地質(zhì)構(gòu)造運動

地質(zhì)構(gòu)造運動是指地殼結(jié)構(gòu)改變和地殼物質(zhì)變位的運動，又稱地殼運動或大地構(gòu)造運動。

對于古代的地殼運動，主要依據(jù)沉積場所的特征、構(gòu)造變形和地層接觸關(guān)系等地質(zhì)遺跡來進(jìn)行推斷。構(gòu)造運動的起源主要有地球收縮說、膨脹說、脈動說等。一般認(rèn)為是由地幔對流引起的巖石圈板塊運動所導(dǎo)致的。

地球內(nèi)部的能量引起地殼或巖石圈物質(zhì)的機(jī)械運動，表現(xiàn)為巖石層褶皺和斷裂，導(dǎo)致巖石發(fā)生變位方式的水平運動和升降運動，即所謂的造山運動和造陸運動。構(gòu)造運動既有緩慢進(jìn)行的，也有劇烈進(jìn)行的；既有水平運動，也有升降運動。

研究地殼運動的成因，往往依不同參照物來提出相關(guān)理論。比如

Ⅰ.以銀道面為參照物研究地殼運動，認(rèn)為地殼運動是由銀心捕獲太陽繞其旋轉(zhuǎn)而造成的，地殼的位置變化主要是全球性海陸變遷。

地球形成以后，除隕石降落外，地球的固態(tài)物質(zhì)基本保持不變。地球上有地方隆起，就得有地方凹陷，全球性海陸變遷不是固態(tài)地殼的大面積高低變化，而是全球性的海水變化。

地球的北半球向外稍尖而凸出，而南半球向內(nèi)凹。北極高出球面19米，南極低于球面26米，南北極相差45米。從赤道方向看，地球近似一個“梨”的形狀。

高出球面的北極是海水覆蓋的北冰洋，而低于球面的南極卻是陸地。南極洲的最高峰是文森峰，海拔4897米。這表明北極海平面高于南極近5000米。

在地史中發(fā)生過幾次全球性海進(jìn)海退事件，海進(jìn)時形成海進(jìn)的沉積建造，產(chǎn)生灰?guī)r，有海生動物化石；海退時形成海退的沉積建造，有煤形成，有陸生動植物化石。

這種海進(jìn)海退的地殼運動現(xiàn)象是由于地球繞銀河中心轉(zhuǎn)動而出現(xiàn)的。由于地球自轉(zhuǎn)并受太陽、月球引力作用而形成潮汐，地球表面的水在引力方向呈高凸出。地球北極的水比南極凸出的高，說明在地球北極方向存在引力要大。不過，地球既在地月系又在太陽系中自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，應(yīng)該出現(xiàn)北極的水凸變化，但實際上是依舊不變的，視乎說明地球北極方向的引力與地月系和太陽系無關(guān)。

由于地軸傾斜于黃道面（夾角66°34′），地球赤道面與黃道面的夾角為23°26′。地球繞太陽公轉(zhuǎn)，在夏至?xí)r，北半球距太陽近，受到太陽的引力大；在冬至?xí)r，南半球受到的太陽引力大。

Ⅱ.以黃道面為參照物研究地殼運動及成因。這一理論認(rèn)為地殼運動及其巖石組成的位置變化是由太陽系的起源和演化所致。

地殼運動引起的位置變化有三類：一是地球自轉(zhuǎn)發(fā)生的地殼相對黃道面的位置變化；二是地球公轉(zhuǎn)發(fā)生的地殼相對黃道面的位置變化；三是地軸傾角變化引起地殼相對黃道面的位置變化。

此外，還可以以地軸為參照物、以地理坐標(biāo)為參照物描述地殼運動及成因。

              板塊構(gòu)造學(xué)說

1965年，科學(xué)家運用計算機(jī)使地球各個大陸以現(xiàn)有的形狀恰好拼合在一起，加之海底地形、地震位置、火山活動等活躍部位能夠連接成帶狀，于是，"板塊構(gòu)造學(xué)說"這一革命性的見解應(yīng)運而生.

板塊構(gòu)造學(xué)說是在“漂移說”的基礎(chǔ)上提出來的。

1910年．德國氣象學(xué)家兼地質(zhì)學(xué)家魏格納( A. Wegner ) 偶然發(fā)現(xiàn)大西洋兩岸的輪廓極為相似，于1912年最先提出大陸漂移說。他認(rèn)為在古生代后期（約三億年前）的前寒武紀(jì)，地球上存在一個“泛大陸”，相應(yīng)地也存在一個“泛大洋”。到中生代早期，聯(lián)合古陸分裂為南北兩大古陸。到了三迭紀(jì)末，兩個古陸再分離，漂移，相距越來越遠(yuǎn)，其間由最初一個狹窄海峽，逐漸發(fā)展成印度洋、大西洋等巨大的海洋。到了新生代，因為印度板塊北漂到亞歐大陸的南緣，二者發(fā)生了碰撞，造成青藏高原隆起，形成了喜馬拉雅山系，古地中海東部也因之完全消失了；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，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，并在巴拿馬地峽處相接；澳大利亞大陸脫離南極洲，向東北漂移到新生代的位置。

魏格納認(rèn)為板塊漂移形成了地球新生代的基本輪廓。但是，由于他未能正確闡明大陸漂移的動力機(jī)制，不能提供大陸拼合的最佳方案，在學(xué)術(shù)界引起了很大爭議。1960年代，海底擴(kuò)張和板塊構(gòu)造說為大陸漂移說注入了新的生命力，截止2015年，所獲得的大量證據(jù)表明，魏格納大陸漂移的基本設(shè)想是正確的

1960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"概念，郝斯（Hess）對此作了深入的研究闡述。他們分析研究了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區(qū)寬度，發(fā)現(xiàn)它們都以同樣的比率變化規(guī)律，認(rèn)為這是由于擴(kuò)張海底的地殼從洋中脊遷移而造成的。這一觀點得到了古地磁學(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，地學(xué)界普遍接受了這個活動論?？偟膩碚f，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)從這里涌出，太平洋周圍分布的島嶼、海溝、邊緣山脈以及火山、地震就是這樣形成的。

1968年，劍橋大學(xué)的麥肯齊（D.P.Mckenzin）和派克（R.L.Parker），普林斯頓大學(xué)的摩根（W.J.Morgan）和拉蒙特觀測所的勒皮雄（X.Lepichon）等人聯(lián)合提出了新的大陸漂移說：板塊構(gòu)造學(xué)說，它是海底擴(kuò)張學(xué)說的具體引伸。

按照板塊學(xué)說，被稱為“環(huán)太平洋帶”的太平洋板塊周圍，大地震、深源地震和火山活動十分活躍；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匯聚的板塊邊界，形成了大陸與大陸間的沖突帶，也造成了大褶皺山脈。

板塊構(gòu)造理論強(qiáng)調(diào)板塊的大規(guī)模水平運動，其產(chǎn)生、生長、消亡可以定量預(yù)測。全球被劃分為亞歐板塊、太平洋板塊、美洲板塊、非洲板塊、印度洋板塊和南極板塊等6大板塊，其間還有一些小板塊，如可可板塊、智利板塊等。

板塊邊界是地殼極不穩(wěn)定的地帶，地震幾乎全部分布在板塊的邊界上，火山也特別多在邊界附近，其它如張裂、巖漿上升、熱流增高、大規(guī)模的水平錯動等，也多發(fā)生在邊界線上。地殼俯沖是碰撞邊界劃分的重要標(biāo)志之一。

板塊即巖石圈板塊，板塊構(gòu)造又叫全球大地構(gòu)造。板塊構(gòu)造學(xué)說認(rèn)為巖石圈的構(gòu)造單元是板塊，構(gòu)造發(fā)生在整個地殼和莫霍面以下的上地幔頂部（軟流圈以上），大陸只是傳送帶上的"乘客"。板塊的邊界是洋中脊、轉(zhuǎn)換斷層、俯沖帶和地縫合線。由于地幔的對流，板塊在洋中脊分離、擴(kuò)大，在俯沖帶和地縫合線處下沖、消失。

但是，板塊的驅(qū)動機(jī)制仍然是一個困惑。盡管已經(jīng)提出了各種可能的設(shè)想，如地幔對流，板塊自大洋中脊向外推動，海溝的牽引作用，地幔的拖曳力作用以及重力影響下從中脊向兩側(cè)的下滑作用等，至今還不能確定到底是什么力量在驅(qū)使板塊運動？它關(guān)系到板塊構(gòu)造學(xué)說最終的成敗。板塊構(gòu)造學(xué)說認(rèn)為巖石圈板塊的水平運動是地殼的主要構(gòu)造機(jī)制，如果真是如此，就全然不能解釋整個大陸或其某一部分的隆起和拗陷等地質(zhì)地理狀況。

現(xiàn)在，很多學(xué)者認(rèn)為板塊構(gòu)造學(xué)說應(yīng)該同時考慮水平運動與垂直運動，對板塊學(xué)說提出了不少質(zhì)疑：

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，大西洋和印度洋向東西兩側(cè)擴(kuò)張，大西洋的南部由中脊向東擴(kuò)張3000多千米，印度洋向西擴(kuò)張3000多千米，二者原來共有的6000多千米寬的地殼到哪里去了？

②.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？另外，印度洋海脊為“入”字型，北部海脊為南北向，并且還有兩條次級南北向海脊并行分布，如果由海脊向兩側(cè)擴(kuò)張，印度洋北部應(yīng)該向東西向擴(kuò)張，怎么會向北與歐亞板塊相撞？哪來的青藏高原隆起？

③.海底地形與海底擴(kuò)張不吻合。板塊學(xué)說的觀點是：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)張而向兩側(cè)移動。但是，海底地圖顯示大洋中脊兩側(cè)是大洋盆地，板塊說不能提供形成機(jī)制。

④.大西洋中脊與印度洋中脊呈 “⊥”型連接，這兩條大洋中脊向外擴(kuò)張的方向是“對抗”的，怎么擴(kuò)張？印度洋的大洋中脊呈“入”字型連接，向外擴(kuò)張的方向也存在“對抗”，怎么向外擴(kuò)張？

⑤.大西洋海底存在兩條海溝，其中波多黎角海溝長約1550千米，均寬120公里，最深處達(dá)9219米；新赫布里底海溝長約1200千米，均寬70千米，最深9174米。按照板塊學(xué)說大洋板塊由大洋中脊誕生，然后向兩側(cè)擴(kuò)張增生，在海溝處俯沖到大陸板塊下消亡。那么，對于大西洋的這兩條海溝如何解釋？

⑥.板塊學(xué)說的動因機(jī)制是熱對流，那么在兩條大洋中脊交匯處如何對流？如果對流的熱能來源于放射性元素蛻變，問題是這么多的放射性元素是哪里來的？放射性元素礦床一般是含放射性元素高的巖石，蛻變產(chǎn)生的熱量形成巖漿才能出現(xiàn)對流，但是從大洋中脊噴出的巖漿中發(fā)現(xiàn)蛻變元素的情況尚無報道，哪來的放射性元素蛻變熱源說？