第二章 第三节 大地构造学说

第三节大地构造学说大地构造学说又称地壳运动学说，是地质科学的重要理论。

其内容主要是研究地质构造的分布规律，地壳运动发生的时间、运动方式和规模，以及地壳运动的起因和动力来源。

直到现在还没有一个学说能全面完整地解释各种问题，因而可以说各家提出的多还是一些假说。

有关地壳运动及其成因的假说很多，我们主要介绍几种：（一）大陆漂移学说大陆漂移学说的提出最初主要建立在大西洋两岸地形有较好的拼合关系这个基础上，注意到这种拼接关系的可追逆到很久以前。

1620年法（培根）提出非洲与南美边界有拼合的可能（未解释）。

1858 年Ssder(斯奈德)《地球及其演化》一书中指出欧洲与北美也可以拼合在一起，并且两岸煤系地层连续。

1910美Talor（泰勒）也提出可以拼合。

这些文章注意到了两岸拼合现象，说明大陆曾可能连在一起而后又分开，但长时期内无人深入研究，没有提出一个系统的理论，直到1912年，德.魏格纳(Alfred Wegener)，不仅指出两岸拼合关系，较系统的提出了“大陆漂移”学说。

1915年，Wegener的第一部论述大陆漂移理论的书《海陆的起源》问世，书中具体论述了有关大陆漂移的时间、漂移前后情况，漂移的机制，并列举了一些证据。

尽管漂移机制等后人提出了疑问，但应该说大陆漂移学说已成为了较系统的理论。

因此一般认为Wegener是大陆漂移说的创始人。

魏格纳简介1880年11月l日出生于德国柏林，喜欢幻想和冒险。

1905年，魏格纳获得了气象学博士学位。

1906年，加人了著名的丹麦探险队，到格陵兰岛从事气象和冰川调查。

最初魏格纳本人并不是地质学家，而是一名气象学家。

象这样一个地学界具有划时代意义的理论，并没产生于地质学界，如果考虑到当时的背景，应该说有其一定的必然性，当时传统的固定论思想已经统治了地学界许多年，在地质学家的思想中通常已是根深蒂固的了。

正如西方有人说过的“正因为wegener不是地质学家，没有受传统观点的束缚，所以能提出这样一个带有革命性的地质学说”。

“大陆漂移”问世之后，由于和传统的固定论（大陆基底固定）是截然对立的因此，在地质学界引起了轩然大波，有人热情支持，但大多数地质学家激烈反对。

斥之为“廖论”，说异想天开，在他们眼里魏格纳的“异想天开”是绝对接受不了的。

突出问题是对大陆漂移驱动力的解释没有足够的说服力，所以有人嘲笑他是“在相当大的程度上任意摆布我们的地球……玩弄一种几乎没有严格规则的和没有行动准则的游戏！”但wegener本人是坚定热情的科学工作者，对这一理论坚信不移，并在后来的工作中不断为之搜集证据，直至献身于科学考察。

（32岁时提出大陆漂移，1932年在北极格陵考察时不幸遇难）。

任何新理论的进出都不可能是尽善尽美的，但其中新颖、合理的思维、思路则启迪着后来的学者，大陆漂移正是这样为海底扩张板块构造理论开辟出一条新的思路。

“任何人观察南大西洋的两对岸，一定会被巴西与非洲间海岸线轮廓的相似性所吸引住，不仅圣罗克附近巴西海岸的大直角突形和喀麦隆附近非洲海岸线的凹进完全吻合，而且自此以南一带，巴西海岸的每上个突出部分都和非洲海岸的每一个同样形状的海湾相呼应。

反之，巴西海岸有一个海湾，非洲方面就有一个相应的突出部。

”在《海陆起源》中，他努力恢复地球物理、地理学、气象学及地质学之间因各学科的专门化发展被割断的联系——用综合的方法来论证大陆漂移。

1、主要论点A.现在的美洲、非洲、亚洲、欧洲、澳洲及南极地区，在古生代是一个单一的大陆——泛大陆。

B.花岗岩质大陆像冰山在海洋中一样漂浮在玄武岩质基底上。

由于潮汐力和地球自转离心力的作用。

泛大陆在中生代分裂成几大块，最先是美洲和欧洲、非洲分离，中间形成大西洋，接着澳大利亚南极和亚洲分离，中间形成印度洋。

C.移动大陆的前沿遇到玄武岩质基底的阻挡，便发生挤压和褶皱隆起为山、而移动过程中脱落下来的大陆“碎片”，便成了岛屿。

D.漂移过程很缓慢，直到第四纪初期才形成现今地球上海陆分布的轮廓。

2、主要论据：A.外形：魏格纳首先提出，应该用深海中的大陆坡边缘进行大陆拟合。

1965年布拉德等人借助计算机计算，用915米等深线拟合。

各大陆可以通过复原形成一个超级大陆，魏格纳命名的“泛大陆”，由冈瓦纳大陆和劳亚大陆组成。

B.古气候：南美、非洲、澳洲、印度、南极均可发现古生代末期冰川作用的遗迹，将这些大陆拼合，则古冰川的流动方向指示由大陆中心向四方流动，而除了南极外，今日上述各大陆的位臵都相当接近赤道。

现今处于较高纬度的北半球各大陆，非但在与南半球为同一时代、同一层位的石炭—二叠纪地层中没有发现古冰川遗迹，而且在其相当层位的煤系地层中还发现有石膏、岩盐等干旱时期的沉积物。

植物化石组合也表明，北半球以及特提斯海内各陆块当时处于热带或亚热带气候。

C.古生物：今日各独立大陆生物千差万别！许多无法飞越或游过大洋的生物或古生物，分布于不同的大陆，如石炭纪、二叠纪时的舌羊齿分布于南美、非洲、澳洲、南极、印度各地;古生代末到中生代初期的水龙、中龙、犬头龙化石也分布于现以各自独立的大陆。

同种类的蚯蚓、蜗牛分布于北美洲与欧洲，大西洋两岸同纬度的蚯蚓,显示出近亲关系。

有袋类的哺乳动物今日只分布于澳洲，南美洲有化石。

中龙分布图广布于澳大利亚、印度、南美、非洲大陆晚古生代地层中的古植物舌羊齿D.地质：北美洲纽芬兰一带的褶皱山系与西北欧斯堪的纳维亚半岛的褶皱山系遥相呼应；美国阿巴拉契亚山的海西褶皱带，其东端没入大西洋，延至英国西南部和中欧一带又重出现；非洲西部的古老岩层可与巴西的古老岩层相衔接。

26亿年19亿年26亿年E.地磁：不同时代磁极迁移轨迹在图上用曲线表示出来，称为极移曲线。

近10亿年北美大陆和欧洲大陆的磁极移曲线，二者大致平行，近期逐渐靠近，最终汇于北磁极。

若欧美大陆是固定的，只能得出一条极移曲线，而今得出两条，因此只有设想欧美大陆原来是合在一起，后来逐渐分离。

F.测量：魏格纳引用天文测量的数据认为格陵兰东北与欧洲之间，每年以35米的速度漂离?1984年，美国航空局使用激光和射电望远镜，第一次精确测出了各大陆缓慢漂移的数据.中国科学院进行数十次测量板块运动，证明上海与日本、美国、澳大利亚之间的距离每年以2～8厘米的速率在缩短。

香港正随着整个中国大陆板块，以每年五毫米的速度向东“行驶”。

台湾岛以澎湖为不动点，其东海岸也在以每年七十至八十毫米的速度向大陆方向移动。

从公元七世纪以来，我国西部地区和印度之间缩短了60米，再过一千万年，印度和我国西藏之间的距离将缩短到几百公里；向北漂移的澳大利亚，将扫荡南洋群岛最终汇合于中国的南缘；上海与夏威夷之间的距离将缩短，浩瀚的太平洋不断萎缩，终将从地球上消逝；在美洲大陆和亚洲大陆之间将升起一座无比宏伟的高山，中国将变成一个内陆国而位于世界大陆的中央，成为名符其实的“中国”；非洲北移，使地中海不断缩小而终将消逝，焊接在一起的欧非之间将升起新的高山；非洲大陆内部将发生分裂，东非大裂谷形成新的大洋，海水将冲进乌干达、扎伊尔、赞比亚，而东非次大陆将踏上东游的旅程。

（二）海底扩张学说——1961年由美国赫斯和迪茨提出二次世界大战以后，工业较发达的西方各国出于军事、资源与能源等方面的考虑，开展了广泛的海底地形与地质调查。

例如，他们利用回声测深等高精度的水深测量方法研究海底地形并绘制出精确的海底地形图；用重力、地震、地磁及地热等地球物理勘探方法研究海底的地质构造特征等等。

到60代初，海底调查已获得了大量的新成果与新资料，为海底扩张说的建立准备了条件。

其中比较重要的有下述3个方面。

洋中脊A 、大洋中脊的发现1873年，“挑战者”号船上的科学家在大西洋上进行海洋调查发现"大西洋中脊"平均高度约3000米。

高出海面部分成了岛屿。

大洋中脊的峰顶，沿轴向有一条狭窄的地堑，叫中央裂谷，宽约30-40公里，深约1000-3000米。

把大洋中脊分为两列平行的脊峰。

中央裂谷一带，经常发生地震，地热流高经常地释放热量。

这里是地壳最薄弱的地方。

1、提出的前提条件1971年到1974年夏，法美联合对大西洋亚速尔群岛西南650公里的大西洋中脊进行了深潜水考察。

考察发现轴部裂谷带内堆积着极为新鲜的玄武质枕状熔岩和各种大小、形状各异的熔岩破裂而成的碎块。

枕状熔岩构成明显的火山锥体。

这些火山产物证明洋脊裂谷带就是地幔物质的涌出口。

B、海沟海沟是海洋中最深的地方。

海沟的深度一般大于6000米。

世界上最深的海沟在太平洋西侧，叫马里亚纳海沟。

它的最深点查林杰深渊最大深度为11034米。

主要位于大洋的边缘。

世界大洋约有30条海沟，太平洋有14条，且多集中在西侧，东边只有中美海沟、秘鲁海沟和智利海沟3条。

大西洋有2条(波多黎各海沟和南桑威奇海沟)。

印度洋有1条，叫爪哇海沟。

地热流低。

海沟附近是最强烈的构造活动带，地震震源深度变化是很有规律的：在海沟附近都是浅源地震，离海沟较远出现中源地震马里亚纳海沟C、洋底地壳的新认识①本世纪50年代，在世界各大洋进行了广泛的地震勘探，确定洋底沉积层非常之薄，平均不过0.5km。

若以每千年沉积1mm的最低沉积速度计算，只要大洋存在过10亿年，就应当有1000m厚的沉积物。

所以，洋底沉积物的年龄应当是比较新的。

通过在大洋裂谷及断裂带的基岩崖壁处施挖采样，至60年代开展深海钻探以前，在洋底尚未发现比白垩纪更老的岩石。

验证：洋底年龄钻探资料表明：洋底岩石年龄小于2亿年。

大洋钻孔测的的岩石年龄，愈接近洋中脊,年龄愈新盖在玄武岩基底之上的最老沉积物年龄与根据磁异常所测得的年龄一致，并且愈接近洋中脊，洋底年龄愈新。

？？？？更新世J或更老②海底磁异常条带研究通过海底地磁测量工作已发现，在垂直于洋脊方向的一系列剖面中确实有这种对称式分布的玄武岩磁性条带存在。

且发现各磁性条带的宽度和地磁转向期与事件的持续时间长短成正比关系。

大洋中脊是新地壳形成的场所，熔融的地幔物质不断沿大洋中脊轴部向上涌，形成新海底。

在此过程中，磁颗粒像一个个小磁针一样，与当时的地磁场平行。

随着岩层冷凝，并向两侧运动。

地球磁场的极向不是固定不变的。

每隔几万年或几十万年，地磁场的南北极向会发生倒转，新形成的岩层会按新的方向磁化，于是产生了大洋中脊两侧交替出现的磁条带。

③转换断层：洋脊被一系列横向断层切割。

地震波的研究证明，断层两盘的运动方向与脊轴被错开的方向相反。

称为转换断层。

转换断层两盘的相对位移只发生在被错开的洋脊之间，并伴随有地震发生。

转换断层的发现不仅证明海底扩张，同时还说明了海底扩张的运动方式。

转换断层转换断层与平移断层的区别：1. 仅被错开的洋脊之间有活动，且运动方向与洋脊错开方向相反。

2. 错动由换脊扩张而致。

3. 在断裂持续发展时，两盘位移增加，但被错开的洋脊之间距离并不增加。