板块构造与地壳演化

译者的话

作者序言

第一章 前言

本书内容展望

本书内容介绍

方法和定义

地球内部物理性质的变化

概述

第二章 地球-月球系的起源

地球和月球的化学成分

地球和月球的年龄

行星的凝聚和吸集

月球的起源

地球转动的历史

概述

第三章 地幔和地核

地幔的详细结构

上地幔的温度梯度

电导率的分布

全球重力异常

地幔的成分

地核

概述

第四章 地壳

地壳类型

地震特征

热流

重力异常

磁力异常

电导率分布

变质作用

成分

概述

第五章 地壳省

放射性年龄测定

能测定年代的事件

造山省

非造山省

造山幕

概述

第六章 海底扩张

海底扩张理论

板块特征

太平洋西部的海底扩张

海底扩张的机制

概述

第七章 岩浆组合

引言

板块边缘组合

板块内组合

岩浆成因和岩浆源

概述

第八章 板块构造和大陆漂移

膨胀着的地球假说

板块复原的方法

弧系

裂谷

克拉通盆地

海平面升降

板块构造与造山作用

板块构造与能源和矿物资源

概述

第九章 显生宙造山系

大陆复原

阿巴拉契亚-加里东造山系

海西造山系

科迪勒拉造山系

阿尔卑斯-特提斯体系

概述

第十章 前寒武纪的地壳发展

引言

太古代岩石组合

太古代地壳省的起源

元古代岩石组合

元古代地壳省的起源

前寒武纪古地磁研究

概述

第十一章 地壳的起源与演化

地壳的起源

原始地壳的成分

早期地壳的增长

地球的热历史

早期地壳的发育模式

类地行星演化的比较

地球地幔的演化

大陆成分的长期变化

大气圈

大洋

古气候

生命的演化

概述

参考文献

本书由美国新墨西哥矿业学院康迪教授原著，依据1982年第二版译出．本书系统地阐述了地月系起源，地球内部构造，板块构造理论以及地壳的成因与演化，既包括了许多有名的实例的综合论述，也有作者自己的许多创见．全书言简意明、纲目分明、立论新颖，对于高等学校师生、研究人员、研究生和地学专业的各方面的工作者了解近年来地质科学的发展、更新专业知识，都是一本良好的参考书。

1910年，德国气象学家魏格纳（Alfred Lothar Wegener,1880-1930）偶然发现大西洋两岸的轮廓极为相似。

1912年德国气象学家兼地质学家魏格纳( A. Wegner )最先提出大陆漂移说。他认为在前寒武纪时，地球上存在一块统一的大陆：泛大陆。以后经过分合过程，到中生代早期，联合古陆再次分裂为南北两大古陆，北为劳亚古陆（Laurasia），南为冈瓦那古陆（Gondwanaland）。到了三迭纪末，这2个古陆进一步分离及漂移，相距越来越远了，其间由最初一个狭窄海峡，逐渐发展成印度洋、大西洋等巨大的海洋。到了新生代，因为印度洋板块已北漂到亚欧大陆的南缘，两者发生了碰撞，青藏高原隆起，造成了宏大的喜马拉雅山系，古地中海东部完全消失了；非洲继续向北推进，古地中海西部逐渐缩小到现规模；欧洲南部被挤压成了阿尔卑斯山系，南、北美洲在向西漂移过程里，它们的前缘受到太平洋地壳的挤压，隆起为科迪勒拉-安第斯山系，同时两个美洲在巴拿马地峡处复又相接；澳大利亚大陆脱离南极洲，向东北漂移到新生代的位置。于是海陆的基本轮廓发展成新生代的规模。

由于受当时科技水平和认识水平的限制，大陆漂移说也未能正确说明大陆漂移的动力机制，未能提供大陆拼合的最佳方案。大陆漂移学说在当时学术界引起很大争议，大陆漂移理论提出后不久，便被视为是一种荒唐的臆想。随着魏格纳本人在科学探险中献身于格陵兰雪原，大陆漂移说一度陷于沉寂。

1915年魏格纳在《大陆与大洋的起源》一书中提出了大陆漂移的概念，然而他所提出的证据未能使地学界相信大陆漂移的真实性。60年代初H.Hess提出了海底扩张的概念，并得到古地磁学、地球年代学以及海洋地质学和地球物理等方面一系列新证据的支持。三种不同的现象：熔岩序列中磁极性转向的年代；深海岩心中剩余磁化转向的深度，以及平行于海洋中脊的线状磁异常的宽度，都以同样的比率变化着，都是由于扩张海底的地壳从洋中脊迁移而造成的。地学界普遍接受了活动论的观点，并逐渐形成了板块运动学说。

由于与被称为“环太平洋带”的太平洋板块周围的状态相关，这个地区内的大地震、深源地震和火山活动等都十分活跃。由于印度洋板块与亚欧板块间的碰撞，形成了喜马拉雅山脉和西藏高原。在大陆板块彼此碰撞的汇聚型板块边界下，形成了大陆与大陆间的冲突带，也造成了大褶皱山脉。

20世纪60年代，海底扩张和板块构造的提出给早期的大陆漂移说注入了新的生命力。2015年及以前获得的大量证据表明，魏格纳大陆漂移的基本设想是正确的。

六十年代初，美国地震地质学家迪茨（R.Dietz,1961）提出了"海底扩张" 的概念。接着，郝斯（Hess,1962）加以深入阐述。

迪茨提出：由于地幔中放射性元素衰变生成的热使地幔物质以每年数厘米的速度进行大规模的热循环，形成对流圈，它作用于岩石圈，成为推动地壳运动的主要力量。洋壳的形成与地幔对流有关。洋底就是对流圈的顶，它在洋底的离散带形成，并缓慢地向敛合带扩张。总的看来，洋底构造是地幔对流的直接反映，洋脊是地幔物质上涌的部位，海沟是地幔物质的下降部位。

郝斯认为大洋中脊是地幔对流上升的地方，地幔物质不断从这里涌出，太平洋周围分布岛屿与海沟、大陆边缘山脉以及火山、地震就是这样形成。

由于板块构造学说的进展，迄今被视为不解之谜的地球活动大多得到了解释。70年代以来，以证实板块构造学说为目的的世界规模的地球观测蓬勃开展。通过这些观测，海底的年代分布被详尽确定，弄清了以往地质时期板块运动的过程，更由于空间观测技术的发展，就连每年一厘米的板块运动，也能够连续数年进行观测。

上世纪五十年代，海洋探测的发展证实海底岩层薄而年轻（最多二、三亿年，而陆地有数十亿年的岩石）；另1956年开始的海底磁化强度测量发现大洋中脊两侧的地磁异常是对称的。据此，美国学者赫斯（H.H.Hess）提出海底扩张学说，认为地幔软流层物质的对流上升使海岭地区形成新岩石，并推动整个海底向两侧扩张，最后在海沟地区俯冲沉入大陆地壳下方。

正是海底扩张学说的动力支持，加上新的证据（古地磁研究等）支持大陆确实很可能发生过漂移，从而使复活的大陆漂移学说（板块构造学说也称新大陆漂移学说）开始形成。

由于“极移动曲线”和海底扩大等提供的证据，大陆漂移的确是正在发生的事实。1965年，科学家运用计算机使地球各个大陆以现有的形状恰好拼合在一起。再者，海底地形、地震位置、火山活动等活跃部位都连接成为带状，于是"板块构造学说"这一革命性的见解应运而生。

板块构造学说问题与错误1：

原来的地壳哪里去了？

依据板块学说绘制的板块生长与消亡图，大西洋和印度洋均向东西两侧扩张。在大西洋的南部，大西洋由中脊向东扩张3000多公里，因为大西洋宽度6000公里以上。印度洋向西扩张3000多公里。二者合计6000多公里，这原有的6000多公里宽地壳哪里去了？

印度洋和太平洋向南扩张，使南极洲板块移动到现在的南极位置，那么原来的南极洲地壳那里去了？

板块构造学说问题与错误2：

海脊扩张方向和板块相撞方向矛盾，怎么解释？

印度洋海脊为“入”字型，北部海脊为南北向，而且还有两条次级南北向海脊并行分布，大洋由海脊向两侧扩张，即印度洋北部向东西向扩张。

那么，印度洋板块怎么会向北与欧亚板块相撞？怎么会形成青藏高原隆起？

板块构造学说问题与错误3：

海底地形与海底扩张不吻合，怎么解释？

板块学说的观点是：大洋地壳是由大洋中脊向两侧扩张而形成的。已经形成的大洋海脊地形不会消失，随着大洋海脊向两侧扩张而张开向两侧移动。以此理论，大洋洋底地形应全为海脊。

通过海底地图，清楚标明大洋中脊位于大洋中心，中脊两侧是大洋盆地。大洋盆地怎么形成的？大洋地形否定了板块学说。

板块构造学说问题与错误4：

两条大洋中脊相交处是怎么扩张的？

大西洋中脊与印度洋中脊呈 “⊥”型连接，两条大洋中脊向外扩张的方向是“对抗”的，怎么扩张？

在印度洋的大洋中脊呈“入”字型连接，两条大洋中脊向外扩张的方向也是“对抗”的。

怎么向外扩张？

板块构造学说问题与错误5：

在大西洋海底存在两条海沟，怎么解释？

大西洋波多黎各海沟：最深9219米，位于大西洋北部，波多黎各岛北9218公里，长约1550公里，平均宽度120公里。

大西洋新赫布里底海沟：最深9174米，位于万那杜岛(新赫布里底岛)与新喀里多尼亚岛之间的珊瑚海边缘。长约1200公里，平均宽度70公里。

板块学说的观点是大洋板块由大洋中脊诞生，然后向两侧扩张增生，在海沟处俯冲到大陆板块下消亡。

以大西洋中脊为界，将大西洋西部与北美洲、南美洲一同划分为美洲板块，那么对于大西洋的两条海沟如何解释？

板块构造学说问题与错误6：

在两条大洋中脊交汇处，怎么对流？

板块学说的版块移动机制是热对流，在一条大洋中脊可以画出对流机制图，那么在两条大洋中脊交汇处如何对流？

板块学说解释热对流的热能来源于放射性元素的蜕变热，问题是，这么多的放射性元素是哪里来的？现在发现的放射性元素矿床是含放射性元素高的岩石，该岩石是固体。另外，如果是放射性元素蜕变产生的热量形成岩浆产生对流，蜕变所产生的元素就应该在岩浆里，从大洋中脊喷出的岩浆就应该含有这些蜕变元素。没有见到相关报道。 2100433B