全球地质构造.doc

全球地质构造之我见 目前，关于全球地质构造的学说主要有：板块构造学说和地幔柱假说板块构造学说：板块构造学说(Plate tectonics)是在大陆漂移学说和海底扩张学说的基础上提出的。根据这一新学说，地球表面覆盖着不变形且坚固的板块(地壳)，这些板块确实在以每年1厘米到10厘米的速度在移动。由于地球表面积是有限的，地球板块分类为三种状态：其一为彼此接近的汇聚型板块边界；其二为彼此远离的分离型板块边界；其三为彼此交错的转换型板块边界。板块本身是不会变形的，地球表面活动便都在这三种状态下集中发生.板块构造学说是1968年法国地质学家勒皮雄与麦肯齐、摩根等人提出的一种新的大陆漂移说，它是海底扩张说的具体引伸。也就是说地壳和软流圈以上的地幔顶部。新全球构造理论认为，不论大陆壳或大洋壳都曾发生并还在继续发生大规模水平运动。但这种水平运动并不象大陆漂移说所设想的，发生在硅铝层和硅镁层之间，而是岩石圈板块整个地幔软流层上像传送带那样移动着，大陆只是传送带上的“乘客”。 地球是唯一一个适合板块构造学说的行星板块构造学说示意图太阳系外发现的巨大类地行星被命名为“超级地球”。“超级地球”引发科学家们研究他们在哪些方面可能像地球的浓厚兴趣。最近，哈佛大学科学家们指出，这些类地行星也适用于地球板块构造学说。板块构造学说是指构成地球固态外壳的巨大板块的运动学说。板块运动常导致地震、火山和其它大地质事件。从本质上来讲，板块决定了地球的地质历史。地球是人们所知道的唯一一个适合板块构造学说的行星。地球板块运动被认为是生命进化的必要条件。 “超级地球”也适合适合板块构造学说的行星 然而，哈佛行星科学家黛安娜巴伦西亚和她的同事在天体物理学杂志上发表的一篇论文预测，“超级地球”（其质量是地球的一倍至十倍大）同样也会通过板块构造来提供维持生命的必要条件之一。该论文 板块构造学说示意图的作者巴伦西亚称，“这些超级地球中的一些可能在他们的太阳系中也处于可居住区域，这就是说他们离他们的母恒星的距离恰好合适，有液态水存在，因此会有生命。尽管最终只有这些行星的热和化学进化能够决定是否他们适合居住，但是这些热和化学特性却极其依赖于板块构造学说。”通过全面模拟这些具有大片陆地的超级地球的内部结构，巴伦西亚和他的研究小组发现“超级地球”的质量与其板块与板块应力值之间的存在的联系。这些应力值，部分是很慢的，慢慢地改变着地球的地幔。应力值是板块变形和潜没（一个板块沉入另一个板块的下面）的背后驱动力。因为这些“超级地球”质量比地球大，所以这股驱动力也要比地球大得多。地幔柱假说：太平洋中的夏威夷海岭和天皇海岭，是由成线状展布的一系列火山堆构成的火山链，其岩石年龄的分布具有明显的定向性。岛链东南端的夏威夷岛火山年龄不超过80万年，岛上的基拉韦厄火山是目前仍在活动的活动火山。从夏威夷岛沿岛链向西北，随着距离的增加火山岩的年龄依次增加。在夏威夷海岭与天皇海岭的转折处，火山年龄约4000万年。天皇海岭呈NNW走向伸向堪察加半岛东侧，北端的明治海山的年龄则达7000万年。 威尔逊（Wilson,1963b）为解释火山岛链年龄的递变现象而提出了热点的概念。所谓热点是地幔中相对固定和长期的热物质活动中心，它们向活火山提供富集各种微量元素的岩浆。随着岩石圈板块经过热点的不停运动，先形成的火山从热点处移开并逐渐熄灭成为死火山，新的火山又在热点上方形成，结果就形成了一串年龄定向分布的线状火山链。这类火山活动时，熔浆向外溢出，无地震发生，因此，所形成的火山链也叫无震海岭。上述夏威夷-天皇海岭火山链的走向，实际上记录了太平洋板块的运动方向：在4000万年前是从南向北沿NNW向运动，最晚在2600万年以后转变为从东向西沿NWW向运动。 地幔柱是摩根（Morgan,1972b）为解释热点成因而提出的概念。地幔柱是地幔深处，甚至核-幔边界上产生的圆柱状上升的热物质流。它携带地幔物质和热能直至地幔上层，并在岩石圈和软流圈分界处四散外流，激起软流圈中的水平运动，从而可将地幔柱当作板块运动的驱动机制。热点处的火山活动是地幔柱物质喷出地表的反映。由于炽热的地幔物质向上涌流，导致密度较高的物质盈余，形成正重力异常，因而重力特高的地方，也往往是火山分布的地方。摩根还强调，热点大体上固定于地幔中，因此，板块相对于热点的运动，便是相对于地幔固定部分的运动，也就是相对地理极或地球自转轴的绝对运动。摩根（Morgan,1972a）用夏威夷-天皇海岭、莱恩-土阿莫土海岭和马绍尔海岭这三列热点轨迹资料，计算了8000万年来太平洋板块相对于热点的运动。所得结果与后来的板块绝对运动模型AM-1和AM-2型求得的相对于热点系的运动大体相同。 热点假说在深海钻探第55航次钻探夏威夷-天皇海岭时证明了其正确性，船上所作的古生物鉴定和陆上所作的放射性测年所