论地壳的形成.doc

纪念王锡玉中西结合的开创性研究专栏地壳是由板块构成的吗?论地壳的形成及其变迁论地壳的形成及其变迁王锡玉 ()人类要揭开宇宙物质成因的奥秘，首先，就要识破构成宇宙的基本组元的元素原子和核子的内部秘密。进而，还要弄清宇宙天体的内部结构和演化。从微观到宇观，其二者之间存在着一个宏大的宇宙时空尺度。 然而，不论是微观到宇观，或者从宇观到微观，最终还是要回到人类可见区段的宏观上来。 人们不能亲身到原子、核子内部去考察，也不能到太阳、中子星或类星体内部去作实验。但是，人们脚下的地壳却提供了这一切考察和实验的最直接的现实物质条件。人们能否正确认识地壳的形成和变迁，这对于现代的天体物理学和地球物理学的诸多理论学说，都是一个最严峻的检验。 现代地壳学说的理论支柱 地壳学说主要是三大问题：一个是成因问题；另一个是结构及物理性质问题；再一个是历史演变问题。 (1) 关于地壳的成因 现代普遍公认的理论认为：地球是由固体物质集聚而成的。物质在集聚过程中，由于陨石的相互碰撞，放射性物质的衰变，以及原始地球的重力收缩，致使地球物质星云盘的温度超过了铁的熔点。因此，液态的铁镍由于密度大而流向地心，形成了固态地核；液态的硅酸盐则漂浮表面，而凝结成了地壳。 (2) 关于地壳结构及物理性质 现代的理论学说已基本趋向一致。这就是由板块结构、海底扩张、大陆飘移三大学说为一体的理论框架。目前，这个总学说似乎已为大量的地球物理观测所证实。 板块构造学说的基本概念是：认为地壳岩层并不是一个整体，而是被一些海岭、岛弧和大断层分割开来的若干活动板块构成的。大地构造活动的基本原因，就是全球巨大的岩层板块相互作用的结果。 海底扩张学说的基本概念是：认为地壳以下存在一个液态软流层。软流层的物质由海岭涌出，推动着旧海底以每年 1 厘米至几厘米的速度向外扩张并形成新的海底。因此，海底每经过 34 亿年就要更新一次。 大陆飘移学说的基本概念是：认为地球原来只有一块泛大陆或者两块泛大陆，只是到了三迭纪（距今 6500 万年）以来才逐渐分裂成为现今的大陆分布状态。 (3) 关于地壳的演变 当代科学对于地壳地质的发展史在认识上是有争论的。这主要是灾变说和进化论之争。 在18 世纪地质学发展的早期，以居维叶为代表的灾变说曾经占据过统治地位。其基本概念是：认为地壳地质发展过程的主要特征，基本上是由于全球范围突然发生的剧烈变化而造成的。 自18世纪末以来，以莱尔为代表发展了赫顿的均变说，形成了地质学的现实主义原理。其基本概念是：认为地球没有经受过大的灾变，地质构成或其它方面的剧烈变化都是由缓慢的变化积累起来的。这种自然过程以渐变为主要特征的思想，后来为达尔文的进化论所肯定。于是，它就成了近百年来科学界解释各种地质现象的主要思想。 近年来，由于许多科学观测事实证明，地球上确实存在着突然发生剧烈变化的迹象，而这许多现象诸如，古生物多次全球性灭绝事件的发生；不同地质岩层中微量元素含量的异常分布；大陨石冲击坑的发现；地磁极转向等等，这又是渐变的进化论所难以解释的。因此，灾变说又重新兴起，并且，新灾变说又分成了两派地内灾变成因说和地外灾变成因说。 以上，就是现代地壳地质基础理论赖以支撑的几个支柱。在这几个支柱之中，板块结构理论似乎成了中流砥柱。然而，由于地壳板块运动的动力来源这个最根本的问题至今难以解决，所以，尽管许多观测现象都存在，而理论却只能停留在假说阶段。因为，一个理论学说要能立得住，它必须是理论上的逻辑推理和实践上的观测检验都能完满自洽地得到解决。 地壳形成的物理机制 地壳（天体层壳），它是宇宙天体普遍存在的物理现象。宇观是这样，宏观是这样，微观亦是这样。 地壳的形成，是地球内部核磁电磁耦合作用力，作用于空间物质及物质粒子的结果。 地壳如同地球上软体动物的外壳一样，是有其发生、发展和演变的自然规律的。生物贝壳有年纹、月纹、日纹，它记录着其生活空间自然环境的演变。地壳也有岩层脉纹，它也记录着其生存宇宙空间自然环境的演变。地壳岩层本身就是地球诞生以来的一部真实的宇宙自然发展史的记录。 地壳的初始形成是这样的：当着一个天体衰变中的层级电子星核，或者是一个自由脉冲电子星核在封闭了开放火山口之后，它们也就形成了自身闭合的核磁电磁耦合作用力场，即统一场。 由于电子星核的质核是由中子核和游离中子核构成的，所以，质核就带有强大的天体核荷即核磁力。 在电子星质核的强大核磁力的作用下，核磁力程以内的物质及物质粒子就要猛烈地轰击电子星质核的固体外壳。于是，这就形成了质核表面的超高温、超高压和高激发态的辐射粒子流。这就是天体内部质核释放能量和发光的物理机制。当代的天体物理学所谓的天体内部正进行着热核聚变反应的理论实际上缺少根据，也难以实验证实。 地球质核外的核磁电磁场粒子交变图：图1 图1. 地球质核外的核磁电磁场粒子交变图 图释： 1. 地核辐射的核磁高能粒子流不受电磁场的偏转，而径直轰击和电离着核外物质粒子。 2. 地外进入的整流正负带电粒子流越过固体地幔岩层底部界面时都要受核外核磁电磁场的偏转，从而形成一个粒子交变场。 3. 核磁辐射同电磁交变场汇合，从而轰击电离着物质粒子，就在地核以外直达地幔底部形成了离子化的熔岩液流层。 4. 地球内部游历离的层级分立质核（即月球的对应质点）就在液流层中围绕 地核公转运行。其分立核自身的核磁电磁交变场又加剧了液流层物质的粒子化程度。 5. 地球的地极是由地核自转轴决定的；而地球的磁极性则是由分立质核的磁极性决定的。 由于电子星质核的高速自转，致使质核大气层处于等离子态的辐射粒子流，在到达核磁力程的边缘时，电离粒子重新还原为轻元素原子的质核，并受磁交变场的偏转。这些轻元素原子的质核除带有负核荷以外，它还带有正电荷的，此时已经脱离了电子星质核的核磁力程，也就失去了重新被吸集的可能。但是，它们又难以摆脱电子星质核高速自转所形成的巨大角动量的摄动。于是，在天体核磁力场的外围，就形成了天体巨大的电磁交变力场。电磁交变力场所吸集的元素原子，逐渐集聚凝结，这就是地壳（包括一切宇观活性天体和微观活性粒了的层壳）形成的物理机制。 地壳生长的物理机制 地壳是地球质核同宇宙空间进行物质交换的产物，也就是天体核磁电磁耦合作用力场进行物质粒子交变的自然产物。 当地壳初始生成之后，随着地球在太阳系层次轨道空间的宇宙物质和宇宙线粒子供给量的积聚和时间的延续，天体外壳就会逐渐增长变厚。注意! 现代地球物理学关于地壳的概念本身就是错误的 根据现代地质考察，地球表面的宇宙尘埃沉积层每1000 年约增加 1 米左右。当然，地壳的增长并不完全是依赖于地表层宇宙尘埃的沉积，更重要的是吸收宇宙中裂变的超密脉冲中子核和宇宙线辐射粒子流。 天体外壳的增长速度和岩层质量在其一生的发展史上是不均衡的。因为，它要承受天体内在和外在条件的制约。地壳有一个自身交变场的正常增长值；也有一个外部场施加的突发增长值；还有时会出现突发衰减的情况。 (1) 地壳的正常生长是呈内外双向机制的。即以初生地壳膜为中介质，地壳逐年向外增长；同时，地壳也逐年向里增长，其增长速率的正常比值为1：0.09。即表面沉积层每1000年增长1米，表里每 1000 年增长 0.09 米。地壳表面和表里的双向增长是成正比的。因此，地壳岩并不是越向深层其密度越大，而是其内外增长的中间层岩石密度最大，宇宙年龄也最长。依据现代科学测定的数据计算，地壳表面深层2660公里处的岩石密度是最大的，宇宙年龄也是最长的。因为，此处的岩层要经受地球内外场的双重压力。 地壳生长的壳层结构：图2 图2. 地壳生长的壳层结构图 (2) 地壳的突发生增长主要是呈辐射型或定向突破型发展的。地壳以内液流层的突发增长（如游离电子星核的增加或能级跃迁）是全球性的增长；岩层中的突发增长（如：地台升高或海底扩张，以及火山爆发）是地球局部性的辐射增长或定向突破型增长。地球表面地理环境的变迁，主要是地壳浅层发生突发性增长的结果。现在，我们的地球就正处在这种浅层突发增长的兴盛阶段。 (3) 地壳的突发衰减是由天体内场发生巨变而引起的。目前的火星刚刚经历过这种突发衰减：金星正在经历着这种突发衰减。我们的地球，将来也必定要发生这种突发衰减。 地球的整体结构 地球连同月球一起构成了一个天体层级的亚原子系统。 地球的中心有一颗中子星核。在围绕中子星核的液流层轨道上，有一颗游离的层级中子星子核在公转运行。在液流层之外，是由剥离的类原子核所构成的质核固体外壳。地球的质核（即现代地球物理学所称的地核）带有一个天体正核荷，它在核磁力程以内同周围的物质和物质粒子发生核反应，从而，构成了地球质核的核磁交变场（即质核的大气层）。地球核质在其暴露开放阶段（即白矮星阶段），它的核磁交变场大气层的粒子密度是稀薄的。但是，它的外围一旦形成电磁交变场的固体岩层闭壳之后，其内含大气层的粒子密度和温度就会随之逐渐增高，这就形成了地核以外的液流层。在地球质核的外液流层中，正向公转运行着一颗游离的层级电子星核，它同月球之间是质量基本相等、天体电荷相反的对应天体。在地核的液流层以外，这就是由岩层构成的地壳。现代地球物理所认识的地壳那是不对的，真正的地壳是包含现代地学所称的地幔在内的。 地球同任何活性天体一样，它是一个三级结构的天体核。 (1) 地球属于三级核，它是由四个组成部分构成：地球质核半径约 1258 公里， 液流层约 2185 公里，游离层级电子星核处于液流层的层级轨道上，距离地表面约 3663 公里，地壳约 2935 公里。 (2) 地球质核属于二级核，它也是由四个组成部分构成：中子核、液流层、游离层级中子星核、质核外壳。 (3) 地球中心属于一级核，它是由两个组成部分构成：正负中子星核对组成的实体、吸收的正负自由中子充填起来的组合外壳。 地球星系整体结构图：图3 图3. 地球星系整体结构图 图释： 1. 地球中心为层级天体中子星核，其天体核磁为中性。公转运行在其核磁液流层中的是次量级的游离中子星核，带有天体负核荷。 2. 地心二级核为地球质核，带负核荷。公转运行在其核磁电磁液流层中的是天体次量级的游离电子星核，其带有天体正核荷和天体正电荷。它是月球的对应质点。 3. 地球质核以外的熔岩液流层顶部是 2900 公里厚的地幔，这才是真正的地壳。 4. 在地幔的顶部存在着由来自外层空间的衰变的脉冲中子核轰击而形成的地下熔岩湖海，它同地面海洋是对应的，大致成正比的。在地下熔岩海洋同地面海洋及地表之间，存在着地壳表层的板块结构。这才是通常所说的地球。相对于地球星系的整体结构而言，地球就是真正的地核，它带有一个天体正电荷。 5. 地球星系的半径约 1206300 公里，它存在一个外闭壳。在地核（地球）同外一个正核荷和一个天体负电荷。它同地核（地球）中的层级质点构成一个三联体。 6. 地球星系的整体结构目前正处于场的阴阳极端不平衡之中。它表现在太平洋上空的范阿伦辐射带高度为 1600 公里，而大西洋上空高度只有 600 公里，比值为 2.7：1 。这是由于月球轨道远离赤道跑到黄道附近了，其磁极也偏离地北极向黄极逼近，迫使黄赤交角形成一个 232621的夹角。月球偏离轨道，是由于地宇以外的黄道附近有一个强磁点正在同地核争夺月球的缘故。这对地宇天体系统整体结构是至关重要的。 地壳的岩层结构和变迁 地壳是地球总体结构的一个组成部分。 现代地球物理学所谓的大陆地壳最厚处为 65 公里，海洋地壳最薄处仅为 5 公里，那只不过是地壳的活动表层而已！ 作为地壳的整体而言，它的变化一般来说是比较稳定的。除非地球内部发生大的能级跃迁，否则，地壳只是在太阳系宇宙空间场的孕育下逐年正常发育生长。 然而，作为地壳的活动表层来说，其变化就是明显的了。实际上，直接关系到生命和人类活动的，就是地壳表层的活动变迁。现代地球物理学所形成的几大理论支柱板块结构、海底扩张、大陆飘移等等，都是作的这部分表层文章。 本书地球的现在和未来，严格地说来，它所作的也是地球的表层文章。 请注意! 尽管这些都是表层文章，但是，由表及里，一切地球物理现象诸如，海洋、造山、成矿、台风、气旋、雷电、降水、冰雹、地震、火山爆发、飞碟（UFO）等等，都与地壳表层物理结构和演变有关。 那么，地壳表层的物理结构是怎样的呢？ 地壳表层的临界面，也并非现代地球物理学和地质学所称的莫霍面（简称M界面），而是包含了地表以下的熔岩海洋在内的。 现代地球物理学的观测实验手段，主要是依靠地震波来测定的。这应该说是很科学的。 地震波岩体中传播时，有两种不同的波型：一种叫纵波（P）；另一种叫横波（S）。当地震波到达地下 2900 公里处，纵波（P）的速度突然下降，横波（S）随之不见了。这证明岩层发生了质的转变。此处就是固体地壳同液流层的临界面。但是，地震波在平均 35 公里深处和 70100 公里深处同样也出现低速间断层，这证明此处的岩层也发生了质的转变。此处就是地表以下的液态熔岩海洋（包括熔岩湖泊）。 我使用的这个“地下熔岩海洋” 一词或许人们不大习惯，经典学派又会指责为“无此术语”。但是，为了从整体上澄清地球物理学存在的诸多问题，人们必须首先接受这个概念。 地下熔岩海洋是地球进化成熟的特有标志。这同地球的液流层不同，它并不是天体在各个阶段都存在的普遍物理现象。目前，在火星上就不存在这种地下熔岩海洋，所以，火星表面也就出现不了汪洋大海，更谈不到海底扩张、大陆飘移和板块运动了。因此，地下熔岩海洋也就成了地壳表层物理结构的重要组成部分。 依据现代科学测定的深源地震和地震波低速间断层的可靠数据，我认为，把地壳活动表层限定到地面以下 700