構造學

構造學是研究地球岩石圈板塊的成因、運動、演化、物質組成、構造組合、分布和相互關係以及地球動力學等問題的地質學的一個分支學科。

基本介紹

• 中文名：構造學
• 研究對象：地球岩石圈板塊
• 屬性：地質學
• 理論確定者：法國的勒皮雄、美國的麥肯齊

學說定義

構造學是研究地球岩石圈板塊的成因、運動、演化、物質組成、構造組合、分布和相互關係以及地球動力學等問題的地質學的一個分支學科。

學說介紹

構造學以整體的研究觀點開拓了地球科學研究的深度和廣度，是地球科學領域中的一場革命，不過板塊構造學還存在一些有待解決的難題。板塊構造說對於板塊構造活動總的輪廓已比較清楚，但具體作用過程和細節還不十分明確；對板塊動力學的確定依然有困難；對板塊內部的構造和岩漿活動研究不足；對板塊俯衝、消亡及伴隨的岩漿活動、邊緣盆地起源等還了解不夠；還不能圓滿地解釋大陸岩石圈的成因和演化。

板塊構造

板塊構造學，是研究地球岩石圈板塊的成因、運動、演化、物質組成、構造組合、分布和相互關係以及地球動力學等問題的學科。地質學的一個分支。它認為地球的岩石圈分解為若干巨綁的剛性板塊即岩石圈板塊，重力均衡地位於塑性軟流圈之上，並在地球表面發生大規模水平轉動;板塊與板塊之間或相互離散，或相互匯聚，或相互平移，引起地震、火山和構造運動。板塊構造學說囊括了大陸漂移說、海底擴張說、轉換斷層、大陸碰撞等概念和學說，為解釋地球地質作用和現象提供了極有成效的模式，是當代最有影響的全球構造理論。

發展簡史

板塊構造學的創立和發展大致可以分為 3個階段：

①1912年德國學者A·L·魏格納提出了大陸漂移說。當時由於多數人的反對而沒有被接受。50年代古地磁學的研究測得各地在地質時代中的磁極位置變化多端，用大陸固定論無法解釋，採用大陸漂移說則可以得到圓滿的解釋，大陸漂移說隨之重新復活。

②60年代初美國地質學家H.H.赫斯和R.S.迪茨在古地磁學研究的基礎上提出了海底擴張說，隨後英國的F.J.瓦因和D.H.馬修斯通過海底磁異常的研究對海底擴張說作了進一步論證，論述了地殼的產生和消亡，並得到深海鑽探的驗證。

③1965年加拿大人J·T·威爾遜建立轉換斷層概念，並首先指出，連綿不絕的活動帶網路將地球表層劃分為若干剛性板塊。1967～1968年法國的X.勒皮雄、美國的D.P.麥肯齊將轉換斷層概念外延到球面上，定量地論述了板塊運動，確立了板塊構造學的基本原理。

基本內容

地球上層構造根據物理性質在垂向上可以分為兩個截然不同的層圈，即下部塑性的軟流圈和上部剛性的岩石圈。岩石圈在側向上被地震帶所分割，形成若干大小不一的塊體，稱為岩石圈板塊，簡稱板塊。板塊的厚度變化較大，約在幾十公里至200公里。

板塊邊界　
兩個板塊之間的接觸帶。板塊邊界是構造活動帶，可分為3類。①離散型邊界，又稱生長邊界，兩個相互分離的板塊之間的邊界。見於洋中脊或洋隆，以淺源地震、火山活動、高熱流和引張作用為特徵。洋中脊軸部是海底擴張的中心，由於地幔對流，地幔物質在此上涌，兩側板塊分離拉開。上涌的物質冷凝形成新的洋底岩石圈，添加到兩側板塊的後緣上(見地幔對流說)。②匯聚型邊界，又稱消亡邊界，兩個相互匯聚、消亡的板塊之間的邊界。相當於海溝或地縫合線。可分為兩個亞類：大洋板塊在海溝處俯衝潛沒於另一板塊之下，稱為俯衝邊界，現代俯衝邊界主要分布在太平洋周緣（見俯衝作用）；大洋板塊俯衝殆盡，兩側大陸相遇匯合開始碰撞稱為碰撞邊界，歐亞板塊南緣的阿爾卑斯-喜馬拉雅帶是典型的板塊碰撞帶的實例（見大陸碰撞）。③守恆型邊界，兩個相互剪下滑動的板塊之間的邊界。相當於轉換斷層。地震、岩漿活動、變質作用、構造活動等主要發生在板塊邊界。板塊邊界的研究是板塊構造學的重要內容之一。

板塊運動

全球所有板塊都在移動，板塊運動通常指一板塊相對於另一板塊的相對運動。即符合歐勒定律，就是岩石圈板塊作為統計均勻的剛體在球面（即地球地面）繞一個極點發生轉動（見轉動極），其運動軌跡為小圓。板塊構造學認為岩石圈與軟流圈在物性上有明顯的差別。軟流圈相當於上地幔中的低速層，該層圈中地震橫波波速降低、介質品質因素Q值亦明顯降低，但導電率卻顯著升高。這些都表明軟流圈物質可能較熱、較軟、較輕，具有一定的塑性，是上覆岩石圈板塊發生水平方向上的大規模運動的基本前提。

引起板塊運動的機制是未解決的難題。一般認為板塊運動的驅動力來自地球內部，可能是地幔中的物質對流。新生的洋殼不斷離開洋中脊向兩側擴張，在海溝處大部分洋殼變冷而緻密，沿板塊俯衝帶潛沒於地幔之中。

成就展望

板塊構造學深刻地解釋了地震和火山分布、地磁和地熱現象、岩漿與造山作用；闡明了全球性大洋中脊和裂谷系、大陸漂移、洋殼起源等重大問題；更新了地質學中的許多概念，使得既承認水平運動也承認垂直運動的活動論觀點取代了曾占統治地位的固定論。板塊構造學以全球整體的研究觀點開拓了地球科學研究的深度和廣度，是地球科學領域中的一場革命。

板塊構造學還存在一些有待解決的難題。板塊構造說對於板塊構造活動總的輪廓已比較清楚，但具體作用過程和細節還不十分明確；對板塊動力學的確定依然有困難；對板塊內部的構造和岩漿活動研究不足；對板塊俯衝、消亡及伴隨的岩漿活動、邊緣盆地起源等還了解不夠；還不能圓滿地解釋大陸岩石圈的成因和演化。

相關資料

60年代初美國地質學家赫斯和迪茨在古地磁學研究的基礎上提出了海底擴張說，隨後英國的瓦因和馬修斯通過海底磁異常的研究，對海底擴張說作了進一步論證，論述了地殼的產生和消亡，並得到深海鑽探的驗證。1965年加拿大人威爾遜建立轉換斷層概念，並首先指出，連綿不絕的活動帶網路，將地球表層劃分為若干剛性板塊。1967～1968年法國的勒皮雄、美國的麥肯齊將轉換斷層概念外延到球面上，定量地論述了板塊運動，確立了板塊構造學的基本原理。