板块构造理论
出处：按学科分类—自然科学总论 北京出版社《现代科技综述大辞典上》第585页（4550字）
是定量描述地球表层运动的新兴大地构造理论。
它使地球科学家第1次比较成功地回答了地球是怎样活动的问题，为解释全球地质作用提供了颇有成效的格架。1912年，德国魏格纳首先提出了大陆漂移说。1961～1962年，美国赫斯(H．H．Hess)和迪茨(R．S．Dietz)在大陆漂移和地幔对流说的基础上创立海底扩张说，认为洋底处于生长、扩张和俯冲的过程中。1963年，瓦因(F．J．Vine)和马修斯(D．H．Matthews)运用海底扩张说提出解释海底条带状磁异常的模式。1965～1968年，瓦因、威尔逊(J．T．Wilson)、海茨勒(J．R．Heirtzlet)等通过海底磁异常的研究为海底扩张提供了重要证据。1965年威尔逊建立转换断层概念。
他首先提出，转换断层把扩张中心及俯冲汇聚边界相互连接起来，构成环绕全球的连绵不绝的网络，将地球表层划分为若干刚性板块。1967～1968年，摩根(W．J．Morgan)、麦肯齐(D．P．McKenzie)和帕克(R．L．Parker)将转换断层概念外延到球面上，定量地论述了全球板块的运动。
1968年，勒皮雄(X．LePichon)在摩根等人工作的基础上进一步论证了板块运动的几何学及板块运动造成的后果。同年，艾萨克斯(B．Isacks)等阐明了地震与板块活动之间的联系。1969年，麦肯齐和摩根讨论了板块三联点的演化问题。1968年开始实施的深海钻探计划，从深洋底采集岩样，测定年龄，为海底扩张和板块构造说提供了强有力的证据。
20世纪60年代晚期至70年代前半期，板块构造理论迅速渗透进地质学的许多领域，使地质学的面貌焕然一新。1966～1968年威尔逊提出洋盆开合的发展旋回，为板块构造角度研究造山运动和大陆地质历史问题，提供了一个有用的框架。1969～1970年，汉密尔顿(W．Hamilton)指出南、北美洲西缘造山带的发育与板块俯冲有关，乌拉尔山脉则是西伯利亚和俄罗斯陆块间的碰撞带。1969～1972年，杜威(J．F．Dewey)、伯德(J．M．Bird)、迪金森(W．R．Dickinson)等进一步阐明了地槽演化、造山运动与板块构造的关系。1970～1973年，迪金森、康迪(K．C．Condie)等将岛弧火山岩中碱含量向大陆方向递增的现象纳入板块俯冲构造的框架中。1971～1973年，都城秋穗、厄恩斯特(W．G．Ernst)将双变质带的发育与板块构造联系起来。
1971年，许靖华(K．J．Hsü)将加利福尼亚的弗兰西斯科统解释为产于上覆板块前缘的混杂岩体。1974年，迪金森讨论了板块构造与沉积作用的联系。
60年代晚期至70年代早期，科尔曼(R．G．Coleman)及其他许多学者已认识到山脉中的蛇绿岩套是残存的大洋岩石圈碎片。1973～1975年，都城秋穗进一步指出蛇绿岩套可起源于不同的环境。
迪金森在1971～1972年还强调运用岩石学资料可以识别古大地构造环境。上列成果促进了岩石学、构造学、地史学等学科的革新，也推动了陆上古板块构造的研究。
1971年，斯克莱特(J．G．Sclater)等论证了洋底水深是洋底年龄的函数。1973年，皮特曼(W．C．PitmanⅢ)等提出扩张速率变化导致扩张脊体积增减，进而可引起海侵和海退。1971年，卡里格(D．E．Karig)论述了边缘盆地的弧后扩张成因。1963年威尔逊就曾提出，夏威夷－天皇海岭及其他一些无震海岭是岩石圈越过固定火山源(即热点)的产物。
1971年摩根进一步指出，这种固定火山源乃是来自地幔深部的热柱(称为地幔柱)。热点－地幔柱的概念被用来研究板内岩浆活动、板块的绝对运动及驱动机制。
70年代后半期以来，板块构造理论进一步发展。在板块扩张的研究方面，1980年，海伊(R．Hey)通过对洋底磁异常的详细分析，发现一些以转换断层为界的扩张脊分段，其端部可以伸长或退缩。
他将向前伸展的裂谷称为前展性裂谷。1982年，通过精密的海底测深发现东太平洋海隆有几处扩张脊端部相互错开，其间并没有转换断层相连接，两脊轴自由端彼此相向弯曲，并列在一起。1983年麦克唐纳(K．C．MacDonald)等将这种形态特征命名为重叠扩张中心。1988年麦克唐纳进一步指出，重叠扩张中心、前展性裂谷及转换断层等不连续构造，使扩张脊呈现出明显的分段性。
不连续构造附近(即扩张脊分段的端部)与分段中部相比，脊轴水深较大，地壳较薄。地震和岩石化学资料表明各分段可能下伏着分隔的岩浆房。
1974年，皮特曼等根据洋底磁异常编制了第一幅世界大洋洋底年龄图。1985年，拉森(R．L．Larson)等对此图作了修订，将澳大利亚与南极洲之间海域的最老洋底年龄从5300万年前移至约9500万年，从而使澳大利亚裂离南极洲的年代大大提前。还发现印度洋的年龄并不比大西洋年青。
在汇聚边界的研究方面，70年代晚期和80年代的深海钻探发现，一些俯冲带缺失增生楔，可见西利(D．R．Seely)等1974年提出的俯冲增生模式并不适用于所有俯冲带。
1988～1989年，通过对岛弧火山岩中10Be含量的测定，进一步证明高10Be含量的大洋沉积物已潜入俯冲带，致使10Be进入火山弧的岩浆源中。地震和磁测资料提示一些海山已俯冲至增生楔之下。秘鲁海沟等地的深海钻探成果，支持上覆板块前缘遭受俯冲侵蚀，致使原火山弧岩石见于今日的弧前区。
俯冲增生与俯冲侵蚀，弧后挤压与弧后扩张等对立现象并存，显示了俯冲带的多样性和复杂性。
1979～1983年，上田诚也等论述了智利型(高应力型)和马里亚纳型(低压力型)两种俯冲带极端类型。杜威在1980年则划分了压性弧、中性弧和张性弧。
对大陆碰撞带的研究，1975～1986年莫尔纳(P．Molnar)和塔庞尼尔(P．Tapponniier)提出平面应变的滑移线场模式，认为印度作为刚性体挤入导致西藏地区形成南北走向的拉伸构造及更广大地区沿走滑断层的侧向挤出现象。1982年，常承法等指出，青藏高原地区地壳加厚与大规模抬升，与地壳楔片的相互冲掩叠覆有关。
在板块划分和板块运动的研究方面，除早已认识到大陆碰撞带镶嵌着微板块，还发现大洋中脊顶部以扩张中心为界的微板块(如复活节岛微板块)，弧后扩张中心与海沟之间的岛弧微板块(如马里亚纳微板块)，以及斜向俯冲引起的平行于海沟的走滑断层与海沟之间的弧前微板块。1985年威恩斯(D．A．Wiens)等指出，早先所划出的印度板块可划分为独立的印度板块和澳大利亚板块，两者之间的边界沿赤道附近近东西向展布。
1990年，戈登(R．G．Gordon)等进一步论证了澳大利亚板块相对于印度板块作逆时针旋转，其边界东段伴有沿走滑断层的构造挤出现象，从而认为在大洋岩石圈内也存在着宽阔的散漫型边界。第一代现代板块相对运动模型是勒皮雄于1968年建立的。
1978年明斯特(J．B．Minster)和乔丹(H．Jordan)建立的RM2模型及同年蔡斯(C．Chase)建立的P071模型曾被广泛引用。1990年，德梅茨(C．DeMets)等采用22个板块边界上的1122个数据建立了新的现代板块运动模型(NUVEL－1模型)，其精度大大超过以往的模型。
80年代中期，空间大地测量的首批成果为大陆漂移和板块运动提供了直接的证据。1978～1988年卫星激光测距测得5个板块12个测站间的运动速率，与按NUVE－1模型计算得出的速率十分接近。1989年，佐巴克(M．L．Zoback)等基于大量应力测量成果编制了世界应力图，显示最大水平压应力方向常与板块绝对运动方向一致，表明板块边界力可能是控制板内应力场的重要因素。
80年代初期以来，地体分析法被广泛用于造山研究中，豪厄尔(D．G．Howell)等认为，造山带是由经历过长距离运移的各种地体拼贴而成(见“构造地层地体分析”)。
各方面资料表明，中国大陆乃是众多地块的拼合镶嵌体。1984～1987年，森格(A．M．C．Sengör)指出，包括土耳其、伊朗、西藏等在内的基墨里大陆，在古生代末期至中生代早期从冈瓦纳北缘裂出，向北漂移然后拼合于北方大陆，伴随着北侧古特提斯洋的关闭和南侧新特提斯洋的张开。1990年森格论述了造山运动与板块构造学的关系，从板块角度对造山带作了系统的分类。
尽管80年代以来地震层析术、卫星重力测量等新技术的发展推进了板块驱动机制的研究，但驱动机制依然是板块理论中悬而未决的难题。板块动力学问题将继续是板块理论研究的前沿。以板块理论为基础，建立能用于找矿预测的区域性地球动力学模型，显然具有重大的实际意义。
运用新技术手段深入研究各类板块边缘的现代作用过程，可望解决涉及板缘活动的各种遗留问题。
。【参考文献】：
1 Wilson J T. Nature, 1965,207:343～347
2 Morgan W J. Jour Geophys, Res, 1968,73:1959～1982
3 Dewey J F Bird J M. J Geophys Res,1970,75
4 Uyeda S Kanamori H. J Geophys Res,1979,84:1049～1061
5 Howell D G,et al. (Editors) .Proceedings of the Circum - Pacific Terrane Conference, Stanford California: Stanford University, 1983,1 ～ 9
6 MacDonald KC,et al. Nature, 1988,335 : 217～225
7 DeMets C, et al. Geophys,J Int,1990,101(3) :425～4798
8 Hilde T W C, Carlson R L. (Editors), Tectonophysics, 1991,187(l～3)il～344
9 Hilde T W C, Carlson R L. (Editors), Tectonophysics, 1991,187(1～3):1～344
(同济大学金性春副教授撰；劳秋元教授审)