二 地心引力与板块运动

板块构造与板块分界线所谓板块（plate）就是地球星地壳本身所分成的小块，接受地壳下方释放的能量而开始移动。有移动，必然有撞碰。其他板块受了撞碰，必然造成强烈的震动，而酿成灾害。

依据地质学家的研究，太平洋以东，不论海陆都是美洲板块，中美洲以西的海面下是太平洋板块。这两个板块都是大板块。美洲板块包括南、北美洲，也包括中美洲。与太平洋板块相遇的地方，在墨西哥共和国西岸，也在中美洲地峡西岸。这一带叫做“板缝”，也译为“缝合线”。这一条线是西北—东南向，在海底是一条海沟。与海沟平行的中美洲西岸，是跷起的一条大山脉。这板缝以东包括中美洲地峡及加勒比海一带，虽然是美洲板块，一般人却叫它是“加勒比板块”（Caribbean Plate）。

中美洲地峡以西是太平洋板块，其中接近中美洲地峡的一部分，因为地壳下方岩浆活动，这一部分隆起，与太平洋板块分离，叫做“科科斯板块”

（Cocos Plate），也译为“可可斯板块”。这板块虽然面积不大，但不安定。科科斯板块以南是“纳斯卡板块”（Nazca Plate），它本是太平洋板块的一部分，也分裂而自成一个板块。太平洋板块向西北方移动，移向日本海沟。纳斯卡板块向东南方移，侵入南美洲板块以西的加拉帕戈斯海沟。科科斯板块向东北方移动，侵入北美洲板块下方。这是墨西哥及哥伦比亚等国时常出现灾难的原因。人的眼睛只看到地面上的灾变，经常忽视地壳下方的变化。它属于大环境。板块很多。它们之间的分界线，简单说，可有三型：（A）大洋中脊型。例如大西洋中脊，这是一条海底山岭。北起北冰洋，向南经过冰岛及亚速尔群岛，然后南下。这一段叫做北大西洋中脊（北大西洋海岭）， 由此南下，直到南冰洋（南大洋），这一段叫做南大西洋中脊或南大西洋海岭。中脊以东是美洲板块；以西是欧亚板块和非洲板块。这是出现于大洋裂谷带的例子。

另有一例出现于大陆地区内的裂谷，例如东非裂谷带。这也是地壳由于张力开裂而形成的谷。东非高地内裂谷带，有许多南北向大湖，例如马拉维湖、坦噶尼喀湖和鲁道夫湖，北去有尼罗河谷（地堑谷），直到红海。这红海也是大地堑，西北进入死海，约旦与以色列之间的地堑，东北进入亚丁湾， 也是大地堑。东非大裂谷生成时期不过 200 万年，那时候猿人已出现，有人在裂谷内找到猿人的化石。

1. 深海沟型。1961 年美国学者赫斯（H.H.Hess）及其他学者创立海底扩展假说，太平洋板块向西移，成为俯冲板块。由于海洋地壳组成的元素是硅和镁，比重大于大陆地壳（由硅和铝构成），西移的太平洋板块，遇到欧亚板块及印度洋板块，俯冲而下形成马里亚纳海沟和汤加海沟。向西北方俯冲，形成阿留申海沟。

2. 板缝型。第三类是板块缝合线型，简称板缝型。例如印度洋板块北部（印巴次大陆）撞欧亚板块，形成西藏高原和伊朗高原。中生代内有一东西向大洋，隔开上述两大板块。后来，两板块之间缩短距离，成为古地中海

（特提斯海，Tethys）。更进一步，那个由南向北移动的板块，撞入位置偏北的板块下方，掀起两座高原。东为西藏高原，西为伊朗高原。在板缝地区， 出现高大山脉，例如喜马拉雅山脉、兴都库什山脉、扎格罗斯山脉，这些山脉都在印度洋板块碰撞部分的上端。在西藏高原内，板缝不在雅鲁藏布江谷

内，而在冈底斯山脉南侧坡。此外，兴都库什山脉也属于印度洋板块，不属于欧亚板块。又，非洲板块与欧亚板块之间的板缝在托罗斯山脉及阿尔卑斯山脉。

凡位于板缝之上或邻近的地区，常有地震的灾难，而且震级很高。凡位于深海沟附近的地方，必有火山岛或火山岛弧。深海沟附近海床不安定，常有地震。因为当地壳下方“能量”蓄积太多时，必然要寻求机会向外释放。途径有二：一是地震；另一是火山爆发。只有这样，才可以保持平衡，使地壳获得安定。1985 年内这两种情况分别发生在墨西哥及哥伦比亚两国内，造成惊天动地的大灾难。

墨西哥城在北美洲板块之上。这板块的西侧向上翘，科科斯板块较低， 向东推进，楔入北美洲板块下方约 20 公里远。因此，这一带地区多地震。1985

年地震震源在墨西哥城以西太平洋海面下，相距约 300 公里。科科斯板块向北伸出一个尖角，不十分牢固，易被能量掀起造成震动。这次大地震的震中就在这里。震波到达墨西哥城，尚有 8.1 级。许多高楼大厦立即倒塌，居民

埋在瓦砾堆里，受伤出不来就饿死。墨西哥城人口 1500 万。住宅区全是新建筑的多层高楼，然而其建筑材料并非采用能耐受剧烈地震的钢料，建筑技术也不适合地震区内的设计，巨震开始，自然崩溃。繁荣地区立即变为瓦砾堆。这种现象就是“变”。人目仅能看见地面以上的变，却不能望见地面以下板块在作怪。

板块本身并不能移动。当地壳下方能量聚积过多的时候，板块受能量的作用，被迫移动。这就是以地面下方的变，酿成地面以上的变。两种现象实为一体，不能分开。地震可以释放地下蕴积过多的能量，但受影响的地面却十分广大。火山喷发也可以释放地下过多的能量。地下能量积存过多时，它就开始喷发岩浆，把能量用于喷发而使之消失。活火山对于人类有威胁，但受影响的地面较小，因为火山的爆发都在火山口内，距离乡村市镇一般较远， 不象大地震的范围广大而且吓人。

了解板块分界线后，再进一步说明板块的构造。板块构造是一种假说， 为当前地质学家所采用，已形成真说。1968 年 6 月法国人勒皮琼提出板块构造说，修正往日德国人魏格纳所创立的大陆漂移说。他认为板块是已开裂的岩石地壳重新缝合在一起的东西，地壳由六大片坚硬而脆的岩石板块组成。这六大板块都浮在地幔表面上的岩浆里，因岩浆有流动，板块也跟着移动。板块表面以上有些地区是大洋，也有些地方是大陆。例如欧亚板块，其范围不仅包括欧亚大陆，也包括东北大西洋。板块移动可以互相离开，中间出现地堑谷或裂谷，例如大西洋中脊；可以互相碰撞，例如印度板块撞亚洲板块； 也可以互相平移，中间不发生裂谷，也无高山，例如南极洲板块。两大板块之间分裂而离开，由于地壳下方有上升的岩浆。两板块互相挤压必然会出现深海沟。

板块有大板块，也有中板块，更有小板块。大板块不仅面积广大，变化也慢，要超过一亿或两亿年之久才有明显的移动。中板块例如纳斯卡板块和科科斯板块。这两个中板块都介于太平洋板块与美洲板块之间。太平洋板块与中国板块之间的菲律宾板块是中板块。小板块面积很小，只有数万平方公里大，例如伊朗板块和亚德里亚板块。太平洋板块与澳大利亚板块之间的汤加板块也是小板块。中板块变动较大板块为快，但也需要数百万年之久。小板块数十万年以内，就有变化。

板块有动的板块和静的板块。如有两个板块相遇，其中一个前进，属于动的板块；另一个不动的，属于静的板块。板块还分叠置板块和俯冲板块。例如太平洋板块，比重较大，遇到欧亚板块，就俯冲而下沉，形成海沟。所以，太平洋板块叫俯冲板块，欧亚板块为叠置板块。所谓深海沟是一带海底洼地，狭长形，水深超过 4000 米，例如汤加海沟和菲律宾海沟。

大洋中脊例如大西洋中脊，是板块的分界，此界以西是南北美洲板块， 此界以东是欧亚板块及非洲板块。1961 年赫斯提出解释，他认为上地幔的表层，由于岩浆向上的冲力很强，洋底开裂，中间出现一条南北向裂谷。这不是短时期以内形成的，可能在 2 亿年以前就开始分裂，旧洋底破裂，玄武岩

岩浆流出来，筑成一条山脊，叫做大西洋中脊，高出附近洋底约 3000 米，山脊宽度为 2000 公里，约占大西洋宽度 1/3。沿着中脊的顶部是一条中央裂谷， 宽 20～30 公里。这说明中脊的顶部不是山峰而是深谷，深约 2000 米。这深谷通过冰岛，在冰岛有大量玄武岩岩浆流出来凝结而成。冰岛上有火山。

地心引力使板块运动加强现今大陆已非原始地貌，坚硬的地壳也非原来的形状。现今太空内微细的宇宙尘受地心引力不断地降落，其中也有陨石。地球星早期降落的更多，累积而成厚层。这厚层下方有放射性元素，产生高温，使厚层的累积物熔化而成为岩浆。因高热而向上涌，成为岩浆流或熔岩流。初期地壳成于花岗岩及玄武岩。后来遭受风化、侵蚀、搬运、沉积，而成为沉积岩。原始大陆已经过多次的变化，例如中国境内高峰（如华山、黄山、贡嘎山等）高 2000 米到 7000 米，这样高的山体，应该在花岗岩的上面还覆盖着数千米厚的沉积岩。但实际上，沉积岩都已被流水冲刷掉，并已蚀去一部分花岗岩。现今华山尚有 2000 多米，贡嘎山尚有 7500 多米，全是原生于地下深处的花岗岩，现今已在地面上高处，可以想见大陆变化的剧烈。当地壳一方面增加厚度，一方面又分出原始大陆和原始大洋的时候，它

只有一个大陆，叫做“泛大陆”（Pangea），也叫做“联合大陆”；只有一个大洋，叫做“泛大洋”（Pantha-lassa）。后来，海水愈积愈多，淹没泛大陆的边缘，海床扩大并加深，泛大陆逐渐分为南北两大块：北为“劳亚大陆”（Laurasia Land），南为“冈瓦纳大陆”（Gondwana Land）。这些大陆在岩浆的上面，并非固定，年年漂移。地壳在软流圈上漂浮，正象轮船浮在海面上的样子。这是大陆漂移假说的由来。

创立大陆漂移假说的是德国人魏格纳。泛大陆出现于二迭纪以前。由于地球星有自转运动，海洋又有潮汐现象，泛大陆向西漂移而逐渐开裂，成为劳亚和冈瓦纳两个古陆，上文已述。中生代内，冈瓦纳又分裂为数块，各自漂移，并未固定下来。据魏格纳设想，非洲大陆是泛大陆的核心，年龄最老， 位置最安定，它是一个静的陆块。印度地块也古老，但不固定，它与亚洲地块之间是一片大海。由于印度地块向北漂浮，这片大海逐渐变狭，称做“古地中海”（Tethys）。后来，印度地块继续向北移，碰撞亚洲地块南缘下方， 与亚洲连接形成现今所见的印度半岛。澳大利亚是小地块，也很古老，内陆很少地震，但有漂移，向东漂移很远。

一般说来，地壳是坚硬而脆的岩石圈，大陆地壳厚达 30～70 公里。上部是花岗岩，下部是玄武岩。花岗岩是地壳表层内孤立的岩块，因不连续，不成为地壳层圈。玄武岩连续成为层圈，不仅为大陆地壳，也是海洋地壳，厚度只有 5～8 公里。花岗岩地壳内含硅铝元素较多，比重较小，叫做硅铝层。玄武岩地壳内含硅镁元素较多，比重较大，叫做硅镁层。玄武岩地壳以下是

上文所述的莫霍面。这面也有相当的层厚，并不那么简单。莫霍面是震波中纵波（p 波或初波）加速的起点。纵波在玄武岩地壳内平均每秒前进不到 7

公里。越过莫霍面以后，每秒可前进 8 公里。莫霍面下方就是地幔。地幔的表层由于温度升高，已超过 1000℃，而压力又未加大，岩石质具有塑态，可以流动。这一流动层叫做“软流圈”。软流圈内物质的流动依旧受地心引力的作用。流速很小，每年可达 0.5 厘米或 1 厘米。不要小看这 1 厘米，100

万年在地球星历史上是很短暂的，然而高热的岩浆上升已有 10 公里。这一股

子冲力可以突破 8 公里厚的洋壳，出现大裂缝，形成大洋中脊，例如大西洋中脊（Mid-Atlantic Ridge），两侧的洋壳却会因受地心引力而移动。

据魏格纳的推想，二迭纪以后，赤道以南有冈瓦纳大陆。这大陆以非洲为中心，周围连接许多地块。白垩纪时南美大陆离开非洲，向西漂移，愈漂愈远，中间出现大西洋。这大西洋洋底的构造，下部是新生代玄武岩洋壳， 上部是新生代沉积层，年代都不古老。魏格纳的设想发表于 1921 年。到 1968 年，法国人勒皮琼创立板块运动假说，大陆漂移的现象又得到新的解释，更引人注意。因此地心引力和岩浆活动对于板块移动的关系显得更为重要。下文说明勒皮琼的六大板块。

勒皮琼创立的六大板块说 1968 年勒皮琼发表的六大板块说，如下述。欧亚板块（Eurasian Plate）。范围包括欧大陆，北有东部北冰洋，西

有大西洋的东北部，东有太平洋海沟带以西部分。菲律宾板块位于亚洲大陆斜坡，虽然它介于两条海沟带之间，又是中板块，但在位置上也属于欧亚板块一部分。菲律宾群岛是陆壳，不是洋壳，不能列入太平洋板块以内。欧亚板块包括欧洲板块、中国板块、伊朗板块、土耳其板块，这些板块的边缘都有山脉包围着。

印度洋板块（Indian Ocean Plate）。这一地区以前是冈瓦纳大陆。后来大陆沉降，剩下的两个残块，一为澳大利亚，一为印度板块，都是古陆的残余。印度洋中部海岭，叫做印度洋中脊，中脊以西属于非洲板块，中脊以东属于印度洋板块。又，阿拉伯半岛与非洲之间出现红海裂谷，自成一板块。在性质上，阿拉伯板块依旧属于非洲板块，但红海裂谷为西北-东南向，与印度洋中脊大裂谷互相连接，从这一点来看，阿拉伯板块应该列入印度洋板块内。阿拉伯、印度和澳大利亚三个板块十分古老。澳大利亚中部有一古老岩块叫做艾尔斯岩块（Ayers Rock）是前寒武纪内一座倾斜极陡的古砂岩。

美洲板块（American Plate）。美洲板块形状完整。除包括北美大陆、南美大陆和西印度群岛外，尚包括大西洋西半部及北冰洋西半部。东界是大西洋中脊。西接太平洋板块。这西界又可分为南北两段。

北段：为太平洋板块。这板块东北边缘向东移，俯冲而侵入北美板块西部边缘下方，两板块互相撞击而有破损。受破损的区域约有 10 多万平方公里，叫做胡安德富卡板块（Juan De Fuca Plate）。这板块北起加拿大温哥华岛（Van-couver Island）海床，南至加利福尼亚州沿海北部海床。由此向南就是加州居民最关心的圣安德烈斯断层（San AndresFault），这断层近年来尚为安定。

南段：太平洋板块与中美洲之间有科科斯板块（CocosPlate），与南美洲板块之间有纳斯卡板块（Nazca Plate）。这两个板块都是中板块，也都是太平洋板块的一部分。由于地壳下方有岩浆上升，成为“岩浆柱”，冲破洋壳，出现太平洋中脊。这中脊的上部无裂谷，而有平顶山。据说这是已中止

活动的现象。中脊以东是科科斯板块及纳斯卡板块。由于岩浆上冲，洋壳不安定，常有地震。墨西哥有地震，哥伦比亚有火山爆发，都不是偶然的事。美洲板块可分为北美板块和南美板块。距今 1.7 亿年前北美板块与欧亚

板块尚是联合古陆的一部分，到白垩纪才分开。北美板块向西移，其间出现大西洋。南美板块与非洲板块在侏罗纪之末已开始分裂而向西移，其间正是新出现的大西洋。

非洲板块（African Plate）。这是联合古陆的中心，比较安定。勒皮琼规定非洲板块的四界为东至印度洋中脊，西至大西洋中脊的南段，北至阿尔卑斯山脉，南至南极洲板块边缘。由于南美板块西移，非洲板块受震荡，出现东非裂谷。这裂谷不深，未达到地幔，非洲依旧是一个完整的板块。

太平洋板块（Pacific Plate）。这是完全由洋壳构成的板块，范围最广。东界是东太平洋中脊（East Pacific Ridge）。这中脊是南北方向。新西兰与南美洲之间，海面上有一系列南北成行的小岛，岛的下方就是中脊，顶部无裂谷。中脊附近洋壳最新，由此向西，愈西洋壳愈老，到太平洋西部，洋壳最老，最老也不超过中生代。遇到亚洲板块，由于比重较大，且位置低下， 就向下俯冲成为俯冲带，沉降于地幔层内。洋底出现深海沟，最深的地区叫做海渊（deep）。著名的海沟有菲律宾海沟、马里亚纳海沟、汤加海沟，向西北去，尚有日本海沟及阿留申海沟。

南极洲板块（Antarctic Plate）。南极洲板块位于南极之上，比较稳定， 属于宁静型。可用以察看其他板块的移动。其他板块每年移动的距离由 2 厘

米到 20 厘米不等。

钻深洞可知板块如何移动地质学家为求了解地下构造与板块移动的关系，大多主张向地下钻深洞。由陆地表面向下钻洞，或由海床表面向下钻洞， 采取岩石样品，以求了解地下深处岩层的温度、热的传导、压力、地心引力的差异、液体压力、磁场变化及传电性质。

资力雄厚的国家竞相钻探。苏联领先，已在芬兰以东苏联境内的科拉半岛上钻成 12 公里深的洞。联邦德国计划钻 14 公里深的洞。据说瑞典已钻成

一深达 7.5 公里的洞。证实地下石油和天然气的来源不是有机质的分解，而是一团碳氢化合物被掩盖。

众所周知，两手互相摩擦，可以发热。如果两个板块相遇，互相摩擦， 也必然生热。深洞内岩块如有高热，可以推知地下板块正在移动。在洋底钻洞，可以测知新洋壳已出现，旧洋壳将摧毁。

西藏高原受板块挤压而隆起中国西南部有许多条略成东西向的大山脉， 由北向南有阿尔金山脉、昆仑山脉、唐古拉山脉、冈底斯山脉和喜马拉雅山脉。这些山脉高峻、宽广而长，都是大山脉。它们的生长愈北愈老，愈南愈幼。阿尔金山出现最早，喜马拉雅山出现最晚。前者约在 4 亿年前相当于古

生代。后者出现最晚，距今只有 1000 万到 2000 万年左右（第三纪）。可是当喜马拉雅造山运动开始发生时，喜马拉雅山脉立即隆起上升。它北面的冈底斯山脉及更北的各大山脉（包括阿尔金山脉）一一跟着上升，造成空前未有的大山脉群。不仅中国境内山脉受影响而上升，缅甸境内的阿拉干山脉和阿富汗境内兴都库什山脉也一一升起，远至台湾的台湾山脉（在台湾境内叫做中央山脉）也隆起上升。它们上升的动力从什么地方得来？答案是：印度板块猛力碰撞中国板块的缘故。中国板块是欧亚板块的骨干，印度板块向北一撞，撞到西藏高原下方，使西藏高原升高，也使云贵高原升高，陕甘黄土

高原也轻微地升高。可见印度板块的力量之大。

西藏地区在第三纪以前是一片准平原，南滨古地中海，温暖多雨，森林茂密。印度板块向北移，冲力很大，把海床沉积物掀起、挤压，使它发生褶皱，高出海面。本来是一条东西向的大海，经这么一挤，就成为一条东西向的大山脉。开始时，山还不很高。后来，印度板块继续北进，俯冲插入西藏高原下方，西藏地区由准平原逐渐升高而成为高原。当它还是准平原时，北方的山脉尚不很高，西伯利亚高气压中心并不明显，亚洲季风尚未形成。当喜马拉雅山脉成为高山时，西藏高原上多条东西方向大山脉阻止冬季西伯利亚高气压气流南下，使之不能进入印度洋，而改变为西北季风，吹向华北及日本群岛。夏季内，印度洋西南季风也不能吹入西藏高原。西藏高原由于高度增加，气温降低，成为冷区；又由于西南季风不能吹入，水汽进不来，又成为干区。西藏地区由温暖多雨、森林茂密的地理景观一变而为荒寒干燥的大高原。喜马拉雅山脉是气候上的大障壁，南侧坡多雨而又多森林，北侧坡干寒无植物。在交通方面，喜马拉雅山脉已形成南北往来的一道不易逾越的高墙。

板块运动与地震 火山爆发可以出现地震。这一类属于浅源地震，即“震源”（focus）在地面下不过数公里深。通常试验地下核爆炸，或探测海底油源的爆炸都属浅源地震范围，威力都不大。另一种是深源地震，震源在地面下数十公里或数百公里，或者更深，其震动强烈，灾区广大。这样的大规模地震，由于板块有移动，往日叫做断层地震。所谓断层就是板块移动的结果。因板块运动而形成开裂的断层线非常长。1985 年墨西哥的大地震，明显地来自板块互撞。1976 年中国唐山突然出现断层地震，也属于板块在地下深处的移动。如板块在地下深处移动 1 厘米远，地面上可能就是一个大灾难。

中国主要地震带 中国东半部接近太平洋地震带，西半部接近欧亚新褶皱山脉地震带。因此，东西两半部都有地震。主要地震带有五个：（A）台湾地震带。这是地震出现次数最多的地区；（B）燕山与太行山地震带；（C）陕甘地震带；（D）滇西地震带；（E）喜马拉雅山地震带。1920 年，中国西部固原、海原、通渭等县出现大地震，住宅全部扫平，死者 10 多万。

预报地震难 要预报地震何时发生是很难的。中国有一次预报成功，时为1975 年 2 月 4 日，震区在营口及海城。却未能预报 1976 年 7 月 27 日唐山大地震。如果是浅源地震，在地震将要发生之前，地层已有轻微震颤，或者地下有热气上升，住在洞穴以内的小动物受岩石颤动，或受地热干忧，不能安居而逃出洞外。如发现大量动物从洞穴中外逃，可能要有地震，必须立即开始采取措施。如果属于深源地震，由软流圈内“岩浆柱”上冲，引起板块移动，不易预测。小地震可能预测，大灾难的地震不易测知。预报地震与预报天气完全不同。天气预报何时下雨，届时如果不下雨，也没有人过问。如果预报有大地震，人皆外逃，工作停顿，届时又不敢回来，怕遇上地震，如报不准，这时就会怨声载道。美国圣安德烈斯断层如果移动，就要出现大地震。地震专家钻深洞，察知岩层未热。如果板块移动，岩层必热；岩层未热，就是地层安定而未移动，不会出现大地震。日本有许多小地震，但无大地震。日本人研究地震预报，已有数十年之久，成就不显著。但日本已发展抗震方法，使用抗震材料与抗震设计，改善建筑物，尤其注意改善发电厂、蓄水池、桥梁、隧道、码头、医院、学校、大会堂及体育场等建筑物。