地质学的新阶段及板块构造学说

　　20世纪60年代发生的地学革命,特别是板块构造学说的兴起及其对一系列地质分支学科的影响,使整个地质学和地球观发生了深刻的变化,这个变化在继续发展。60年代以来,出现了地质学发展的新阶段。

　　以板块构造学说为中心的地学革命引发和推动了许多地质学科的革新。20世纪60年代以前是板块学说的准备时期。板块学说是以活动论和大陆漂移说为前提,以海底地质和古地磁的发现为前导的。20世纪初,英国J.默里等已做出了大西洋洋底地貌图。美国R.A.戴利和荷兰的P.H.奎年先后发现和研究了深海浊流沉积。F.P.谢泼德(1948,1962)总结了海底地质和地貌。50年代美国B.C.希曾出版了《海底》一书,提出洋脊和全球裂谷系的观念。50年代英国的P.M.S.布莱克特和S.K.朗科恩发现了古磁极随时代发生系统位移的现象,有力地支持了大陆漂移说。40年代H.贝尼奥夫研究了深源地震分布带,发现了自洋向陆约45°的贝尼奥夫带倾斜面。1964年E.C.布拉德用计算机拼合出联合大陆图。所有这些都为板块学说的提出准备了条件。

　　60年代是板块学说的建立期。60年代初,美国的H.H.赫斯根据洋底磁条带、环太平洋岛弧,海沟及其与火山、地震活动的关系以及洋脊系统及其裂谷的属性,提出了海底扩张理论。1965年英国的E.J.瓦因等对海底磁异常条带成因作出了合理的解释。1965年J.T.威尔逊提出转换断层的概念,并首次使用板块(plate)一词,再经W.J.摩根和X.勒皮雄的补充,形成了完整的板块构造学说。它将地球表面分为若干个大小不等的板块,其边界或为新地壳形成的洋底隆起,或为地壳削减的海沟,或为地壳不增不减的转换断层,板块下界大致为约100公里深的地幔低速层,构成软流圈的顶界,其上则称岩石圈。

　　板块学说提出后,70年代掀起对许多主要地质问题重新评价和解释的高潮,大陆上的盆地沉积、岩浆活动、造山带以及古生物地理等,特别是古板块的边界和古大陆再造等方面,成为地质学重要的研究内容。美国C.L.德雷克首先注意到大陆边缘地质。英国J.F.杜威注意把地槽造山带与板块学说的结合,研究了欧美各大造山带。日本上田诚也提出了太平洋型的造山带,都城秋穗研究了日本板块,提出岛弧火山岩序列。英国A.海勒姆把古生物地理同板块构造联系起来。最后,美国的A.M.齐格勒和C.R.斯科泰塞根据古地磁、古气候等资料做出了古大陆系列再造图。K.C.康迪以板块观点对全球构造作了综合论述。在80年代,他根据北美西部大陆边缘构造的研究,提出了地体概念,以原本不相连接的地体拼合增生,解释复杂的造山带,使板块构造取得进一步的发展。

　　地学革命和新概念的建立还表现在生物史和地球史的认识方面。60年代纽厄尔分析了生物界在地质时期的大量绝灭问题。在生物演化方面,渐变与突变的关系及其相对重要性一直存在争论。70年代美国的N.埃尔德雷奇和S.J.古尔德提出了间断平衡论,以突变和渐变的相互交替说明生物演化的总过程。德国的O.H.申德沃尔夫于1963年提出新灾变论,用地球以外的因素解释生物大量绝灭事件。地球以外因素的周期性规律也被用以解释地史发展中的旋回和阶段划分现象。

　　80年代同位素测年技术不断取得古老的岩矿年龄值,将地质史的研究推向远古,引发了人们研究地球早期历史的兴趣。化石处理技术、地球物理探测和岩矿实验技术的提高,开拓了深部地质的研究领域,也为探讨地球早期生物界及环境条件提供了手段。美国的J.W.肖普夫对前寒武纪的生物界进行了总结,英国的B.F.温德利和加拿大的A.M.古德温对早期大陆地壳的发展作了综合的探讨,特别对高级变质区和花岗岩-绿岩带作了研究。德国的A.罗吕纳着重讨论了板块机制应用于早期地质的问题,认为与现代可相类比的板块运动大约开始于晚元古代。

　　在中国70年代尹赞勋和李春昱介绍和引进了板块构造学说。在黄汲清的指导下,任纪舜等结合板块构造观点编制了 1:400万中国大地构造图。李春昱等以板块理论为指导,编制了1:800万亚洲大地构造图。80年代,张文佑以断块学说为主,吸收板块思想,编制了1:500万中国海陆大地构造图。1986年杨遵仪、程裕淇、王鸿祯合著《中国地质》,在系统论述地层和岩浆活动的基础上,以活动论板块观点和阶段论的观点解释了中国地质构造发展史。

　　从70年代以来,中国地质学者积极参加了国际合作对比计划和岩石圈计划的学术活动,在青藏地质和前寒武纪地质的研究方面取得了重要成果,推动了中国地质科学与国际地质科学共同前进。