板塊構(gòu)造學說是20世紀60年代末期在大陸漂移說和海底擴張說基礎上發(fā)展起來的，與后兩者一起被稱為全球大地構(gòu)造理論發(fā)展的“三部曲”。

1910年，德國氣象學家魏格納無意間在一幅世界地圖上發(fā)現(xiàn)，大西洋兩岸非洲大陸和南美洲大陸輪廓非常穩(wěn)合，由此猜想兩塊大陸曾經(jīng)是貼合在一起的。之后，他不斷收集證據(jù)，并在1912年提出大陸漂移學說。1915年，魏格納的《海陸的起源》一書出版，書中不僅闡述了大西洋兩側(cè)的古代大陸原來是聯(lián)合在一起，后因大陸漂移而分開，分開的大陸之間出現(xiàn)了海洋的觀點，而且還列舉了古生物、巖石、構(gòu)造、冰川等證據(jù)，證明了古大陸沿大西洋發(fā)生過開裂和漂移。

 

 

 

 

大陸漂移說

 

大陸漂移學說的主導思想是正確的，但是限于當時的科學水平，魏格納的大陸漂移機制存在明顯缺陷。因此，大陸漂移學說雖以轟動效應問世，卻在提出不久后就受到歐美地質(zhì)學界的批評，不為世人所重視。1930年，魏格納在格陵蘭島野外考察時意外身亡，此后這一理論便銷聲匿跡。

直至20世紀40年代第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，美英等國廣泛開展海底地質(zhì)研究，獲得了大量海洋科學的資料。例如，發(fā)現(xiàn)或進一步弄清了大洋中脊形態(tài)、海底地熱流分布異常、海底地磁條帶異常、海底地震帶及震源分布、島弧及與其伴生的深海溝、海底年齡及其對稱分布、地幔上部的軟流圈等等。

海底擴張說

 

1960~1962年，赫斯和迪茨正式提出了海底擴張學說。海底擴張學說的要點可歸納為以下四點：①洋底不斷在洋脊裂谷帶形成、分離，分裂成的兩半分別向兩側(cè)運移，洋底不斷擴張。同時，老的洋底隨對流圈在海溝處潛沒削減。這種過程持續(xù)不斷，因此洋底不斷更新。②洋底擴張速度平均每年數(shù)厘米，3億~4億年洋底便更新一次。③洋底擴張表現(xiàn)為剛性的巖石圈塊體駝在軟流圈之上運動，其驅(qū)動力是地幔物質(zhì)的熱對流。④洋脊軸部是對流圈的上升處，海溝是對流圈的下降處。如果上升流發(fā)生在大陸下面，就會導致大陸的分裂和新生大洋的開啟。

海底擴張學說提出后，又通過以下事實得到了進一步的驗證。1963年，瓦因和馬修斯根據(jù)地磁場極性的周期性倒轉(zhuǎn)的分析發(fā)現(xiàn)，洋中脊兩側(cè)的磁異常呈條帶狀、正負相間、平行于中脊兩側(cè)，對稱延伸，其順序與地磁反向年表一致。1965年，威爾遜提出了轉(zhuǎn)換斷層的概念，證明巖石圈板塊的水平位移成為可能，并闡明了洋中脊的新生洋殼和海溝帶的洋殼消減之間的消長平衡關(guān)系，即擴張速率與消減速率相等。

板塊構(gòu)造學說

 

海底擴張學說較好地解釋了一系列海底地質(zhì)地球物理現(xiàn)象，它的確立使大陸漂移說衰而復興，主張地球表層存在大規(guī)模水平運動活動論取得穩(wěn)固的地位。隨著海底地質(zhì)資料的不斷更新、海底擴張證據(jù)的不斷積累，1967年，美國普林斯頓大學的摩根、英國劍橋大學的麥肯齊和派克、法國拉蒙特觀測所的勒皮雄等人，在大陸漂移學說和海底擴張學說的理論基礎上，根據(jù)大量的海洋地質(zhì)、地球物理、海底地貌等資料，聯(lián)合提出了板塊構(gòu)造學說。1968年，勒皮雄根據(jù)地形、地質(zhì)、構(gòu)造、地震和其他地球物理資料，首先將全球巖石圈分為六大板塊，即太平洋板塊、亞歐板塊、印度洋板塊、非洲板塊、美洲板塊和南極洲板塊。

板塊構(gòu)造學說是近代最盛行的全球構(gòu)造理論，是傳統(tǒng)地質(zhì)學領域中一場根本性的革命。該學說認為地球的巖石圈不是整體一塊，而是被地殼的生長邊界洋中脊和轉(zhuǎn)換斷層，以及地殼的消亡邊界海溝和造山帶、地縫合線等一些構(gòu)造帶，分割成許多構(gòu)造單元，這些構(gòu)造單元叫做板塊。板塊在不停地運動，并在板塊邊緣產(chǎn)生各種機理的巖漿活動、成礦作用、地震等等。正因為板塊運動與上述地質(zhì)現(xiàn)象的對應性，板塊構(gòu)造學說可用以解釋世界火山帶和地震帶的形成、礦產(chǎn)的分布和各種地貌的成因等。

但是，又是什么力量在驅(qū)動著板塊做大幅度、持續(xù)運動呢？目前，對這一問題的研究還不成熟。地幔對流說原本是解釋大陸漂移動力來源的，板塊構(gòu)造學說繼承了這一觀點：新洋殼馱在軟流圈上，隨著地幔對流被動移動，從洋中脊起像傳送帶一樣運載到海溝，俯沖入地幔并局部熔融，最終消失于軟流圈中，構(gòu)成一個封閉的循環(huán)系統(tǒng)。從洋中脊到海溝，板塊有數(shù)百到數(shù)千千米的水平運動。

板塊構(gòu)造學說雖然已經(jīng)得到了廣大學者的認可，但是依然存在不少問題，比如：板塊驅(qū)動機制問題、關(guān)于海溝沉積物變形問題、大洋中存在大陸地殼的問題、海底磁異常條帶問題，以及轉(zhuǎn)換斷層的起因、洋底高原的成因、大陸板塊內(nèi)部強烈變形的解釋，還有以中新生代地質(zhì)事實為主要依據(jù)的板塊構(gòu)造學說能否適用于整個地球演化過程等等。這些都是板塊構(gòu)造學說難以解決或解釋的問題。

但是，目前來說，板塊構(gòu)造學說是最能為人們所接受、最為合理的用于解釋地殼運動和演化的地球科學基本理論。20世紀90年代興起的大陸動力學理論正試圖努力解決板塊構(gòu)造在大陸地質(zhì)研究中的合理應用和發(fā)展。近30年間，大陸動力學領域出現(xiàn)了很多為廣大地學界所接受的重要成果：滑線場、大陸俯沖、變質(zhì)核雜巖、全球超大陸、板塊拆離、陸內(nèi)變形等新理論的建立和新認識的確認。這些成果合理解釋了大陸內(nèi)部諸多復雜的地質(zhì)現(xiàn)象，彌補了板塊構(gòu)造學說的不足。可以預見，隨著地球科學的不斷發(fā)展，板塊構(gòu)造學說也將不斷地得到修正和發(fā)展�！�

（本文由中國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心能源資源調(diào)查數(shù)據(jù)集成與應用項目組供稿）