板块构造学说的诞生与论证,推动了地质学革命进程?

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为什么说 构造地质学说 的创立是地球科学的一场革命~

地球科学革命是指在二十世纪六十年代早期,由于板块构造理论的出现而引发的地球科学的一场革命。USGS(2001)年出版的《动态的地球:板块构造的故事》中这样评价地球科学革命:“的确,认识到整个地球地球表面处在持续的飘移中,已经深刻地改变了我们观察这个世界的方式。毫无疑问,板块构造对地球科学,与原子结构的发现对物理学和化学,或者进化论对生命科学同等重要。”通过地质学革命,板块构造理论在上世纪70年代以来已经完全代替了地槽学说,板块构造理论已经使地槽、深大断裂、全球规模的造山幕等观点退出了历史舞台。

板块构造论,或称“板块构造假说”、“板块构造说学”或“板块构造学”,是为了解释大陆漂移现象而发展出的一种地质学理论。该理论认为,地球岩石圈板块拼合而成的;全球分为六大板块(1968年法国勒皮顺划分),海洋和陆地的位置是不断变化的。根据这种理论,地球内部构造的最外层分为两部分:外层的岩石圈和内层的软流圈。这种理论基于两种独立的地质 观测 结果:海底扩张和大陆漂移。
板块构造学说的基本思想是:岩石圈漂浮地软流圈之上。在固体地球的上层,存在比较刚性的岩石圈及其下伏的较塑性的软流圈; 地表附近较刚性的岩石圈并不是一个完整的圈层,可划分若干大小不一的巨大块体,它们可在塑性较强的软流圈上进行了大规模运移;海洋板块不断新生,又不断俯仲、消减到大陆板块之下;板块内部相对稳定,板块边缘则由于相邻板块的互相作用而成为构造活动性强烈的地带; 板块之间的互相作用控制了岩石圈表层和内部的各种地质作用过程。同时也决定了全球岩石圈运动和演化的格局。

1.板块构造学说的形成及其基本概念
从20世纪50年代以来,地质学家和地球物理学家们经历十余年的艰辛工作,取得了在地磁、地震、地热、海洋地貌、海洋地质等方面大量的科学数据和资料。科学地解释了地幔对流、磁场倒转、海底平顶山、大洋中脊、门多西诺断层、转换断层,以及海底扩张的发现,有力地论证了一个世纪以来悬而未解的大陆漂移学说,并使其焕发了新的生命力,进而为板块构造学说的建立,奠定了理论基础。
1965年威尔逊最早提出“板块构造”(Plate Tectonics)概念,在转换断层的论证中建立起大洋演化模式:大洋有张开和闭合旋回,开始形成裂谷,随后加宽、收缩,直至形成山带,这就是大家所共识的山脉形成的威尔逊旋回。
1966—1968年,法国地球物理学家来毕顺(Xavier Le Pichon)参加大洋中脊联合考察(FAMOUS),亲自潜入洋底,获得现代大洋裂谷的第一手材料。通过深入研究转换断层的方向和磁条带的宽度,发现像球面几何学欧拉转动一样,地球上板块间相对运动实际上是围绕某一极点的转动,其运动量最大。因此,根据洋底磁条带的宽度可推断旋转极的位置。在距离旋转极90°的地方,磁条带最宽,而越接近极点磁条带越窄。来毕顺的这些论断,对板块构造理论的形成起了重要作用。他在《海底扩张与大陆漂移》一文中,把整个地球岩石圈划分为6个大板块,即今公认的:太平洋板块、亚欧板块、印度板块、非洲板块、美洲板块以及南极板块。同时计算出6大板块相对运动的旋转极和相对速度,1973年算出消亡边界上运动向量达40处。这就是大家共识的原始板块构造格局。
1967年美国地球物理学家摩根(W.T.Morgan)在美国地球物理学联合会的报告中,基本上勾画出了现代板块构造理论轮廓。他认为:地球表面可以划分20来个相对运动的刚性块体,它以大洋中脊、海沟(褶皱山脉)和转换断层作为边界。提出借助球面几何学原理(欧拉定理)探索板块的相对运动,求得其运动规律。利用威尔逊热对流理论,提出地幔柱观点,认为“热点”是在深地幔,乃至在核幔界面上,深地幔上升流是地幔对流的动力。摩根的观点在当时起了深远影响,因为他本人原本笃信固定论,受到威尔逊以及剑桥大学的瓦因和美国海洋资源研究所的梅纳德(Henry W.Menard)的启发和影响,转变了自己的地球观,积极地参与板块构造理论的研究,并做了贡献。
板块构造学说,严格说来诞生于20世纪的60年代,在70年代获得理论与实践上的论证和发展,进入80年代成为地球科学的支柱性学科,受到许多学者的高度评价,有人提出板块构造理论的诞生与发展是地球科学的一次革命。著名加拿大地球物理学家威尔逊,在他的《大陆漂移与大陆固定》一书的序言中做了如下评述:“许多科学家都相信,近10年中在自己的学科里已经发生了一场科学革命,如以前一样,新的信仰并没有使过去的观测失效,新的信仰决定于地质学、地球物理学的重新解释,并表明了这两大学科的相互依赖关系。大陆漂移学说的被接受,已把地球科学基于对自然现象平凡解释而拘于事实的研究,改变成为一门统一的科学,这是令人振奋和富有生命力的,并对未来的科学实践提出展望。”
板块构造学说的诞生与论证,确实凝聚一批具有革新思想的地质学家和地球物理学家们的辛勤劳动。除上述的学者外,尚有薛定谔(E.S.Shutingen)和海森堡(W.K.Heisonberg)等,同时以量子力学原理论述了板块构造的力学机制。艾萨克斯(B.Esacks)提出板块增长与消亡以及俯冲机制,宾克斯根据地幔机制推断了板块相对运动,英国的地质学家麦肯齐(D.P.Mekenzie)、帕克(K.L.Parker)等,都对板块构造学说的论证做出过贡献。
板块构造学说很快获得多数地质学家不同程度的认可,充分表明这个假说在理论上的创新和进步。但是,也应该重视到还有些学者认为板块构造说在基本立论上尚存在严重缺陷,并持有完全不同的观点,有待进一步修正和更新,因而提出绝不能陶醉于已取得的成就,更不可视为绝对真理而盲目崇拜,重蹈历史复辙。
20世纪70年代初,正当板块构造学说风靡全球时,以著名地质学家尹赞勋、李春昱教授为代表的中国地质学界,全面开展了学习和运用板块构造理论的热潮,以中国区域大地构造结构和特征,特别是结合我国各大地构造学派的特点和成就,经过几年的地质实践与理论探索,在某些区域和领域内又丰富了板块构造理论内涵,引起国际同行的重视。
2.板块构造学说的争论交点
对板块构造学说持不同观点的学者中,以英国著名地球物理学家杰弗瑞斯(Sir Harold Teffreys,1891—?年)和苏联大地构造学家别洛乌索夫(B.B.Бeлoycoв)等为代表。别洛乌索夫1970年发表的《反对洋底扩张说》,提出了13条反对意见,其要点摘述如下:
(1)玄武岩不能成岩墙,而作为岩流喷出,远近不同,前沿曲折,不能形成平行条带;(2)从玄武岩变质事实,与扩张说不符;(3)各地沉积岩时代不是到处都与扩张所论相符;(4)大洋中脊两侧地磁异常往往不相对应;(5)沉积岩分布和磁异常与扩张论不符;(6)中脊两侧地磁异常对称是在370万年间建立起来,与东太平洋相符,而南大西洋不符,在北印度洋的卡尔斯堡脊就完全各异;(7)扩张轴的设想,缺乏科学依据;(8)把大洋岩石圈一概说成是刚性体,与实际不符;(9)火山岛随洋底迁移之说,值得怀疑;(10)海沟俯冲带为何沉积少?菲律宾的双重俯冲难以理解;(11)岩石圈下沉进入软流圈的说法,缺乏科学论证;(12)地磁测量的准确性问题,像冰岛的数据尚不能说明扩张的可能性(没有张裂现象);(13)人造卫星测得的地幔质量与扩张理论不相符合。
总之,别氏认为:这个假说不顾许多已建立起来的大陆地质和地球物理的成就,在科学论据不充分的条件下,独撰另一地质思想体系,这是不科学的。
英国著名学者杰弗瑞斯,一直坚持反对大陆漂移说及板块构造理论。在1976年出版的代表作《地球》第六版中,虽然增加了关于板块构造理论的介绍内容,但仍坚持其反对观点,并提出了一些值得探索的重要建议:
(1)完成全球重力测量,使地球表面上每个点都处在重力测量区5°以内;(2)没有一种现行山脉形成理论能解释:为什么这么多重要山系都出现在中国西部及其附近?这可能主要是中国西部巨厚的上层较轻物质引起的,这些假说可用重力测量来检验;(3)地震剪切波观测没有什么大的改进,台站应配备记录S波的仪器,对大洋下短距离的S波走时作直线观测;(4)用垂直运动和重力异常的详细对比,来检验表面载荷差对产生这些运动的作用;(5)建立一种塑性不稳定性的定理理论;(6)对蠕动与时间相关规律进行研究;(7)对火山熄灭原因作研究;(8)洋底热流测量值可能有一些系统误差。
此外,持不同论点的学者,还有Meyrnoff Mc Donald以及Schwidericki等。
有的学者还认为:作为自称活动论的经典板块学说中也存在着不少固定论的成分,诸如在运动方式上忽略垂直运动,把三维空间的复杂的相对运动简化为一个方向;在板块形态上,板内结构、洋陆壳类型方面认为都有固定论成分存在。

有史以来的地学基础空白,【湖泊与盆地存在怎样的关系】,获得重大突破:地理学的认知和深入探研,盆地形成的整个过程是这样的:(看好了)负地形-湖泊(堰塞湖、人工湖)--沼泽地(湿地)--湖盆内陆地--盆地(因在湖盆内)。这就是说,湖泊沉积可以演变成盆地,湖泊、水域是所有盆地形成的基础,这一重大发现,彻底打破地学多年来一筹莫展的困局。 天然地震,火山爆发地震,岩爆地震,瓦斯爆炸地震,这四者存在相同点,那就是,都是地球内部能够释放能量的物质发生了巨大能量的释放,而事实已经证明,地球内部委实的存在可以燃烧,可以爆炸的很多能量物质,并且这些能量物质是集中的,诸如瓦斯,天然气,石油,核弹的铀矿等等物质,只要存在一定的条件,就会发生能量的释放,造成地壳的震动,火山内没有这样的特殊物质,就一定不会爆炸,煤矿内没有瓦斯,也不会爆炸,纯粹的岩石也不会爆炸,这就是说,地球内部如果没有这些特殊的、可以发生燃烧爆炸、释放能量物质的存在,那么,必然不存在天然的地震。世界的所谓地震专家,其实就是瞎子摸象,不顾事实的编造各种谎言。 所有的地学奥秘,都是因为被“湖泊与盆地存在怎样的联系和转化关系?”这个地学基础“空白”所掩盖,任何研究学者明白了这个“空白”,几乎所有专业学者都能很容易知道地震奥秘以及地学的其他奥秘了。不是因我有超人的智商,只是让我偶然的发现,发现了地球科学基础知识领域存在的巨大“空白”,而这一发现,彻底打开地球科学的大门,势不可挡。 一个很简单的逻辑思维判断,如果我不发现地震的奥秘,是没有办法发现地学的基础知识存在巨大空白的。 也由此得出一个结论,板块学学不成立。--地学领域的权威们,绝不敢论辩湖泊与盆地的关系问题,如果论清楚了二者关系,就等于自杀!!@所有人,你们明白了当今的地学,存在了多么严重的问题么?

板块构造假说的诞生与论证,阻碍了地学发展的进程。


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