板塊既包括大陸又包括海洋。
太平洋板塊-大部分的太平洋 (包含美國南加州海岸地區(qū));
亞歐板塊-北大西洋東半部、歐洲及亞洲 (包括中南半島，不包括阿拉伯半島、印度半島);
非洲板塊-非洲、南大西洋東半部;
美洲板塊-北美洲、北大西洋西半部及格陵蘭、南美洲與南大西洋西半部;
印度洋板塊-阿拉伯半島、印度半島、澳大利亞大陸、新西蘭及大部分的印度洋;
南極洲板塊-南極洲與南美洲西側(cè)太平洋。 基本被大洋盤踞的板塊:太平洋板
板塊交界處的山脈
阿爾卑斯山脈(亞歐板塊與非洲板塊)，喜馬拉雅山脈(亞歐板塊與印度洋板塊)，落基山脈(美洲板塊與太平洋板塊)，安第斯山脈(美洲板塊與南極洲板塊)
特點(diǎn)
各大板塊是不斷移動的，板塊內(nèi)部地殼比較穩(wěn)定，板塊與板塊的交界處地殼比較活躍。
板塊運(yùn)動結(jié)果:地殼受擠壓形成山脈和谷底，地殼受拉張形成裂谷。擠壓和拉張使地殼上升或下降，從而引起海陸變遷。
地質(zhì)力學(xué)和板塊構(gòu)造學(xué)理論與研究方法之比較
通過比較研究，我們可以體會到地質(zhì)力學(xué)和板塊構(gòu)造學(xué)有許多共同點(diǎn)，如都強(qiáng)調(diào)水平運(yùn)動、都堅(jiān)持力學(xué)性質(zhì)的研究、都重視建造與改造的研究、目前都只能說明中生代以來的地質(zhì)構(gòu)造問題等［1］。但是，我們也看到了它們之間有許多不同，特別是在研究思路和理論體系方面存在許多不同，其中重要的有如下幾點(diǎn):
(1)地質(zhì)力學(xué)從大陸構(gòu)造開始研究，所以有人又稱其為大陸動力學(xué)。它強(qiáng)調(diào)地殼的表層滑動;而板塊構(gòu)造則是從海洋構(gòu)造開始研究，強(qiáng)調(diào)巖石圈深部帶動表層構(gòu)造的運(yùn)動。
(2)地質(zhì)力學(xué)重視構(gòu)造形變研究，認(rèn)為只有構(gòu)造形變是不存在多解性的地殼運(yùn)動的歷史記錄。它研究地殼運(yùn)動的思路是從構(gòu)造形跡的共生組合確定構(gòu)造型式和構(gòu)造體系，從構(gòu)造型式和構(gòu)造體系反演地殼運(yùn)動的程式，再從地殼運(yùn)動的程式探求地殼運(yùn)動的力源。這是一條嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼J(rèn)識路線。這條認(rèn)識路線是李四光及其科研集體經(jīng)過艱辛探索才形成的，它有別于傳統(tǒng)大地構(gòu)造學(xué)只研究大塊體的運(yùn)動，而有很大的優(yōu)越性。從某種意義上講，它代表著構(gòu)造地質(zhì)學(xué)未來的發(fā)展方向，因?yàn)橹灰茄芯康刭|(zhì)構(gòu)造就必須研究其力學(xué)的本質(zhì)，追究其力的來源。但也有它的局限性，即主要只強(qiáng)調(diào)大陸構(gòu)造和表層構(gòu)造的研究，對于海洋構(gòu)造和深部構(gòu)造的研究比較薄弱;而地殼和巖石圈的運(yùn)動既有來自天體方面的原因，也有來自地球自身的原因，單純強(qiáng)調(diào)地球自轉(zhuǎn)速率的變化，就顯得不夠全面。板塊構(gòu)造理論重視塊體的運(yùn)動，通過古地磁緯度記錄、古生物地理的變化來反演塊體的水平運(yùn)動，通過各種巖石學(xué)標(biāo)志和構(gòu)造遺跡來確定古板塊的邊界和古板塊的地質(zhì)運(yùn)動。板塊構(gòu)造學(xué)說所運(yùn)用的這些方法雖然有些本身還存在理論論證問題(如古地磁學(xué))或存在多解性(如某些建造分析方法)，但以其方法的多樣性和綜合性能夠最大限度地引用當(dāng)代地學(xué)各分科的最新科學(xué)技術(shù)方法和手段，使其能夠解決許多在這以前無法解決的地質(zhì)構(gòu)造問題，特別是使其能夠進(jìn)入地學(xué)和構(gòu)造地質(zhì)學(xué)許多前緣課題的研究，如巖石圈深部的研究，借助巖石圈探針和地球物理學(xué)、同位素地質(zhì)學(xué)等許多最新研究手段向巖石圈深部軟流圈乃至地核進(jìn)軍。如前述及的地幔柱等方面的研究已經(jīng)成為板塊構(gòu)造研究的前緣課題，它顯示板塊構(gòu)造學(xué)開始突破巖石圈的范圍，而與地球的核、幔、殼演化研究結(jié)合起來。
(3)地質(zhì)力學(xué)與板塊構(gòu)造學(xué)的理論體系存在很大的不同:地質(zhì)力學(xué)創(chuàng)始人非常明確學(xué)科要解決的理論問題是地殼運(yùn)動問題，為了解決地殼運(yùn)動問題，科學(xué)地探索出解決這一理論問題的方法學(xué)和認(rèn)識路線，由此形成了自己的理論體系。如果我們回顧地質(zhì)力學(xué)大陸車閥說的形成過程，我們就不難看出它是從總結(jié)區(qū)域和全球構(gòu)造型式和構(gòu)造體系的空間展布規(guī)律發(fā)現(xiàn)全球構(gòu)造格局的緯向、經(jīng)向和扭動構(gòu)造型式的展布所反演的全球水平構(gòu)造力的作用，再進(jìn)而追索這些構(gòu)造力的來源與地球自轉(zhuǎn)速率變化的關(guān)系。這樣就形成了一個(gè)從地球的整體運(yùn)動—地球的自轉(zhuǎn)—控制和發(fā)動地球的表層—地殼的運(yùn)動，再由地殼的運(yùn)動形成各種構(gòu)造體系和構(gòu)造型式的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)和理論認(rèn)識體系。事實(shí)上，總結(jié)全球構(gòu)造格局的基本特征，不僅全球規(guī)模的經(jīng)向和緯向構(gòu)造與地球自轉(zhuǎn)軸有嚴(yán)格的幾何關(guān)系，而且極區(qū)的同心圈狀、放射性斷裂系，大陸內(nèi)部的共軛剪切斷裂系，EW向的大洋中脊轉(zhuǎn)換斷層與地球緯度帶(愈近赤道，走滑斷距愈大)也都表現(xiàn)出與地球自轉(zhuǎn)軸有嚴(yán)格的幾何關(guān)系、與地球的自轉(zhuǎn)有成因聯(lián)系。
但是，由這樣一個(gè)理論認(rèn)識體系所提出的地球動力機(jī)制如同當(dāng)年的大陸漂移說一樣碰到了極大的困難，即計(jì)算表明，李四光所認(rèn)為的地球自轉(zhuǎn)速率變化所產(chǎn)生的經(jīng)向慣性離心力和緯向慣性力就其強(qiáng)度和數(shù)量級而言，都不足以發(fā)動一場大規(guī)模的構(gòu)造運(yùn)動和全球規(guī)模的構(gòu)造形變。王仁等［2～4］曾按分層均質(zhì)流變體模型(緩變模型)計(jì)算分析了地球自轉(zhuǎn)速率變化所致的全球構(gòu)造應(yīng)力場。結(jié)果表明，地球自轉(zhuǎn)速率變化所導(dǎo)致的構(gòu)造應(yīng)力的量級(10－2～nPa)與現(xiàn)今不同方法實(shí)測所得的古、今構(gòu)造應(yīng)力量級(MPa)相比，都顯得太小，幾乎可以忽略不計(jì)(快速模型所獲得的量級更小)。很難想象，如此小的構(gòu)造應(yīng)力能驅(qū)動地殼與巖石圈塊體的水平運(yùn)動。因此，王仁等［2～4］、李東旭(1986)、高慶華(1996)都曾先后認(rèn)為實(shí)際地球體在長時(shí)間尺度內(nèi)表現(xiàn)出流變特性，用緩變模型描述更為合理，且在緩變模型中，應(yīng)考慮應(yīng)力隨時(shí)間的長期積累效應(yīng)。若地球在10Ma內(nèi)長期保持加速或減速，則自轉(zhuǎn)速率變化所致的應(yīng)力積累至MPa量級這樣的構(gòu)造應(yīng)力就足以產(chǎn)生顯著的構(gòu)造效應(yīng)［2～4］。但對于構(gòu)造應(yīng)力能否隨時(shí)間加大而積累的問題，尚缺乏實(shí)驗(yàn)依據(jù)，許多地質(zhì)、地球物理與力學(xué)專家對此尚持否定態(tài)度［5］。
李四光提出的地球自轉(zhuǎn)速率變化所引起的地球動力學(xué)機(jī)制遇到了重大的挑戰(zhàn)，這種挑戰(zhàn)推動了對地球自轉(zhuǎn)動力作用的研究，地球科學(xué)界在否定過高估計(jì)地球慣性力(經(jīng)向離心慣性力和緯向慣性力)的同時(shí)，對其他作用力進(jìn)行了科學(xué)評估。
已經(jīng)提出的驅(qū)動巖石圈地殼運(yùn)動的動力有地幔對流、重力和熱動力、洋脊推力、板塊負(fù)浮力、碰撞擠壓力、地球自轉(zhuǎn)所致慣性離心力、周期性引潮力、西向引潮力、科里奧里力等。
科里奧里力的數(shù)量級非常小，對地殼構(gòu)造運(yùn)動幾乎不起作用，可以忽略不計(jì)。理論計(jì)算分析表明，地幔對流能產(chǎn)生MPa量級的構(gòu)造應(yīng)力，但地幔對流模式存在很多問題，難以說明地球內(nèi)部特別是大陸內(nèi)部的動力學(xué)過程，而且受到地幔分層性、大陸巨厚山根等新研究成果的反對和制約。板塊俯沖或陸陸碰撞所產(chǎn)生的構(gòu)造應(yīng)力屬于次一級的構(gòu)造應(yīng)力場，而非驅(qū)動板塊運(yùn)動的構(gòu)造應(yīng)力。熱動力和重力是重要的構(gòu)造力量，但在驅(qū)動板塊運(yùn)動時(shí)主要表現(xiàn)在洋脊推力和地幔對流之中?？磥砟軌?qū)Π鍓K的拉張與擠壓起到驅(qū)動作用的主要是西向引潮力和周期性的引潮力，兩者所致的構(gòu)造應(yīng)力都能達(dá)到104～105Pa的量級，而且這兩種應(yīng)力都屬于交變應(yīng)力。周期性引潮力應(yīng)力大小與方向都隨時(shí)間變化作周期性變化，屬于對稱循環(huán)交變應(yīng)力;西向引潮力僅應(yīng)力大小隨時(shí)間作周期性變化，而應(yīng)力方向始終向西，屬于脈動交變應(yīng)力。如前所述，交變應(yīng)力能降低巖石強(qiáng)度和疲勞極限，而且這兩種交變應(yīng)力的循環(huán)次數(shù)均達(dá)1010次的量級，因此這兩種構(gòu)造動力的實(shí)際動力學(xué)效應(yīng)相當(dāng)于105～106Pa以上的靜態(tài)構(gòu)造動力，有顯著的構(gòu)造動力學(xué)意義。但周期性引潮力所致的應(yīng)力，由于其方向也隨時(shí)間作周期性變化，所以對構(gòu)造過程僅有觸發(fā)作用，而無驅(qū)動作用;而西向引潮力僅應(yīng)力大小作周期性變化，應(yīng)力方向是基本恒定的以西向?yàn)橹?，所以對?qū)動巖石圈水平運(yùn)動有重要意義，是導(dǎo)致巖石圈總體西向運(yùn)動的主要?jiǎng)恿?，屬全球?gòu)造運(yùn)動的基本驅(qū)動力之一［5］。
由此可見，驅(qū)動構(gòu)造運(yùn)動的基本動力仍然與地球自轉(zhuǎn)有關(guān)，只不過不是李四光原來意義上的離心慣性力而是西向引潮力，它可以很好地解釋經(jīng)向大洋中脊的展布及洋脊推力的產(chǎn)生。
王仁等［3］指出，日、月引潮力，錢德勒擺動和地球自轉(zhuǎn)速率的短期變化所引起的地應(yīng)力，在一個(gè)范圍內(nèi)正負(fù)交替作用周期性變化不能積累。因此盡管引潮力所引起的應(yīng)力較大(10－1N/cm的量級)，最多只能起到觸發(fā)構(gòu)造運(yùn)動的作用。要推動構(gòu)造運(yùn)動必須依靠非周期性的力，造成應(yīng)力的積累。有人認(rèn)為地球自轉(zhuǎn)軸可能有過大范圍的移動，地軸只要有20°左右的移動，就足以積累所引起構(gòu)造運(yùn)動的應(yīng)力了。王仁曾采用緩變地球模型(厚度為80～400km的線性黏彈性殼體，內(nèi)部為不可壓縮流體)進(jìn)行計(jì)算，約在106年左右可將地殼看成完全彈性的，進(jìn)行應(yīng)力疊加，將應(yīng)力積累到10MPa的數(shù)量級，它足以引起拉張破裂和垂直于壓應(yīng)力的褶皺。按王仁的分析，若地球自轉(zhuǎn)速度在106年內(nèi)保持同一加速率變化，將在中低緯度產(chǎn)生足夠的東西向拉應(yīng)力造成洋中脊和全球性剪切破裂網(wǎng)絡(luò)，同一時(shí)期的減速率將可造成極圈的同心弧和放射狀斷裂。問題在于會不會有這樣的加速率時(shí)期［6］。交變應(yīng)力對構(gòu)造形變的意義是一些構(gòu)造學(xué)者所關(guān)注的。眾所周知，滴水可以穿石，巖石在長時(shí)間的交變應(yīng)力作用下會減低強(qiáng)度而易于變形。一方面是客觀上存在著全球性的緯向構(gòu)造，另一方面形成這種構(gòu)造的力量又不夠大。這個(gè)矛盾看來也只有借助于長期的巖石流變了。張文佑等［6］從天文地質(zhì)和地球表面形態(tài)、構(gòu)造形跡等方面進(jìn)一步系統(tǒng)論證地質(zhì)力學(xué)的理論觀點(diǎn)。他指出，月球、水星、火星等表面反射光像圖所顯示的線狀構(gòu)造和環(huán)形山、火山的排列，也大多為經(jīng)向和緯向兩種方位，一個(gè)旋轉(zhuǎn)著的天體，其表面構(gòu)造與其旋轉(zhuǎn)軸之間必定有很大的聯(lián)系。離極力的量級雖小，但在漫長的地質(zhì)歷史期內(nèi)，我們不應(yīng)該用常溫常壓常速條件下巖石力學(xué)的概念來理解地質(zhì)歷史中的巖石在特殊溫壓條件下的長期蠕變。另一方面，地球各圈層的物理、化學(xué)性質(zhì)有差異，可使應(yīng)力在不均一處集中，離極力的量級可以增大，這一點(diǎn)不容忽視?，F(xiàn)在已經(jīng)確定，有許多緯向構(gòu)造帶具有平移性質(zhì)，而且有愈近赤道，平移距離愈大的趨勢。南極大陸有逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，而北冰洋周圍的大陸，又略似有順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。李四光早年曾提出由于地球自轉(zhuǎn)速率變化所引起的巖石圈與水圈之間的相對扁率的變化，張文佑認(rèn)為這種相對扁率的變化不僅可發(fā)生在巖石圈與水圈之間，而且還可能發(fā)生在巖石圈與軟流圈之間，地幔與地核之間，以及一切具有不同密度和黏滯系數(shù)的地球各圈層界面之間。這種相對扁率的變化對巖石圈構(gòu)造變形會發(fā)生什么樣的影響是很值得研究的。李四光認(rèn)為，在角動量基本守恒的前提下，地球內(nèi)部物質(zhì)向地心運(yùn)動，這將使地球轉(zhuǎn)動角動量矩變小，從而使自轉(zhuǎn)角速度加快;反之，若地球內(nèi)部物質(zhì)向外運(yùn)動，地球轉(zhuǎn)動量矩則變大，從而導(dǎo)致自轉(zhuǎn)角速度變慢。在這種質(zhì)量再分配過程中(同時(shí)加上外部天體的影響)，地球自轉(zhuǎn)軸也可能發(fā)生一定程度的偏轉(zhuǎn)。地球自轉(zhuǎn)速度與自轉(zhuǎn)軸的擺動又將導(dǎo)致離極力、科里奧里力、旋轉(zhuǎn)速度不均一效應(yīng)的變化與極移應(yīng)力的產(chǎn)生，以及地球內(nèi)部各圈層間相對扁率的變化和滑動。地球表面南極為大陸，北極為海洋，其形態(tài)如鴨梨狀，而重力均衡則呈倒置鴨梨型;洋脊擴(kuò)張帶和海溝消減帶大致均呈經(jīng)向和緯向;極擴(kuò)張軸與旋轉(zhuǎn)軸相交，又大致與地球赤道面和黃道面夾角相等(圖1)。約為地軸搖擺角的倍數(shù)，這些現(xiàn)象都似乎與地球自轉(zhuǎn)有關(guān)［6］。
西向引潮力的存在只能解釋經(jīng)向構(gòu)造的形成，而離極力和經(jīng)向切向力量級又太小，不足以形成緯向構(gòu)造，看來形成緯向構(gòu)造的構(gòu)造動力只有另找答案。馬宗晉等［7］提出全球表層構(gòu)造格架具有N/S半球與0°/180°半球雙重脹縮非對稱性，本書作者認(rèn)為從中可能找到形成緯向構(gòu)造的動力:正是由于南半球地球的膨脹大于北半球，形成環(huán)南極洲的大洋中脊，南半球成為水半球;北半球收縮相對大于南半球，從而大陸塊聚集于北半球，成為陸半球，并在北半球形成擠壓性的緯向構(gòu)造。李四光在他的大陸車閥說中也談到在角動量等恒定律的支配下，當(dāng)?shù)厍蜃赞D(zhuǎn)速率加快時(shí)，地球會相對收縮;當(dāng)自轉(zhuǎn)速率減弱時(shí)，地球會相對膨脹，因此地球的脹縮除了地球內(nèi)部能量的集散和重力、熱力的原因以外，地球自轉(zhuǎn)速率的變化也是一個(gè)可能的誘發(fā)因素。
圖1 板塊沿球面的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動( 據(jù) F. Press et al. ，1978) Fig. 1 The rotational movement alongthe global surface( After F. Press et al. ，1978)，
近年來積累起來的一些對地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象規(guī)律性的認(rèn)識也進(jìn)一步揭示地球自轉(zhuǎn)動力作用的意義，例如Meyerhoff等［8］通過對全球許多構(gòu)造帶的調(diào)查，總結(jié)出54種朝東定向的構(gòu)造現(xiàn)象，其中如火山弧和弧后盆地集中在西太平洋，弧頂指向東方，許多褶皺帶中SN向火山深成巖帶隨時(shí)間向東遷移，SN向褶皺帶和盆地中心隨時(shí)間向東遷移等。還有，按李四光的說法，大規(guī)模的地殼運(yùn)動發(fā)生在地球自轉(zhuǎn)的加速期和減慢期，但地球自轉(zhuǎn)速度變化的總趨勢是長期減慢，因而學(xué)者們提出是否存在能夠積累應(yīng)變的長期加速段值得懷疑。不過，地質(zhì)歷史上的地質(zhì)陳跡揭示出地球確實(shí)存在相對的不均勻膨脹和收縮，這是否可以間接論證地球自轉(zhuǎn)速率有過周期性的加速與減慢?當(dāng)代固體地球科學(xué)的一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)是地球內(nèi)部內(nèi)核、外核、地幔的自轉(zhuǎn)速度是不等的，并由此產(chǎn)生了一系列重要的地球動力現(xiàn)象，諸如地磁場及其極性倒轉(zhuǎn)，地幔柱、熱點(diǎn)的移動，地球內(nèi)部一系列徑向構(gòu)造和圈層構(gòu)造等。結(jié)合地球內(nèi)部物質(zhì)結(jié)構(gòu)等新資料，充分考慮巖石圈的自轉(zhuǎn)、核幔自轉(zhuǎn)和巖石圈不同塊體間自轉(zhuǎn)的差異性，看來是推動地球自轉(zhuǎn)動力說的一條途徑［9］。Raralli等［10］論證了地幔與液態(tài)外核之間的角速度差可以解釋所觀測到的地磁場中心長期緩慢向西漂移現(xiàn)象。
綜上所述可知，隨著科學(xué)的進(jìn)步和對地球自轉(zhuǎn)動力作用的深入研究，盡管李四光原來的一些觀點(diǎn)和結(jié)論受到置疑和修正，但就其理論體系的核心———地球自轉(zhuǎn)及其變化的動力作用學(xué)說來說不僅沒有削弱，反而得到加強(qiáng)。全球構(gòu)造型式和構(gòu)造體系的展布與地球旋轉(zhuǎn)軸有嚴(yán)格的幾何關(guān)系是不容置疑的客觀事實(shí)，其成生與地球的自轉(zhuǎn)有關(guān)，暫時(shí)不能闡明并不等于這種客觀的生因不存在，這就是地質(zhì)力學(xué)理論體系的優(yōu)越之處。它的優(yōu)越性不只是表現(xiàn)在它的整體論和系統(tǒng)論的科學(xué)觀方面，而且還在于它是建立在對(或深刻揭示出)自然界對立統(tǒng)一的法則認(rèn)識之上。
地質(zhì)力學(xué)除了在動力學(xué)機(jī)制問題上受到挑戰(zhàn)外，在解釋地質(zhì)構(gòu)造的演化歷史方面也受到嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。李四光一再申明，他所建立的構(gòu)造體系是中生代以來的，也就是說他的全球構(gòu)造格局也主要是中生代以來的，他的全球構(gòu)造格架與地球自轉(zhuǎn)軸有嚴(yán)格的幾何關(guān)系，一旦地球自轉(zhuǎn)軸發(fā)生變動，全球構(gòu)造格局也就會發(fā)生變動，地質(zhì)力學(xué)對地質(zhì)歷史上發(fā)生的超級大陸的形成與裂散、大洋的形成與消減和陸塊的漂移至少在目前還無能為力加以合理的解釋。
至于談到板塊構(gòu)造的理論體系，如前所述，板塊構(gòu)造說是在海底擴(kuò)張和大陸漂移等地質(zhì)事實(shí)的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的。板塊構(gòu)造的開合機(jī)制，是根據(jù)巖石圈板塊的開合推導(dǎo)出地幔流是其動力學(xué)機(jī)制。近年來對熱點(diǎn)的研究和地幔柱構(gòu)造學(xué)的發(fā)展，似乎為巖石圈板塊的開合找到了深層的動力學(xué)機(jī)制。如前文曾經(jīng)提到的，巖石圈地殼運(yùn)動的原因既有來自宇宙天體運(yùn)動方面的原因，也有來自地球內(nèi)部的原因，板塊說側(cè)重從地球內(nèi)部尋找?guī)r石圈地殼運(yùn)動的原因，應(yīng)該說這也是一個(gè)重要的方面，這方面正是地質(zhì)力學(xué)考慮不夠之處。誠然，20世紀(jì)70年代，人造衛(wèi)星的空間重力測量已經(jīng)證實(shí)在地幔深處確實(shí)存在地幔流。但是由于地球內(nèi)部的多層結(jié)構(gòu)，這種對流體的規(guī)模究竟能有多大?特別值得提出質(zhì)疑的是那些長達(dá)上萬公里的洋中脊如果是由深處地幔流推開的，那么又是什么力量能造成地幔內(nèi)部有如此長的定向性非常強(qiáng)的地幔流圈?衛(wèi)星激光測量已經(jīng)可以測出現(xiàn)今板塊的運(yùn)動速率，它遠(yuǎn)遠(yuǎn)大過地幔流的運(yùn)動速率。極其緩慢的地幔流如何能使馱托其上的板塊以較快的速度運(yùn)移?以上只是涉及板塊開合的地幔流機(jī)制還不能得到科學(xué)的闡明，更不要談到板塊在形態(tài)上和空間展布上有哪些規(guī)律，以及支配這些空間分布規(guī)律的動力學(xué)機(jī)制。
上述這些板塊構(gòu)造論者解釋不了的問題會不會隱藏著因果倒置的問題?如果反過來，用表層構(gòu)造運(yùn)動來解釋板塊的運(yùn)動問題可能迎刃而解。張文佑就用表層一對共軛剪切斷裂受到EW向的拉張應(yīng)力而形成近南北向的洋中脊［6］。拉張減壓從而造成深處處于潛在狀態(tài)的地幔物質(zhì)轉(zhuǎn)化成液態(tài)而上涌，由于表層構(gòu)造的定向性從而誘發(fā)深部地幔流的定向性。較快運(yùn)動的表層板塊拖曳導(dǎo)致深部地幔發(fā)生緩慢的蠕變流動。這樣看來，板塊構(gòu)造的空間展布及其運(yùn)動規(guī)律恐怕還要借助于地質(zhì)力學(xué)的理論和方法才能解釋清楚。近來，地幔動力學(xué)的研究趨向于認(rèn)為對流拖曳在板塊運(yùn)動中不是重要的驅(qū)動力。一些新的觀測資料又重新引起對地球自轉(zhuǎn)動力作用的重視，地球自轉(zhuǎn)的動力作用還可能是巖石圈板塊運(yùn)動變化的原因［11］。Doglioni(1990)從地球自轉(zhuǎn)的角度對板塊運(yùn)動提出了這樣一種解釋:巖石圈與下伏地幔間去耦程度的差異，可能是板塊運(yùn)動變化的原因。他根據(jù)世界不同地區(qū)板塊運(yùn)動方向的資料繪制了軟流圈向東流動和板塊朝西運(yùn)動的流線圖來說明巖石圈與軟流圈相對運(yùn)動的結(jié)果。流線的全球性大起伏可能是由于地球自轉(zhuǎn)軸不穩(wěn)定的擺動引起的(轉(zhuǎn)引自馬宗晉，2003)［11］。但是，板塊的擴(kuò)張和俯沖機(jī)制也不是憑空想象出來的，它是根據(jù)地殼巖石圈的構(gòu)造形變、地震和建造記錄反演的，特別是它能很好地說明幔殼是如何演化的，洋殼是如何形成的，如何通過俯沖機(jī)制和碰撞機(jī)制實(shí)現(xiàn)陸殼與洋殼各自物質(zhì)的各自循環(huán)與更新;洋殼物質(zhì)如何轉(zhuǎn)化為陸殼物質(zhì);洋陸殼物質(zhì)之間如何轉(zhuǎn)化;大陸如何裂解和增生，等等。在地質(zhì)歷史方面，即便是在前中生代，對海陸變遷、超級大陸的聚合和分裂、沉積盆地的開合和造山帶的形成用板塊構(gòu)造的理論模式仍然能夠得到很好的解釋。一句話，在闡明巖石圈物質(zhì)的演化和大陸、海洋構(gòu)造的演化歷史方面，至少在目前板塊構(gòu)造學(xué)是遠(yuǎn)勝于地質(zhì)力學(xué)的。
綜上所述，通過以上地質(zhì)力學(xué)與板塊構(gòu)造學(xué)理論體系、研究方法的系統(tǒng)比較，我們不僅了解到它們之間的異同，更重要的是了解到它們之間有較強(qiáng)的互補(bǔ)性。為了更全面地認(rèn)識地質(zhì)構(gòu)造，對于我們，它們不應(yīng)該成為互相排斥的學(xué)說，而應(yīng)該互相融合，這方面將在本書的后述章節(jié)中做進(jìn)一步的闡述。
(4)為生產(chǎn)實(shí)踐、國民經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)服務(wù)方面:地質(zhì)力學(xué)強(qiáng)調(diào)構(gòu)造體系和構(gòu)造型式的研究，而這些地質(zhì)構(gòu)造實(shí)體對礦產(chǎn)資源的展布、工程地基的穩(wěn)定性、地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)報(bào)與防治等都具有控制和啟示意義。因而盡管地質(zhì)力學(xué)在理論上還有動力機(jī)制問題尚未解決，但產(chǎn)業(yè)部門如地質(zhì)勘探和工程地質(zhì)、水文地質(zhì)等部門仍照用不誤，這也說明地質(zhì)力學(xué)在指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐和服務(wù)于生產(chǎn)實(shí)踐和國民經(jīng)濟(jì)、人民生活方面有極大的優(yōu)勢;而板塊構(gòu)造學(xué)由于它的研究對象是大的地質(zhì)塊體(板塊)，因而它對生產(chǎn)實(shí)踐和國民經(jīng)濟(jì)的意義往往是戰(zhàn)略性和方向性的，不能太具體到每一個(gè)微細(xì)的地質(zhì)構(gòu)造。例如，地震主要發(fā)生在活動板塊的板緣地帶，如俯沖帶和碰撞帶，這些地帶就成為地震的多發(fā)區(qū)。目前，許多國家也多用板塊構(gòu)造理論來研究地震和預(yù)報(bào)地震(地質(zhì)力學(xué)則用活動體系來預(yù)報(bào)地震)，而沿板緣地帶常是金屬成礦帶，因而這些地帶也就成為找礦勘探優(yōu)選的地區(qū)。總的說來，由于板塊構(gòu)造學(xué)研究的是大塊體的運(yùn)動，因而它在地質(zhì)找礦、工程地質(zhì)勘測與環(huán)境保護(hù)方面沒有地質(zhì)力學(xué)那樣具體實(shí)用，但是，由于板塊構(gòu)造對區(qū)域構(gòu)造的控制，因而在地質(zhì)找礦、環(huán)境保護(hù)和防災(zāi)減災(zāi)方面往往具有區(qū)域規(guī)劃方面的戰(zhàn)略意義。
總而言之，板塊構(gòu)造學(xué)是戰(zhàn)略性的，在戰(zhàn)術(shù)性或可操作性方面較弱;地質(zhì)力學(xué)則既有戰(zhàn)略性又有戰(zhàn)術(shù)性。
但是，盡管地質(zhì)力學(xué)與板塊構(gòu)造學(xué)在為實(shí)踐服務(wù)的領(lǐng)域里在研究思路和所能解決的問題方面有這些差異，我們都無妨讓它們按照各自的研究思路對各自的研究對象進(jìn)行研究并由此為生產(chǎn)實(shí)踐、國民經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)方面作出貢獻(xiàn)，而同時(shí)求得互補(bǔ)，我想這對全人類和地球科學(xué)都是有益的。
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板塊構(gòu)造學(xué)說的基本觀點(diǎn)是什么？
(1)地球巖石圈不是一個(gè)整體，而是被一些構(gòu)造帶分成多個(gè)板塊;
(2)板塊在軟流層上漂移運(yùn)動;
(3)板塊內(nèi)部比較穩(wěn)定，板塊交界地帶地殼比較活躍;
(4)世界上的地震帶、火山帶主要分布在板塊交界地帶。
一、板塊構(gòu)造學(xué)說
1.板塊構(gòu)造學(xué)說是在大陸漂移學(xué)說和海底擴(kuò)張學(xué)說的基礎(chǔ)上提出的。根據(jù)這一新學(xué)說，地球表面覆蓋著不變形且堅(jiān)固的板塊(巖石圈)，這些板塊確實(shí)在以每年1厘米到10厘米的速度在移動。
2.由于地球表面積是有限的，地球板塊分類為三種狀態(tài):其一為彼此接近的匯聚型板塊邊界;其二為彼此遠(yuǎn)離的分離型板塊邊界;其三為彼此交錯(cuò)的轉(zhuǎn)換型板塊邊界。板塊本身是不會變形的，地球表面活動便都在這三種狀態(tài)下集中發(fā)生。
二、基本內(nèi)容
板塊構(gòu)造學(xué)說是1968年法國地質(zhì)學(xué)家勒皮雄與麥肯齊、摩根等人提出的一種新的大陸漂移說，它是海底擴(kuò)張說的具體引伸。
三、板塊構(gòu)造
板塊構(gòu)造，又叫全球大地構(gòu)造。所謂板塊指的是巖石圈板塊，包括整個(gè)地殼和莫霍面以下的上地幔頂部，也就是說地殼和軟流圈以上的地幔頂部。新全球構(gòu)造理論認(rèn)為，不論大陸殼或大洋殼都曾發(fā)生并還在繼續(xù)發(fā)生大規(guī)模水平運(yùn)動。但這種水平運(yùn)動并不象大陸漂移說所設(shè)想的，發(fā)生在硅鋁層和硅鎂層之間，而是巖石圈板塊整個(gè)地幔軟流層上像傳送帶那樣移動著，大陸只是傳送帶上的"乘客"。
