論文摘要:大地構造學理論在中國發展不足100年,但在這短暫的時間內我們看到了中國地質學界的"百家爭鳴",看到了中國大地構造理論的日益豐富和繁榮。本文將結合世界大地構造理論發展的大體背景,重點介紹中國近百年間地質界產生的幾種主要觀點或代表性的學說,並就當前中國大地構造理論發展的現狀,提出一些個人的觀點。
19世紀中葉到20世紀中葉,隨著工業的發展,人類廣泛開展了礦產及區域地質研究,把地質科學推向更高的階段,並誕生了一門研究岩石圈的組成、結構、運動(包括變形和變位)及演化的一門綜合性很強的地質學分支學科—大地構造學。在大地構造學的發展史中,曾出現過許多學說,如收縮說、重力均衡說、對流說、脈動說、膨脹說、重力分異說、放射性旋迴說、振盪說、放射性熱 融化說等,我們為什麼要不斷髮展大地構造學理論呢?
我認為有以下幾點原因:大地構造理論有不少待完善的地方,尚需不斷地探索研究;由大地構造學在地質學中的重要地位決定的,每一次新的大地構造學理論的提出,常標誌著地質學進入一個更高水平階段;甚至,板塊構造學的提出被譽為地質學中一次偉大的革命。大地構造學研究與人們的生產、生活聯繫密切。煤、石油、天然氣、金屬礦產等等能源和礦產的勘探都需要大地構造學理論的指導,火山、地震、陷落、崩塌等對人類威脅極極大地自然災害,是地球運動無法避免的表現形式,只有運用大地構造理論探明地球的內部結構才能掌握其規律做到有效預報。
大地構造理論在中國的發展大致可以分為三個階段:20世紀以前的零星、分散的大陸地質調查,並在19世紀末形成“槽臺理論”,稱為中國大地構造理論研究的傳統階段;20世紀40年代初,以李四光為代表的地質力學理論,稱為中國大地構造理論研究的過度階段;20世紀初提出“大陸漂移假說”,20世紀70年代形成了板塊構造理論。20世紀後半葉進行的板塊理論完善和對地球深部動力系統的探索。
1 槽臺學說
1885年,E.修斯提出了地臺的概念。後來前蘇聯學者將地層厚度小而產狀平緩,地殼運動以整體上升下降為主的地區命名為地臺。1900年,法國E.奧格在其著作《地槽和大陸塊》中,明確地把地槽和地臺統一起來,作為地殼上的兩個基本構造單元。自此以後,地槽和地臺理論就作為相互聯繫的不可分割的完整學說形成和發展起來,稱為地槽地臺說,簡稱槽臺說。槽臺學說的基本觀點是認為地殼運動主要受垂直運動所控制,水平運動是次要的,地殼運動的動力來源是地球內部物質的重力分異作用,物質受熱變輕向上流動造成地表上升隆起,物質冷卻變重下沉則造成地表下降凹陷。
20世紀中葉,在槽臺說的基礎上,我國老一輩的地質學家提出了有創見性的大地構造學說,它們是黃汲清的“多旋迴構造運動說”和陳國達的“地窪學說”。
1.1 多旋迴構造運動說
黃汲清1945年指出:地槽的發展不是單旋迴的,而是多旋迴的。50年代黃汲清初步提出了中國深斷裂類型,並認為深斷裂也是多旋迴活動的。70年代以來,黃汲清進一步把多旋迴構造運動理論與板塊構造學說結合起來,認為板塊運動也是長期的、多旋迴發展的。
1.2 地窪學說
50年代末期,陳國達認為中生代以來地殼演化進入了新階段,其大地構造性質是一種新型活動區,是從地臺區向活動區轉化的產物。陳國達把這種新型活動區叫做“地窪區”,它是大陸殼發展演化的第三個構造單元。揭示了大陸殼的發展過程,並非如槽臺說認為的那樣,直線式的僅由地槽階段發展到地臺階段,而是多階段發展的。
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