波浪狀鑲嵌構造說

闡明地殼的波浪狀鑲嵌構造的格局、運動規律和形成機制的學說。中國張伯聲在1962年提出的一種大地構造假說。認為整個地殼是由規模不等的穩定塊體和活動帶鑲嵌而成，它們在空間上相間排列，成近等距的波浪狀。

基本介紹

• 中文名：波浪狀鑲嵌構造說
• 提出時間：1962年
• 提出人：張伯聲
• 國家：中國
• 屬於：一種大地構造假說
• 類別：全球構造假說

簡介

地殼波浪狀鑲嵌構造理論是中國科學院院士張伯聲教

授於50年代末創立的一種新全球構造假說，是中國五大構造學派之一。這一理論不但揭示了地殼構造運動的基本規律，而且在自然科學哲學方面還提出了一個重要的命題，即物質的基本運動形式是波浪狀的。這無論是對地球科學還是對其他自然科學都有極其深遠的理論意義和重要的現實意義。

波浪狀鑲嵌構造說

具體介紹

一種闡明地殼的統一構造格局及地殼運動規律的假說。由張伯聲於1962年提出。它認為，整個地殼的構造是由大小不同的地殼塊體和大小不同的活動帶鑲嵌而成的複雜構造圖案，稱為地殼的鑲嵌構造。同一級別的活動帶與地塊帶相間分布,在構造地貌上顯示峰-谷起伏及疏-密相間，並具有近等間距性,稱為波浪狀構造。全球地殼表現為幾個系統的一級套一級的活動帶與地塊帶的定蓑排列，因而在幾個方向上表現出一級套一級的波浪狀構造。地殼幾個系統的、從巨觀到微觀級級相套的地殼波浪狀構造的交織與疊加，形成了十分複雜、但有一定規律的地殼的波浪狀鑲嵌構造。

創立

1959年張伯聲通過對中國華北和華南地質發展異同的分析，提出了“天平式運動”的概念，認為相鄰二地殼塊體在各地史時期內都以它們之間的活動帶為支點帶作天平式的擺動，同時支點帶本身也作激烈的波狀運動，並認為，這種“天平式運動”（後改稱“天平式擺動”）具有普遍性。1962年，張伯聲提出了“鑲嵌的地殼”的觀點，認為整個地殼是由大小不同級別的活動帶將其分割為大小不同級別的地殼塊體，然後再把它們焊接（或鑲嵌）起來的構造，並稱之為地殼的鑲嵌構造。1964年張伯聲建立了地殼波浪運動的概念，並指出全球地殼有四大波浪系統,即北冰洋-南極洲波系，太平洋-歐非波系,印度洋-北美波系和南大西洋-西伯利亞波系。這一概念建立在地球脈動說的基礎之上，是地球四面體理論(見四面體說)的發展和更新，因而被稱為“新四面體理論”。

基本內容

①地殼中相對穩定和具有相對獨立性的、一般不呈單向延伸的塊體稱為鑲嵌地塊。各級鑲嵌地塊由於受到幾個方向的活動帶的切割與圍限，多呈斜方形，或三角形或多邊形。鑲嵌地塊按級別大小,通常分為:大陸殼-大洋殼規模的殼塊，洲-洋規模的巨地塊，以及再次級、更次級……的地台、地塊、山塊、岩塊、石塊、礦物顆粒等。活動帶是地殼上相對活動的、具帶狀或線狀延伸的構造單元。在特定條件下，活動帶和鑲嵌地塊可以互相轉化。地殼上的活動帶只表現出為數不多的幾個方向（同一地區一般只明顯表現出2個或3個構造方向，最多不超過 6個）。活動帶的規模大者為寬數百至數千公里、延伸上萬公里內含有大量次級和更次級的鑲嵌地塊與活動帶的環球性構造活動帶，小者如寬數米至數十米的劈理帶以及更小的岩石節理、礦物解理等。

②大小不同級別的鑲嵌地塊分別在不同級別的活動帶兩側一直進行著一上一下或一左一右的往返剪錯運動，或作一前一後的周期性推拉運動，從而形成一級套一級的地殼波浪(見圖)。地塊之間的往返剪錯運動形成正弦曲線狀的地殼橫波，它又可分為由一上一下地往返剪錯形成的“蠶行式”地殼波浪及由一左一右地往返剪錯形成的“蛇行式”地殼波浪；地塊之間的周期性推拉運動形成一疏一密的地殼縱波，又叫做“蠕行式”地殼波浪。

③全球 X型共軛構造網路疊加於四大地殼波系之上，使全球地殼形成以斜向為主的波浪狀鑲嵌構造格局。由於地殼波浪的級級相套，從而導致它們相互交織、疊加後形成的鑲嵌構造也級級相套，即高一級的地殼塊體可分為次一級的活動帶和次一級的塊體，高一級的活動帶內也包含著許多次一級的活動帶及許多小型地殼塊體。全球第一級的鑲嵌構造是環太平洋、特提斯兩個環球性活動帶與北大陸(勞亞古陸)、岡瓦納古陸、太平洋 3個巨大地塊（後改稱“殼塊”）的鑲嵌。最低級別的鑲嵌構造見於顯微鏡下。活動帶、岩漿帶、沉積帶、變質帶以及成礦帶等空間分布的近等間距性及其交織、疊加和干涉的特徵，都是石化了的地殼波浪遺蹟。

④地殼在演化過程中進行著周期性的收縮與膨脹相結合而以收縮為其主要趨勢的脈動。這種脈動是大周期中套有次級、更次級小周期的駐波運動，因而地球的演化呈現出“準球體－負準四面體－準球體－正準四面體……”的反覆變換，從而周期性的激發全球四大地殼波浪系統的活動,使全球造山帶的分布具有規律性,造山運動具有旋迴性。脈動又導致自轉速率的周期性變更，從而產生全球X型共軛構造網路。

⑤地球的多級駐波式脈動，是大陸起源和演化的根本驅動機制，因而也是多數全球性重大地質事件的共同起因。例如，早期陸核的分布特徵，恰恰反映了第一代和第二代準四面體（第一代為負準四面體）的頂點所在位置；北大陸地殼成熟度普遍高於南大陸，恰是它們屬於不同世代的證明；南極洲和北冰洋的對趾性，表明地殼演化中先在性對後期地表形態的影響；全球性海進事件多與冷事件近乎同時，是準球體階段的產物，此時洋-陸地貌差異減小，地球因膨脹而吸熱;全球性海退事件、熱事件以及造山運動、推覆構造等近於同時，是準四面體（無論正、負）階段的產物,此時洋-陸地貌差異增大，水平擠壓力增大，地球因收縮而放熱；正、負準四面體的變換又導致了全球裂谷系作半球規模的周期性轉換以及次一級的海水進退的半球性變更；地磁極性呈“多變-不變（正向）-多變-不變（反向）”的階段性反覆,恰是地球演化的駐波運動模式“準球體-負準四面體-準球體－正準四面體”形態轉換對外核液態電離層形態的制約而導致的磁效應；磁極在準球體階段的多變，是次級駐波運動所造成的次級正、負準四面體的反覆變更的結果，因為磁極反覆多變階段的磁場強度一般均小於磁極持續長期不變階段的磁場強度。

問題與展望

波浪狀鑲嵌構造說對中國大陸內部地殼構造的波浪狀演化特徵研究較多,而對洋-陸邊緣附近構造特徵的研究比較薄弱，模擬實驗及定量化研究也較欠缺，對地殼以下的深部研究和認識還很不夠。在今後的研究中以下問題將是它首先遇到和需要解決的：①上地幔的波動；②地球的脈動式演化同各圈層的形成與演化的關係；③拉長與壓縮構造（即裂谷與推覆構造）在時間上和空間上的波動式互換；④地球駐波運動與地磁極性倒傳的必然聯繫及其細節；⑤氣候變遷或波動的細節及其同海侵-海退、造山和岩漿事件相耦合的程度;⑥地球化學旋迴同成礦作用的時空波動規律；⑦災變事件的周期性及其同更大體系波動式演化的關係。

參考書目

張伯聲著：《中國地殼的波浪狀鑲嵌構造》，科學出版社，北京，1980。 　張伯聲著：《張伯聲地質文集》，陝西科學技術出版社，西安，1984。