一、板块构造学说

板块构造学说是现代最引人注目的全球性构造理论。它是在大陆漂移、海底扩张等学说的基础上继承、发展而来的学说。

（一）大陆漂移说

本世纪初，德国的魏格纳（A. Wegener）根据被大洋隔开的两边陆地的轮廓、地层、构造、古生物、古气候和冰川等各种现象和特点的相似性、相关性和连续性，提出了轰动一时的大陆漂移说。他认为，在中生代以前，地球上只有一块联合古陆（即泛大陆），海洋也只有一个泛大洋。后来在地球自转的离心力和天体引潮力的作用下，联合古陆开始被分离。由较轻的硅铝层组成的陆块，像冰块浮于水面一样，在较重的硅镁层（洋壳）上漂移，逐渐形成了现有的海陆分布轮廓。这一假说与当时盛行的地壳水平位置固定不变而只有升降运动的观点是针锋相对的。因而激起了“漂移”与“反漂移” 的热烈争论。由于漂移说当时还缺乏洋底地壳性质的了解，对驱动力的解释也不够有说服力，存在一定的缺陷。结果在反对者的强攻之下被冷落下来了，后来只有少数人还在继续研究。直到五十年代以后，由于各种资料尤其

是海洋地质和地球物理方面的资料更丰富了，大陆漂移说才又被人们重视起来，并得到了新的发展。

使大陆漂移说重新抬头的重要原因是从古地磁的研究中得到有力的证据。古地磁的特性

表明，岩石，尤其是岩浆岩，形成时都按地磁场的方向被磁化，并具有稳定的不受后来位置变动影响的剩余磁性。据此，便可测出不同地质时期和不同地区岩石形成时的磁纬度和地磁极。测定的结果发现，各大陆岩石的古地磁极与现在的地磁极位置发生了明显的相对变动，而且各大陆有不同的磁极变化轨迹。这就是说，不是地磁极和地轴发生了明显的位移就是大陆发生了漂移，二者必居其一。事实上，前者的变动是相当微小的，主要是被磁化了的岩石和大陆一起后来发生了显著的位移。古地磁极的移动轨迹对于古大陆的复原提供了重要的证据。最近，迪茨（R. S. Dietz）和侯尔登（J. C.

Holden）根据新资料编绘出一套新的大陆漂移图（图 2-31）。

既然各大陆是从联合古陆分离出来的，那么它们的轮廓是可以拼合的。魏格纳的假说就是在这种现象启发下提出来的。最近，布拉德（E. C. Bullard）等人应用电子计算机技术成功地完成了大西洋两侧陆块的拼接（图2-32）。后来也发现南半球各大陆也能很好地吻合。这种现象决不像反漂移论者所说的是“偶然性的”，而是大陆确曾漂移而造成的。

（二）海底扩张说

自第二次世界大战以来，对洋底大规模的考察中发现，洋底岩石的年龄

相当年轻，洋底沉积层也很薄；而且发现了环绕全球的高热流的大洋中脊和裂谷体系等新情况。在六十年代初，赫斯（H. Hess）和迪茨在大陆漂移说和地幔对流说的基础上，根据洋底的新资料提出了有名的海底扩张说。该学说认为，大洋中脊和裂谷体系正是地幔物质上升的涌出口，涌出的岩浆冷凝成新的洋底，由于不断涌出和冷凝，结果便导致洋底向两侧不断扩张。但海底扩张说与过去的地球膨胀说不同之处是，较早形成的洋底，当其远离中脊被推至海沟处时，便沿一斜面向下潜入地幔中，于是造成地幔物质的循环（图2—33）。故地球总的体积基本上保持恒定，而洋底则在不断更新。

据研究，海底扩张的速度每年约数厘米，在 1—2×108 年的时间内扩张的幅度便可达几千公里，整个洋底便可更换一次，完成一次对流周期。所以， 洋底没有发现侏罗纪以前（＞1.9×108a）的岩石，沉积层的厚度也很薄。

海底扩张的原动力主要来自地幔物质的对流。所谓大陆漂移也正是由于海底扩张引起的。这种解释与魏格纳的也有所不同，即软流圈的物质对流是作用于岩石圈的下部，使洋底发生更新；而岩石圈下部的移运带动了上层大陆地壳的漂移。所以大陆不是独立、主动地漂移，而是被洋壳载运着在地幔对流体上移动。

大陆和大洋移动的假说近来得到愈来愈多的精确证据。例如，通过古地磁的测定，发现洋底地磁正向和反向的磁极异常带是沿大洋中脊向两侧呈对称分布的。用与同位素定年法相结合所推算出的地磁倒转年代表的鉴定，它们的年龄也相应呈对称变化的。根据洋底某一

地点的年龄及其与大洋中脊的距离，便可得出该地点洋底扩张的速度。图2-34 就是根据这些古地磁资料编制而成的洋底年龄图，其实也是一幅简化的洋底地史图。此外，还通过海底钻探、深潜作业、地震和重力等测量所得的资料，也为海底扩张说提供了许多其他证据。通过这些资料还可以看出，环绕全球的大洋中脊和裂谷被一系列的横向断裂分为一段一段，中脊峰顶在断裂带两边也被错开一定的距离。但这种断层性质不同于一般的平推断层而称为转换断层（图 2-35），因断层面两侧错动的距离受大洋中脊轴的控制而保持一定的限度，相互错动仅发生于中脊轴之间（箭头相逆处），外侧并未错动（箭头相同），错动的方向与平推断层的错动方向刚好相反。它是由于洋底从中脊轴部向两侧扩张而引起的相对运动。

（三）板块构造说

六十年代后期，有一批学者在新资料新观点的基础上进行了总结，并提出岩石圈板块构造学说（简称板块构造说）。它把海底扩张、大陆漂移、地震与火山活动、山脉的形成等许多地质现象，纳入一个比较符合逻辑的理论体系之中，用统一的动力学模式来解释全球性的构造运动的过程及其相互关系。它对地球科学的发展起到巨大的推动作用。

板块学说认为，地球的岩石圈不是整体一块的，而是被一些构造活动带如大洋中脊和裂谷、海沟、转换断层等分割成相互独立的构造单元。这些构

造单元或岩石圈的块体，称为板块。板块内部是比较稳定的区域，各板块之间的接合处则是相对活动的地带。目前认为，对全球构造的基本格局起控制作用的有六大板块：太平洋板块，亚欧板块，美洲板块，非洲板块，大洋洲

（或印度洋）板块和南极洲板块（图 2-36）。这个划分方案是由勒皮松

（X.Lepichon）等人提出的（1968）。当然，除六大板块外还可划分出许多较小的板块。

板块构造的内容和特点主要表现在其边界上。已知的板块构造边界有三种类型：

1. 扩张（或增生）型边界 它是新地壳增生的地方，喷出物多为玄武岩； 以张应力产生的正断层和节理为主；地震的震源较浅，烈度也不大。如美洲板块与非洲板块之间的边界等。

2. 俯冲（或汇聚）型边界 它见于两个板块相汇聚、消减的地方。它们又可分为两种：1）岛弧海沟型边界，即质量较重的大洋地壳俯冲到较轻的大陆地壳之下，并在重返地幔中而消亡；俯冲的这边皆为深长的海沟，被挤压抬升的一边则形成岛弧和海岸山脉；这一带多火山（以安山岩喷出物为主）和地震（浅至深源地震，烈度大而频繁），以及出现超深断裂及叠瓦式逆掩构造。如太平洋板块与亚欧板块之间的边界。2）地缝合线型边界，当两个上覆大陆地壳的板块汇聚时，最后在原弧沟系中发生碰撞，由于两边陆壳的轻重彼此相当，于是产生大规

模的水平挤压，褶皱成巨大的山系。这种边界的范围很宽而且界限不明显； 强烈地震多，分布亦广；板块拼缩的速度较前者小（前者每年约缩减 5cm 以上，后者多在 5cm 以内）。如印度洋板块与亚欧板块之间的边界——喜马拉雅山系。

1. 转换断层（或次生）型边界这类边界中物质既不大量增生也不发生减少，而只是由于前两类边界的活动导致板块间的其他部分作剪切向水平错动成为板块的分界。它仅见于大洋地壳中，以浅震为主，亦有少量玄武岩喷出。

另外，在三个板块相邻接的地点，称为板块的三联接合点。这个点可随板块的运动而位移。若其中一个大的活动的板块及其边界条件与应力场不相适应时，将会导致板块边界的全球性大调整。

现代的构造活动大多发生在这种定义的板块边界上，目前还可粗略地测定各板块移动的速度和方向，并可合理地解释各种大地构造现象和其他许多特征，如地磁、地震、火山、地热、岩浆活动、洋底地形、大洋的成因和年龄、大陆漂移，等等。所以，这学说比其他学说更全面。

这一学说认为，驱动板块活动的机制主要是由于地幔物质的对流。地幔上升流导致板块分离，下降流引起板块的汇聚。关于地幔对流的形式，有人认为以热对流为主，也有人认为是重力对流，或两者同时起作用。对流的规

模亦有不同的看法。最近有人根据重力异常和火山的性质与分布，提出了地幔柱和热点的概念（即呈“点”状分布的圆柱状的地球深部的上升流），并认为它也可引起板块的活动，或与地幔对流同时起作用。此外，也有人注意到，不少大洋中脊的走向与横断中脊的转换断层呈有规则的相交，岛弧海沟也多向东凸出，这些现象可能与地球的自转运动有关，因而提出了板块运动中存在扩张极的问题。但这一看法如何与上述的对流机制协调起来，尚待进一步的研究。

总之，关于板块运动的驱动力问题目前尚未圆满解决，有待深入研究。但是这一学说的基本原理，即板块存在大规模的水平运动，板块可以增生也可以消减的论点，却得到愈来愈多的证实，充满着强大的活力。