什么是板块构造学说

第三节　什么是板块构造学说

板块构造学说是在大量海洋地质、地球物理和海底地貌等资料分析的基础上，从大陆漂移、海底扩张学说逐步发展、建立起来的一种新的大地构造理论。它认为岩石圈的构造单元是板块，板块的边界是洋中脊、转换断层、俯冲带和地缝合线。由于地幔的对流，板块在洋中脊分离、扩大，在俯冲带和地缝合线处下冲、消失。

按照板块构造学说，全球被划分为欧亚板块、太平洋板块、美洲板块、非洲板块、印度洋板块和南极板块6大板块（外层地壳中紧挨地幔顶端的坚硬物质层）；其间还有一些小板块，如可可板块、智利板块等。所有这些板块都漂浮在具有流动性的地幔软层上。随着软流层的运动，各个板块会发生相应的水平运动。据地质学家估计，大板块每年可以移动1厘米~ 6厘米距离。

图中的蓝线标记了板块边界，红色三角形则是活火山的标志，而图中的黄点则标出了最近发生过地震的地区。

板块构造示意图

板块构造理论强调的是板块的大规模水平运动。在运动过程中，板块可以产生、生长、消亡，而且这种变化可以定量预测。

不同板块相遇时所产生的相互作用一般有以下四种形式：如果两个板块相互远离，会形成洋中脊或大陆脊，具体取决于两板块相遇地点是在海洋下还是在陆地下。两板块分离时，岩流圈以下的地幔岩石会流入两板块间的真空地带。此时的压力水平不是很高，因而地幔岩石可以熔化，并形成岩浆。如果岩浆从中流出，就会冷却、硬化，并形成新生的地壳。这样，板块分离所产生的缝隙就得以填充。这种岩浆产生的过程称为扩散中心火山作用。

当两板块相撞时，其中一个板块可能会被挤压到另一个板块下方，从而会沉陷到地幔当中。这一过程称为潜没，一般会形成海沟（一种极深的沟壑，通常在海底）。如果坚硬的岩石圈陷入高温、高压的地幔当中，其自身温度也会升高。很多科学家认为沉陷的岩石圈在这一深度下不会熔化，但高温和高压的环境会使水分（表面水分和水化矿质中的水分）被排出板块，并进入上面的地幔层。在这种楔形结构中，水含量的提高会导致地幔岩石的熔点降低，进而可以熔化为岩浆。这种岩浆的生成方式称为潜没区域火山作用。

如果两板块相撞，而双方都不能潜没到另一方之下，就像两辆汽车在相撞时那样，这时，地壳物质就会发生“褶皱”，继而形成隆起的山峰。这一过程不会产生火山。但这种类型的板块边界将来可能会演变为潜没区域。

还有一些板块在相向移动时，既不会相互挤压也不会相互牵连。这种转型板块边界很少引发火山活动。

岩浆也可以从岩石圈中部以下被推挤到上方，但与生成于板块边界附近的岩浆相比，这种现象不算常见。通常这种板块间火山活动的起因是，某些异常高温的地幔物质形成于地幔中较低位置，而后被推挤到地幔中较高的位置上。地幔物质会呈现出一个羽状形态，宽度约为500千米至1000千米，地幔物质在向上涌动的过程中会产生一个热点，它位于地表某一定点的下方。由于这种地幔物质的热量奇高，它会熔化并在地壳下形成岩浆。热点本身是静止不动的；但如果大陆板块移动时经过这些热点区域时，在岩浆的作用下就会产生一个火山群，成为板块的一部分并随着板块一起移动。但板块下面的热点仍然留在原地。夏威夷火山群就是由这样的热点所产生的，它们的历史至少有7000万年。

火山爆发形成的火山岩

在上述几个过程中形成的岩浆，后来又怎么样了呢？我们看到，洋中脊附近生成的岩浆会硬化并形成新的地壳物质，因而形成不了具有喷发能力的陆地火山。大陆脊区域的岩浆有时虽然能够喷射到陆地上，但这种情况并不常见，所以大多数陆地火山是由潜没区域火山作用和热点火山作用产生的。

当固态岩石变为具有流动性的岩石物质时，其密度就会低于周围的固态岩石。由于存在这一密度差，岩浆就会在强大外力的作用下喷涌而上（气球中的氢气在密度更高的气体环境中漂浮而上，石油在密度更高的水环境中喷涌而上，都是这个道理）。在岩浆喷涌而上的过程中，强大的热力会熔化一些岩石，使其掺入到岩浆中，形成岩浆混合物，而岩浆会持续地穿过地壳向上运动，直至来自周围固态岩石向下的压力超过向上的压力。此时，岩浆会聚集在地表下的岩浆囊中。如果岩浆的压力高达某一水平，或是地壳中产生了裂缝，这些熔融态的岩石就会从地表喷出，冷却后形成火山。

板块构造理论很好地阐释了地磁、地震、地热、火山、岩浆活动、变质作用、矿产形成、生物演变、大洋形成、洋底地形、洋底年龄、造山运动等众多地质现象和问题。从地质学发端以来，还没有哪一种综合性理论，能如此简单明了地解释如此众多的事实。板块构造学说的诞生，是地学史上的划时代事件。因为它改变了人们的传统地球观。