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地球科学革命之“板块构造学说”

已有 12736 次阅读 2010-5-28 17:15 |个人分类:科普集锦,图片百科|系统分类:科普集锦| 地球科学, 板块构造

        固体地球科学的革命主要是大地构造理论上围绕活动论和固定论发生的思想革命。传统的地质观念认为,大陆及海洋只是在原来的位置上作垂直升降运动,其相对位置没有发生明显的变化,因此被称为“固定论”。而“活动论”认为大陆曾有过长距离的水平运动,大陆和海洋的相对位置是不断变化的。代表“活动论”的大地构造学说是“大陆漂移-海底扩张-板块构造学说”。经过近半个世纪的争论,到上个世纪60年代末期,以现代地质及地球物理研究成果为基础的板块构造学说取得了决定性的胜利,并由此推动了地质学和地球物理领域的一场深刻革命。板块构造理论全面革新了固体地球的全球观,促进了地球系统概念的形成与发展。

       1966年年底,美国地质学会在旧金山举行年会。会上Cox,Doell,Dalrymole和Vine都给了主旨报告。这次会议标志着美国海洋地质学家和地球物理学家大多数已普遍接受海底扩张与大陆漂移,但还有相当数量研究陆地的地球科学家没有接受这些概念,但事情发展得很快,1967年,美国普林斯顿大学的摩根(J.Morgan)、英国剑桥大学的麦肯齐(D.P.Mekenzie)、法国的勒皮顺(X.LePichon)等人,把海底扩张说的基本原理扩大到整个岩石圈,并总结提高为对岩石圈的运动和演化的总体规律的认识,这种学说被命名为板块构造学说,或新的全球构造理论。到1968年底,实际上整个北美和英国的地球物理界和海洋地质界都转向了新地球观。尽管当时这一新观点对陆地地质学的应用还不清楚,但地质学家迅速开始看出海底扩张和板块构造对大陆地质的意义。    

        1969年12月,由W. Dickinson组织的美国地质学会Penrose会议在加州Asilomar举行。在这次会议上,来自全世界的许多地质学家和地球物理学家聚集到一起,探讨板块构造对大陆地质和造山作用的应用。通过讨论,认为板块构造作用不仅可用于现代构造活动研究,而且适用于古代大陆地质。因此,大陆保存的历史纪录也被综合了进来。例如,认为蛇绿岩是洋壳和地幔的碎块,有些形成于扩张中心;板块的汇聚和陆块的碰撞产生造山构造、浅水沉积与深水沉积的构造并置,以及在火山弧和造山带产生岩浆岩和变质岩。很快就弄清楚,大陆漂移不是地球历史短暂的一幕,而是连续的过程。魏格纳的联合大陆是由早先分散的陆块群拼合起来的,魏格纳的假说只是一个长剧的最后一幕。把地质学研究分割成不同领域的障壁终于被打开了,板块构造理论成为地质学各领域新的规范(Paradigm)。板块构造学说的诞生是地球科学领域划时代的事件,标志着地球科学从分门别类的资料搜集、整理、研究推进到多学科综合全面系统的阐述全球地质学理论阶段,并从固定的地球构造观向活动的地球构造观转变,为解决与人类生活密切相关的矿产资源、地震灾害等地质问题提供了新的理论基础。

板块构造的基本原理:
    1.固体地球外层在垂向上可划分为物理性质完全不同的两个圈层(岩石圈和软流圈)。
    2.岩石圈在侧向上可划分为由不同类型活动边界分隔的若干大小不同的岩石圈板块,板块具刚性,可作整体运动。
    3.岩石圈板块横跨地球表面作大规模不同方式的水平运动,包括:离散的裂解、漂移,会聚的俯冲、碰撞和平移,转换,造成地球表面不同方式变形。扩张、增生与俯冲消减互为补偿,促使地球半径保持不变。
    4.岩石圈板块运动的驱动力来自地球内部,最可能是地幔中的物质对流。

板块构造理论的伟大意义:

板块构造理论否定了海洋永恒、地壳以垂直运动为主的固定论,建立了岩石圈以水平运动为主的活动论
板块构造理论是研究地球演化史、研究地质灾害发生机制和研究矿产及能源分布规律的新的理论基础
板块构造理论用于解释大陆演化,揭示了山脉复杂的构造特征和板块构造的运动历史,产生了大陆演化的全新概念。


        (如图所示,洋中脊下热地幔物质上涌,扩张轴处形成新地壳,随着热地幔物质源源不绝地上升并形成新的洋底,先成的老洋底不停地向大洋两缘扩张推移,海沟是地幔对流下降区,洋底在中脊处产生,而在海沟处下沉。大洋在不断的形成、消亡和更新。)

 


推移。





                                                               (上图表示的是板块运动的方式和方向)

 

主要内容来自中国科学院研究生院侯泉林老师《高等构造地质学》课堂,作了一定补充。



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