板塊構(gòu)造與地殼演化

譯者的話

作者序言

第一章 前言

本書內(nèi)容展望

本書內(nèi)容介紹

方法和定義

地球內(nèi)部物理性質(zhì)的變化

概述

第二章 地球-月球系的起源

地球和月球的化學(xué)成分

地球和月球的年齡

行星的凝聚和吸集

月球的起源

地球轉(zhuǎn)動的歷史

概述

第三章 地幔和地核

地幔的詳細(xì)結(jié)構(gòu)

上地幔的溫度梯度

電導(dǎo)率的分布

全球重力異常

地幔的成分

地核

概述

第四章 地殼

地殼類型

地震特征

熱流

重力異常

磁力異常

電導(dǎo)率分布

變質(zhì)作用

成分

概述

第五章 地殼省

放射性年齡測定

能測定年代的事件

造山省

非造山省

造山幕

概述

第六章 海底擴(kuò)張

海底擴(kuò)張理論

板塊特征

太平洋西部的海底擴(kuò)張

海底擴(kuò)張的機(jī)制

概述

第七章 巖漿組合

引言

板塊邊緣組合

板塊內(nèi)組合

巖漿成因和巖漿源

概述

第八章 板塊構(gòu)造和大陸漂移

膨脹著的地球假說

板塊復(fù)原的方法

弧系

裂谷

克拉通盆地

海平面升降

板塊構(gòu)造與造山作用

板塊構(gòu)造與能源和礦物資源

概述

第九章 顯生宙造山系

大陸復(fù)原

阿巴拉契亞-加里東造山系

海西造山系

科迪勒拉造山系

阿爾卑斯-特提斯體系

概述

第十章 前寒武紀(jì)的地殼發(fā)展

引言

太古代巖石組合

太古代地殼省的起源

元古代巖石組合

元古代地殼省的起源

前寒武紀(jì)古地磁研究

概述

第十一章 地殼的起源與演化

地殼的起源

原始地殼的成分

早期地殼的增長

地球的熱歷史

早期地殼的發(fā)育模式

類地行星演化的比較

地球地幔的演化

大陸成分的長期變化

大氣圈

大洋

古氣候

生命的演化

概述

參考文獻(xiàn)

本書由美國新墨西哥礦業(yè)學(xué)院康迪教授原著，依據(jù)1982年第二版譯出．本書系統(tǒng)地闡述了地月系起源，地球內(nèi)部構(gòu)造，板塊構(gòu)造理論以及地殼的成因與演化，既包括了許多有名的實(shí)例的綜合論述，也有作者自己的許多創(chuàng)見．全書言簡意明、綱目分明、立論新穎，對于高等學(xué)校師生、研究人員、研究生和地學(xué)專業(yè)的各方面的工作者了解近年來地質(zhì)科學(xué)的發(fā)展、更新專業(yè)知識，都是一本良好的參考書。

1910年，德國氣象學(xué)家魏格納（Alfred Lothar Wegener,1880-1930）偶然發(fā)現(xiàn)大西洋兩岸的輪廓極為相似。

1912年德國氣象學(xué)家兼地質(zhì)學(xué)家魏格納( A. Wegner )最先提出大陸漂移說。他認(rèn)為在前寒武紀(jì)時(shí)，地球上存在一塊統(tǒng)一的大陸：泛大陸。以后經(jīng)過分合過程，到中生代早期，聯(lián)合古陸再次分裂為南北兩大古陸，北為勞亞古陸（Laurasia），南為岡瓦那古陸（Gondwanaland）。到了三迭紀(jì)末，這2個(gè)古陸進(jìn)一步分離及漂移，相距越來越遠(yuǎn)了，其間由最初一個(gè)狹窄海峽，逐漸發(fā)展成印度洋、大西洋等巨大的海洋。到了新生代，因?yàn)橛《妊蟀鍓K已北漂到亞歐大陸的南緣，兩者發(fā)生了碰撞，青藏高原隆起，造成了宏大的喜馬拉雅山系，古地中海東部完全消失了；非洲繼續(xù)向北推進(jìn)，古地中海西部逐漸縮小到現(xiàn)規(guī)模；歐洲南部被擠壓成了阿爾卑斯山系，南、北美洲在向西漂移過程里，它們的前緣受到太平洋地殼的擠壓，隆起為科迪勒拉-安第斯山系，同時(shí)兩個(gè)美洲在巴拿馬地峽處復(fù)又相接；澳大利亞大陸脫離南極洲，向東北漂移到新生代的位置。于是海陸的基本輪廓發(fā)展成新生代的規(guī)模。

由于受當(dāng)時(shí)科技水平和認(rèn)識水平的限制，大陸漂移說也未能正確說明大陸漂移的動力機(jī)制，未能提供大陸拼合的最佳方案。大陸漂移學(xué)說在當(dāng)時(shí)學(xué)術(shù)界引起很大爭議，大陸漂移理論提出后不久，便被視為是一種荒唐的臆想。隨著魏格納本人在科學(xué)探險(xiǎn)中獻(xiàn)身于格陵蘭雪原，大陸漂移說一度陷于沉寂。

1915年魏格納在《大陸與大洋的起源》一書中提出了大陸漂移的概念，然而他所提出的證據(jù)未能使地學(xué)界相信大陸漂移的真實(shí)性。60年代初H.Hess提出了海底擴(kuò)張的概念，并得到古地磁學(xué)、地球年代學(xué)以及海洋地質(zhì)學(xué)和地球物理等方面一系列新證據(jù)的支持。三種不同的現(xiàn)象：熔巖序列中磁極性轉(zhuǎn)向的年代；深海巖心中剩余磁化轉(zhuǎn)向的深度，以及平行于海洋中脊的線狀磁異常的寬度，都以同樣的比率變化著，都是由于擴(kuò)張海底的地殼從洋中脊遷移而造成的。地學(xué)界普遍接受了活動論的觀點(diǎn)，并逐漸形成了板塊運(yùn)動學(xué)說。

由于與被稱為“環(huán)太平洋帶”的太平洋板塊周圍的狀態(tài)相關(guān)，這個(gè)地區(qū)內(nèi)的大地震、深源地震和火山活動等都十分活躍。由于印度洋板塊與亞歐板塊間的碰撞，形成了喜馬拉雅山脈和西藏高原。在大陸板塊彼此碰撞的匯聚型板塊邊界下，形成了大陸與大陸間的沖突帶，也造成了大褶皺山脈。

20世紀(jì)60年代，海底擴(kuò)張和板塊構(gòu)造的提出給早期的大陸漂移說注入了新的生命力。2015年及以前獲得的大量證據(jù)表明，魏格納大陸漂移的基本設(shè)想是正確的。

六十年代初，美國地震地質(zhì)學(xué)家迪茨（R.Dietz,1961）提出了"海底擴(kuò)張" 的概念。接著，郝斯（Hess,1962）加以深入闡述。

迪茨提出：由于地幔中放射性元素衰變生成的熱使地幔物質(zhì)以每年數(shù)厘米的速度進(jìn)行大規(guī)模的熱循環(huán)，形成對流圈，它作用于巖石圈，成為推動地殼運(yùn)動的主要力量。洋殼的形成與地幔對流有關(guān)。洋底就是對流圈的頂，它在洋底的離散帶形成，并緩慢地向斂合帶擴(kuò)張。總的看來，洋底構(gòu)造是地幔對流的直接反映，洋脊是地幔物質(zhì)上涌的部位，海溝是地幔物質(zhì)的下降部位。

郝斯認(rèn)為大洋中脊是地幔對流上升的地方，地幔物質(zhì)不斷從這里涌出，太平洋周圍分布島嶼與海溝、大陸邊緣山脈以及火山、地震就是這樣形成。

由于板塊構(gòu)造學(xué)說的進(jìn)展，迄今被視為不解之謎的地球活動大多得到了解釋。70年代以來，以證實(shí)板塊構(gòu)造學(xué)說為目的的世界規(guī)模的地球觀測蓬勃開展。通過這些觀測，海底的年代分布被詳盡確定，弄清了以往地質(zhì)時(shí)期板塊運(yùn)動的過程，更由于空間觀測技術(shù)的發(fā)展，就連每年一厘米的板塊運(yùn)動，也能夠連續(xù)數(shù)年進(jìn)行觀測。

上世紀(jì)五十年代，海洋探測的發(fā)展證實(shí)海底巖層薄而年輕（最多二、三億年，而陸地有數(shù)十億年的巖石）；另1956年開始的海底磁化強(qiáng)度測量發(fā)現(xiàn)大洋中脊兩側(cè)的地磁異常是對稱的。據(jù)此，美國學(xué)者赫斯（H.H.Hess）提出海底擴(kuò)張學(xué)說，認(rèn)為地幔軟流層物質(zhì)的對流上升使海嶺地區(qū)形成新巖石，并推動整個(gè)海底向兩側(cè)擴(kuò)張，最后在海溝地區(qū)俯沖沉入大陸地殼下方。

正是海底擴(kuò)張學(xué)說的動力支持，加上新的證據(jù)（古地磁研究等）支持大陸確實(shí)很可能發(fā)生過漂移，從而使復(fù)活的大陸漂移學(xué)說（板塊構(gòu)造學(xué)說也稱新大陸漂移學(xué)說）開始形成。

由于“極移動曲線”和海底擴(kuò)大等提供的證據(jù)，大陸漂移的確是正在發(fā)生的事實(shí)。1965年，科學(xué)家運(yùn)用計(jì)算機(jī)使地球各個(gè)大陸以現(xiàn)有的形狀恰好拼合在一起。再者，海底地形、地震位置、火山活動等活躍部位都連接成為帶狀，于是"板塊構(gòu)造學(xué)說"這一革命性的見解應(yīng)運(yùn)而生。

板塊構(gòu)造學(xué)說問題與錯誤1：

原來的地殼哪里去了？

依據(jù)板塊學(xué)說繪制的板塊生長與消亡圖，大西洋和印度洋均向東西兩側(cè)擴(kuò)張。在大西洋的南部，大西洋由中脊向東擴(kuò)張3000多公里，因?yàn)榇笪餮髮挾?000公里以上。印度洋向西擴(kuò)張3000多公里。二者合計(jì)6000多公里，這原有的6000多公里寬地殼哪里去了？

印度洋和太平洋向南擴(kuò)張，使南極洲板塊移動到現(xiàn)在的南極位置，那么原來的南極洲地殼那里去了？

板塊構(gòu)造學(xué)說問題與錯誤2：

海脊擴(kuò)張方向和板塊相撞方向矛盾，怎么解釋？

印度洋海脊為“入”字型，北部海脊為南北向，而且還有兩條次級南北向海脊并行分布，大洋由海脊向兩側(cè)擴(kuò)張，即印度洋北部向東西向擴(kuò)張。

那么，印度洋板塊怎么會向北與歐亞板塊相撞？怎么會形成青藏高原隆起？

板塊構(gòu)造學(xué)說問題與錯誤3：

海底地形與海底擴(kuò)張不吻合，怎么解釋？

板塊學(xué)說的觀點(diǎn)是：大洋地殼是由大洋中脊向兩側(cè)擴(kuò)張而形成的。已經(jīng)形成的大洋海脊地形不會消失，隨著大洋海脊向兩側(cè)擴(kuò)張而張開向兩側(cè)移動。以此理論，大洋洋底地形應(yīng)全為海脊。

通過海底地圖，清楚標(biāo)明大洋中脊位于大洋中心，中脊兩側(cè)是大洋盆地。大洋盆地怎么形成的？大洋地形否定了板塊學(xué)說。

板塊構(gòu)造學(xué)說問題與錯誤4：

兩條大洋中脊相交處是怎么擴(kuò)張的？

大西洋中脊與印度洋中脊呈 “⊥”型連接，兩條大洋中脊向外擴(kuò)張的方向是“對抗”的，怎么擴(kuò)張？

在印度洋的大洋中脊呈“入”字型連接，兩條大洋中脊向外擴(kuò)張的方向也是“對抗”的。

怎么向外擴(kuò)張？

板塊構(gòu)造學(xué)說問題與錯誤5：

在大西洋海底存在兩條海溝，怎么解釋？

大西洋波多黎各海溝：最深9219米，位于大西洋北部，波多黎各島北9218公里，長約1550公里，平均寬度120公里。

大西洋新赫布里底海溝：最深9174米，位于萬那杜島(新赫布里底島)與新喀里多尼亞島之間的珊瑚海邊緣。長約1200公里，平均寬度70公里。

板塊學(xué)說的觀點(diǎn)是大洋板塊由大洋中脊誕生，然后向兩側(cè)擴(kuò)張?jiān)錾?，在海溝處俯沖到大陸板塊下消亡。

以大西洋中脊為界，將大西洋西部與北美洲、南美洲一同劃分為美洲板塊，那么對于大西洋的兩條海溝如何解釋？

板塊構(gòu)造學(xué)說問題與錯誤6：

在兩條大洋中脊交匯處，怎么對流？

板塊學(xué)說的版塊移動機(jī)制是熱對流，在一條大洋中脊可以畫出對流機(jī)制圖，那么在兩條大洋中脊交匯處如何對流？

板塊學(xué)說解釋熱對流的熱能來源于放射性元素的蛻變熱，問題是，這么多的放射性元素是哪里來的？現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的放射性元素礦床是含放射性元素高的巖石，該巖石是固體。另外，如果是放射性元素蛻變產(chǎn)生的熱量形成巖漿產(chǎn)生對流，蛻變所產(chǎn)生的元素就應(yīng)該在巖漿里，從大洋中脊噴出的巖漿就應(yīng)該含有這些蛻變元素。沒有見到相關(guān)報(bào)道。 2100433B