胡忠亞，王傳洋

中國礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院，江蘇 徐州 221008

19世紀(jì)后期，霍爾、丹納和修斯的“槽臺”學(xué)說的提出使大地構(gòu)造學(xué)開始成為一個獨立的研究領(lǐng)域，這一時期魏格納的大陸漂移學(xué)說也曾有很大影響。在這之后的近100年里，“槽臺”學(xué)說幾乎統(tǒng)治者整個大地構(gòu)造學(xué)領(lǐng)域。二戰(zhàn)之后，人們對于海洋的認(rèn)識程度有了很大提高，一系列新的大地構(gòu)造理論相繼出現(xiàn)。以下筆者將從這些理論的提出和發(fā)展入手淺述整個大地構(gòu)造理論的發(fā)展。

19世紀(jì)，在歐美，“地槽地臺”學(xué)說的建立標(biāo)志著大地構(gòu)造學(xué)真正地獨立成為一個新的研究領(lǐng)域。以后近一個世紀(jì)中“槽臺”學(xué)說的學(xué)術(shù)思想在國際地質(zhì)學(xué)界都占據(jù)著統(tǒng)治地位?；魻栒J(rèn)為在大陸上那些地層厚度巨大、巖層強烈變形、呈狹長帶狀分布的山脈曾經(jīng)是地殼強烈活動區(qū)，他稱之為地槽。與地槽相比，修斯將那些地層厚度小、巖層褶皺平緩、具有一定規(guī)則幾何外形、地殼上相對穩(wěn)定的區(qū)域稱為地臺。

槽臺學(xué)說強調(diào)了地殼不同區(qū)域上沉積巖、巖漿巖以及變質(zhì)巖的性質(zhì)、分布以及它們之間的組合，并以此將地殼劃分為穩(wěn)定的地臺和活動的地槽。它的基本出發(fā)點是固定論，過分注意區(qū)域上的相對升降運動卻忽視了大規(guī)模的水平運動。在幾乎同一時期，德國地質(zhì)學(xué)家魏格納將此前零散的大陸水平運動思想加以發(fā)展系統(tǒng)地論述了大陸漂移問題，創(chuàng)建了大陸漂移學(xué)說。魏格納認(rèn)為自中生代開始，先前泛大陸在地球自轉(zhuǎn)離心力和潮汐摩擦牽引力作用下逐漸破裂、分離，向赤道、向西漂移。大西洋和印度洋在此過程中逐漸形成，太平洋是泛大洋的殘余。支持大陸漂移說最早的證據(jù)之一是大西洋兩岸的地形輪廓可以擬合。但是在當(dāng)時，限于科研水平，許多證據(jù)難以獲得，同時大陸漂移的動力來源受到質(zhì)疑，經(jīng)過計算，地球自轉(zhuǎn)力和潮汐摩擦力并不足以提供大陸漂移的全部動力，這讓大陸漂移學(xué)說的立論根基受到動搖。

隨著第二次世界大戰(zhàn)的爆發(fā)，各國對海洋逐步加以重視，針對洋底的探測和制圖工作得以展開。20世紀(jì)50年代，學(xué)者們根據(jù)這些資料提出了許多大地構(gòu)造理論。在大陸漂移學(xué)說的基礎(chǔ)之上，美國地質(zhì)學(xué)家赫斯提出了海底擴張說，這一學(xué)說得以提出的一個重要前提是此前全球海底洋中脊以及轉(zhuǎn)換斷層的發(fā)現(xiàn)。赫斯認(rèn)為：全球洋中脊是洋殼生長的地方，地幔物質(zhì)從這里涌出冷凝形成新的洋殼，并不斷推動大洋洋殼向兩側(cè)運動；老的洋殼在海溝處向下俯沖消減。相比于洋殼的不斷更新，陸殼相對穩(wěn)定。大陸硅鎂層馱于地幔對流體之上，猶如坐在傳送帶上一樣被移動著，不存在俯沖消減。就在海底擴張學(xué)說提出的同一時期，威爾遜、摩根、勒皮雄等人提出了板塊構(gòu)造說。

板塊構(gòu)造說認(rèn)為地球表層被活動帶分割成大小不一的板塊，這些巖石圈板塊之間存在相互作用，而這些相互作用是大地構(gòu)造活動的基本原因。地球上部在垂向上分為具有剛性的巖石圈和具有塑性的軟流圈，巖石圈板塊在軟流圈表面做相對運動，不同的板塊之間存在相互運動，板塊在離散邊界處的擴張增生與匯聚邊界處俯沖消減是完全補償?shù)?。這些板塊運動的最終驅(qū)動力來源于地幔中熱對流。在板塊學(xué)說建立的初期，全球被劃分為六大板塊：非洲板塊、歐亞板塊、印度洋板塊、南極洲板塊、美洲板塊、太平洋板塊。板塊構(gòu)造學(xué)說也受到許多方面的質(zhì)疑，尤其是板塊構(gòu)造理論在大陸上的應(yīng)用和驗證上。比如隨著人們對地球深部圈層構(gòu)造進一步認(rèn)識，地質(zhì)學(xué)家發(fā)現(xiàn)軟流圈不具有全球性，這就很難解釋這些缺失軟流圈的區(qū)域大陸板塊運動問題。沒有了得以漂浮的軟流圈，板塊將為何還能運動？這個問題一直困擾著板塊構(gòu)造理論的支持者。

隨著地質(zhì)學(xué)家對地球深部動力研究的深入，人們對于地球深部的物質(zhì)運動情況有了進一步認(rèn)識，在此基礎(chǔ)之上，Maruyama在1994年提出了地幔柱構(gòu)造說，這是關(guān)于地球內(nèi)部物質(zhì)運動方式和全球動力學(xué)的假說。地幔柱構(gòu)造，是地幔中受幾個大的、垂直的地幔柱流控制的動力學(xué)區(qū)域。Maruyama認(rèn)為，南太平洋和非洲地區(qū)下部存在兩個巨大的熱地幔柱而在中亞和東亞地區(qū)下部的外核上部存在由大洋板塊聚集、滯留并最終塌落到外核上形成的冷地幔柱。地幔柱構(gòu)造中并存的熱地幔和冷地幔柱的運動是地球演化的各個歷史階段地幔物質(zhì)的主要運動形式，導(dǎo)致前寒武紀(jì)超級大陸解體以及晚古生代泛大陸的聚合，它驅(qū)動著顯生宙板塊運動，引起地球各個圈層相互作用，特別是地殼和地幔之間的相互作用。

人們利用目前的諸多大地構(gòu)造理論在局部區(qū)域找到了豐富的礦產(chǎn)資源，但是隨著人們對于全球構(gòu)造的進一步認(rèn)識以及地球深部物質(zhì)運動情況的深入了解，這些理論都或多或少受到了來自諸多方面的質(zhì)疑。各理論本身都存在需要進一步完善的地方。當(dāng)代隨著科學(xué)技術(shù)以及相關(guān)新科研手段和設(shè)備的出現(xiàn)，一些新的大地構(gòu)造現(xiàn)象將會被逐漸發(fā)現(xiàn)或進一步認(rèn)識，地質(zhì)學(xué)家對于全球板塊以及地球深部的認(rèn)識會更加深入，這將有助于人們完善已有的理論并促進新的大地構(gòu)造理論的提出和發(fā)展。

[1]巫建華，劉帥.大地構(gòu)造學(xué)概論與中國大地構(gòu)造學(xué)綱要.北京：地質(zhì)出版社，2009.

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[3]李小明.地質(zhì)作用的驅(qū)動力和大地構(gòu)造學(xué).世界地質(zhì)，2002，21(3).

[4]劉肇昌.板塊構(gòu)造學(xué).重慶：四川科學(xué)技術(shù)出版社，1985.