板块构造正反说

Vol.20,No.4 丹 东 师 专 学 报 总第74期 Dec.1998 JOURNALOFDANDONGTEACHERSCOLLEGE SUMNO.74

板块构造正反说

王卓理

(河南省平顶山师专地理系 平顶山 467000)

摘要:本世纪60年代板块构造概念的出现标志着地球科学革命性进步。30年来,板块构造学说得到了很大发展,但仍存在一些问题和缺陷,它在海洋和大陆上遇到了许多问题。在研究地球演化的过程中,又在古地磁学与古气候学上遇到了不解之谜,随着研究的深入和技术的发展,有可能建立新的全球理论来取代板块构造。

关键词:板块构造 地球动力学 新的全球理论

中图分类号:P542

本世纪60年代板块构造理论的出现使地理科学取得了革命性进展,它对地学领域各种传统观念所进行的冲击是前所未有的。通过近30年的研究,积累了很多资料,理论本身得到了发展和完善,但是它从一开始就存在着不容忽视的缺陷,随着研究的步步深入,又有越来越多的矛盾和问题暴露出来,反对者的认识也在发展中深化,并开始形成一种更新的力量。随着新技术的发展(如地震层析成像等),有可能建立新的全球理论取代板块构造。

1.板块构造的发展现状

1967年和1968年麦肯齐和帕克、摩根、勒皮雄、伊萨克斯和奥利弗及赛克斯等发表了几篇重要论文,提出了板块构造模式 1 ,标志着板块构造理论的初步形成,以后,此模式又为许多研究者所进一步发展。据目前的研究程度,板块构模式的基本内容和要点可概括如下:

(1)固体地球上部可分为岩石圈和软流圈,岩石圈岩性不均一,可分层。软流圈在横向上、厚度和流变学上都有变化。

(2)刚性岩石圈被一些构造活动带分割成若干大的球面块体,称为岩石圈板块。岩石圈板块在软流圈之上彼此间发生很大的水平移动,规模可达几千公里,导致大陆漂移和海底扩张。

(3)岩石圈板块间的相对运动可归结为3种形式:一种是沿洋脊裂谷系的分离运动,这导致海底扩张而生成新的洋壳;另一种是沿沟 岛弧系和大陆新造山的汇聚运动,这导致大洋板块俯冲至大陆板块之下的地幔深处消亡,引起造山运动和陆壳增生作用;还是一种是沿转换断层的平移运动,这里岩石圈板块既不生长也不消减。有3种板块边界类型:分离型板块边界、汇聚型板块边界和平移型板块边界,板块运动符合欧拉定理。

(4)大洋中的扩张作用不能自动地被俯冲作用补偿,因此地球的半径和体积呈脉动式变化。由于地壳的冷却作用,地球半径和体积缓慢地减小是可能的 2 。

(5)硅铝质大陆载于大型板块之上被移动着。当大陆板块移动到消亡带时,因较轻而不发生俯溃消亡,仅其边缘受到一定压缩而形成山脉;因此,大陆地壳是比较古老的,它发生过多次破碎解体和重新拼合的演化过程。

(6)地幔对流具有非常复杂的形式,不同层位形式不同(多层的),有热成因,也有化学成因。洋脊扩张带是地幔对流的上升带,海沟和新造山带是地幔对流的下降带;板块如同在传送带上一样被动漂移、扩张增生和俯冲消亡;转换断层则标志着由地幔对流速度不均 引起的各地区间的剪切作用带。

2.板块构造存在的问题

从关于板块构造模式的大量评述中可以看出,板块运动的驱动力机制是目前此模式中看法最不成熟、研究最为薄弱的方面。地幔对流说是早已提出的解释大陆漂移的传统看法,海底扩张说和板块构造说承袭了这一看法,认为板块是驮在地幔对流体上被动漂移的。但是地幔对流的性质和型式已被证明是无法捉摸的,因此不能作出可靠的物理模拟和数学 力学解析。美国地球物理学家克诺波夫经计算后指出,由于地幔粘滞性很大,形成稳定对流(使质点在对流中完成一次循环)所必须的时间至少也得10亿年,这个数字比活动论所讲的要大

丹东师专学报 一九九八年第四期得多。从东太平洋脊到西太平洋海沟的距离达数千公里,在如此大的距离上,温度梯度不可能达到这样大的值,地幔对流理论不能令人满意 6 。另外板块构造对一些问题不能作出合理的解释,如大西洋中脊的打捞取样中有74%为花岗岩及长英质岩类 3 ;海沟处沉积物少且没有任何变形;大洋中存在大陆地壳;海底磁异常条带 6 等。在大陆上数目繁多的地缝合线用板块构造理论无法解释。在对地磁极性倒转、古气候变化的解释上至今也没有任何假说与板块的远程漂移或地幔对流的假设挂钩,而且也没有按照活动论观点编制出有一定证据的各时代古地理图。

3.从板块构造学到全球动力学

板块运动的驱动力机制问题,现在看来是没有解决的问题。因此,板块构造模式仅仅是一种运动学理论,也就是说它仅涉及运动和运动的可测效应,板块构造说的主要创建者之一勒皮雄就曾表明

B.B.为代表的一批原苏联学者一直坚持研究和提倡的 槽台说 。这些学说都能对一些地学现象包括板块构造不能解释的一些现象作出合乎逻辑的解释 3 4 5 ,但都有这样那样的缺陷,有待今后修正与完善,它们的发展可能形成一种更新的力量,也可能成为未来地球科学理论的候选者之一。

处于世纪之交来审视板块构造有重大意义,正象自然科学发展历史一样,随着科学的发展,经典的理论将被新学说所代替,使之更为完善、更客观地反映自然界的运动规律。任何学说问题说明的愈多,愈表明接近真理,因而也标志着一个学说的理论贯穿力。随着象征地震层析成像等新技术的发展,有可能建立新的全球理论,来取代现在的板块构造,从而对人类历史时期所发生的各种全球性地学变化 诸如磁场强度变化、海平面升降、火山及地震的活动以及气候冷暖、旱涝灾害等进行合理解释,并对未来自然环境的变迁作出成功的预

说,板块构造说只是一个运动学假说,仍需将它融测。合到将地球视为统一系统的某种综合理论中 1 。参考文献这就表明,以板块构造模式的建立为标志的所谓 地球科学革命 ,实际上还没有涉及到地球动力学,而地球动力学却是地球科学中一个十分重要的领域。

地球动力学的基本问题至今尚未得到解决,这并不是说以往的大量探索是无意义的,以往的探索虽然未能解决地球动力学基本问题,但却是向着解决这个问题不断接近。

由于板块构造遇到了许多问题,一些反对者的认识也逐渐发展,非活动论再次抬头。具代表性的

1 盖保民.地球演化.第一卷.北京:中国科学技术出版社,1991.201-204

2 哈因VE.大地构造学和地球动力学现代问题.长春地质学报,1996,26(4):361-367 3 王战.非活动论与地球脉动式演化学说的再崛起.西安地质学院学报.1996.18(2):1-8 4 李鸿业.两极挤压说.北京:科学出版社,1993.76

5 车自成.姜洪训.大地构造学概论.西安:陕西科学技术出版社,1987.316

如梅耶尔霍夫A.A.1992年提出的 颤动构造说 、 6 赵懿英.方一亭.现代地质学讲座.南京:南王战1990年提出的 地球多级驻波式脉动说 、李鸿京大学出版社,1990.89-92业1977年提出的 两极挤压说 ,以及以别洛乌索夫

ThePositiveandNegativeViewofPlatesTectonics

WangZhuoli

(GeographyDepartmentofPingdingshanTeachers College)

Abstract:Theappearanceoftheconceptionofplatetectonicsin1960markedarevolutionaryeraofearthsciences.Sincethenplatetectonicstheoryhaveachievedgreatdevelopments.But,re-latedtothistheorysomeproblemsandshortcoomingshavealsoemerged.Itisgettingintoprob-lemsonoceansandcotinents.Withtheexceptionofthis,itisalsofacedsomeinsolublemysteryinboththepalaeomagnetismandthepalaeoclimatology.Withthedeepgoingresearchandthedeve-l

opmentofnewtechniques,itispossibletofindoutanewglobaltheorytoreplacethetheoryofplatetectonics.

Keywords:Platetectonics

Geodynamics

Anewglobaltheory

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