關(guān)于地球起源與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)動(dòng)力的簡單探索

■沙如華

（南通創(chuàng)維測(cè)繪有限公司江蘇南通226300）

關(guān)于地球起源與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)動(dòng)力的簡單探索

■沙如華

（南通創(chuàng)維測(cè)繪有限公司江蘇南通226300）

承襲筆者的宇宙探索，地球的起源就是宇宙空間一個(gè)小小的單個(gè)天體運(yùn)動(dòng)體系，就是組成地球的一團(tuán)物質(zhì)，在宇宙運(yùn)動(dòng)的散熱降溫進(jìn)程中，不斷的耗散自身的能量，從“氣態(tài)”的星云團(tuán)到液態(tài)的巖漿地球，再到固態(tài)的巖石地球，不斷地冷卻收縮堆積，形成了今天的地球。圍繞宇宙運(yùn)動(dòng)能量耗散與散熱降溫的運(yùn)動(dòng)主題，地球自身也衍生了特有的演化活動(dòng)。

1　對(duì)巖漿地球的簡單探索

灼熱的液態(tài)巖漿地球是固態(tài)地球的前身，是液態(tài)巖漿地球通過散熱降溫逐漸冷卻凝而來的，這是一個(gè)確定性的事件，只有在確定了這樣的主題狀況后，圍繞這個(gè)主題的探索才具有確定性的現(xiàn)實(shí)意義。

1.1巖漿地球的分異演化

巖漿地球的散熱從地球的內(nèi)部中心呈球形向外部空間發(fā)散，這是一個(gè)長期的漸進(jìn)性活動(dòng)，這個(gè)活動(dòng)使得巖漿地球的總體熱量處在不斷的減少之中，巖漿地球的整體溫度也處在逐漸的降低進(jìn)程中，散熱狀況使巖漿地球自身由內(nèi)部向外形成了相應(yīng)的地?zé)崃鳡顩r，散熱有兩種方式，一是熱對(duì)流，另一是熱傳導(dǎo)，在巖漿地球處于高溫狀態(tài)時(shí)，散熱現(xiàn)象以熱對(duì)流為主，在總體溫度下降后，漸漸向熱傳導(dǎo)的方式發(fā)展，在熱對(duì)流作用控制下的物質(zhì)移動(dòng)現(xiàn)象，使組成地球的物質(zhì)向上產(chǎn)生了相應(yīng)的熱浮力，配合液態(tài)巖漿地球的重力分異狀況，巖漿地球產(chǎn)生了相應(yīng)的分異，一方面，比重相對(duì)大的物質(zhì)不斷下沉，并隨熱浮力的逐漸減小，在相應(yīng)的深度逐漸沉積，比重相對(duì)輕的物質(zhì)則不斷上浮。在巖漿地球散熱降溫的進(jìn)程中，隨著整體溫度的漸進(jìn)性下降，不同的物質(zhì)，根據(jù)各自的比重，由重到輕，由下往上依次沉積，巖漿地球由此形成了相應(yīng)的層狀結(jié)構(gòu)，這個(gè)層狀結(jié)構(gòu)隨巖漿地球的總體降溫逐漸趨于穩(wěn)定狀態(tài)，層狀結(jié)構(gòu)圍繞地球的中心形成，地球由此形成了相應(yīng)的圈層結(jié)構(gòu)，這個(gè)圈層結(jié)構(gòu)最終發(fā)展成為固體地球的巖石圈。

在巖漿地球分異演化的進(jìn)程中，比重最小，熔點(diǎn)最低的物質(zhì)始終飄浮在巖漿地球的最表面，在最后，由于其數(shù)量不足以再構(gòu)成一個(gè)完整的球狀地層，只能在其下的母質(zhì)表層之上，形成了相應(yīng)的飄浮層，這些飄浮層的存在導(dǎo)致了巖漿地球表面組成物質(zhì)的區(qū)域性差異，由于這個(gè)區(qū)域性差異的產(chǎn)生，巖漿地球表面冷凝固結(jié)時(shí)，它們不能同時(shí)進(jìn)入冷凝狀態(tài)，出現(xiàn)了時(shí)間先后的差異現(xiàn)象，這種狀況導(dǎo)致了地球表面兩大類地殼的產(chǎn)生，地球的演化活動(dòng)從此產(chǎn)生了進(jìn)一步的分化狀況。

1.2原生地殼的生成

巖漿地球的冷凝固結(jié)首先發(fā)生在冷凝點(diǎn)相對(duì)高的飄浮層以外的區(qū)域，巖石的熔點(diǎn)就是相應(yīng)巖漿的冷凝點(diǎn)，最早的固體地殼是由巖漿地球表面原生巖漿直接冷凝形成的，最初的巖漿巖構(gòu)成了原生地殼。原生地殼不是一次性快速形成的，它隨巖漿地球總體溫度的漸進(jìn)性下降而緩慢發(fā)展，這是一個(gè)相對(duì)緩慢的進(jìn)程，當(dāng)巖漿地球整體溫度從高溫向低溫逐漸發(fā)展時(shí)，表面巖漿的冷凝處于由液態(tài)→塑性態(tài)→固態(tài)的漸進(jìn)性發(fā)展進(jìn)程，這也是所有原生巖漿巖生成的基本方式，冷凝速度取決于地球的整個(gè)溫度狀況，表層巖漿的冷凝具有相應(yīng)的全球?qū)傩?，?dāng)表層巖漿全部冷凝時(shí)，一個(gè)固體的地球就相對(duì)生成，那些未凝固的飄浮層區(qū)域，相當(dāng)于固體的球殼上存在幾個(gè)“軟斑”而已。飄浮層是由比表層母質(zhì)輕的低熔點(diǎn)熔融物質(zhì)構(gòu)成的，在巖漿地球表面，它們存在著大范圍的差異狀況，但在相應(yīng)的接合部位，物質(zhì)的組成成分并不存在突變狀況，存在相應(yīng)的漸變過渡區(qū)域，這個(gè)區(qū)域成為表層巖漿冷凝固結(jié)的緩沖區(qū)域，它們環(huán)繞著飄浮層存在，在表層巖漿冷凝固結(jié)時(shí)，固體表層與液態(tài)飄浮層間的形成了相應(yīng)的液→塑→固過渡地帶，隨著巖漿地球整體溫度的繼續(xù)下降，飄浮層也逐漸冷凝固結(jié)，具有固體球殼的地球至此正式成型，這就是今天地球的確定性起始狀態(tài)。

1.3大陸地殼與大洋地殼

很簡單，液態(tài)的巖漿地球，在散熱降溫進(jìn)程中，隨著整體溫度的漸進(jìn)性下降，表面率先冷凝固結(jié)，形成了固態(tài)的地球球殼，這就是固體地球的簡單來源。但是，從總體上看，巖漿地球表層從冷凝開始到完全固結(jié)存在相應(yīng)的降溫溫差，再到飄浮層的冷凝固結(jié)，也存在相應(yīng)的溫差，這個(gè)溫差的存在將導(dǎo)致了地球整體上的冷卻收縮，由于固體的巖石是熱的不良導(dǎo)體，當(dāng)固體的球殼生成后，地球內(nèi)部熱量散發(fā)受到了相應(yīng)的阻礙，巨大的地球內(nèi)部，存在足夠的熱量，它們都通過地球表面向空間散發(fā)，隨著地球表面的冷凝固結(jié)，當(dāng)?shù)貧だ鋮s收縮時(shí)，內(nèi)部巖漿不能及時(shí)散熱降溫，總體積不能與外表球殼保持同步冷卻收縮，產(chǎn)生了相應(yīng)的收縮差，這個(gè)收縮差使固體球殼對(duì)內(nèi)部巖漿產(chǎn)生了相應(yīng)的收縮擠壓力，這個(gè)收縮擠壓力通過內(nèi)部液態(tài)巖漿的液壓傳遞，均勻反作用與所有地殼的底部，形成了相應(yīng)的漲壓力，這個(gè)漲壓力反過來阻止了固體球殼的收縮進(jìn)程。對(duì)于均一的液態(tài)巖漿地球來說，在地球重力均衡作用下，其表面處在相應(yīng)的水平面狀態(tài)，由于飄浮層區(qū)域構(gòu)成物質(zhì)比重相對(duì)輕，它們的表面向上相對(duì)凸起，通過增加飄浮層的自重維持地球重力的均衡現(xiàn)象。在表層地殼形成后，飄浮層未凝結(jié)，仍然處在液態(tài)，當(dāng)表層球殼冷卻收縮時(shí)，仍然具有流變性的飄浮層區(qū)域進(jìn)一步向上凸起，一方面釋放了相應(yīng)的收縮量，另一方面，飄浮層抬升由此增加了相應(yīng)的自重，保持了相應(yīng)的均衡狀態(tài)，這個(gè)相對(duì)增加的自重就是表層地殼底部受到的漲壓力。在飄浮層冷凝之前，表層球殼在降溫進(jìn)程中不斷地冷卻收縮，所帶來的收縮量也通過飄浮層的抬升來實(shí)時(shí)釋放，并且處于相應(yīng)的動(dòng)態(tài)平衡之中。飄浮層的抬升產(chǎn)生在具有塑性的過渡帶內(nèi)，這個(gè)過渡帶環(huán)繞飄浮層。隨著地球整體降溫進(jìn)程的推進(jìn)，飄浮層也逐漸冷凝固結(jié)，在地球表面形成了相應(yīng)凸出的地臺(tái)地。在飄浮層冷凝固結(jié)以后，固體的地球正式成型，飄浮層區(qū)域在全球表面形成了相應(yīng)的凸出地臺(tái)，過渡帶區(qū)域構(gòu)成了相應(yīng)的坡地，這就是原始的固體地球，飄浮層區(qū)域就是原始的古大陸架地塊，過渡帶就是古大陸坡，除此以外廣大的表層區(qū)域就是古大洋地塊。

2　固體地球的簡單探索

固體的地球就是液態(tài)的巖漿地球表面具有了一個(gè)固態(tài)的球殼，隨著地球整體散熱降溫的進(jìn)程的漸進(jìn)性發(fā)展，巖漿的冷凝現(xiàn)象由表及里，不斷地向地球內(nèi)部發(fā)展，固體的球殼不斷增厚，并由此帶來了相應(yīng)的構(gòu)造演化活動(dòng)。

2.1地殼的冷凝生長

散熱降溫導(dǎo)致了巖漿地球表面的冷凝固結(jié)，生成了最早的原生地殼，隨著整體溫度的繼續(xù)下降，地殼底部巖漿也將逐漸依次進(jìn)入冷凝固結(jié)之中，地殼由此得以在降溫中，從底部向下冷凝生長，基于散熱降溫的連續(xù)性，從地表向下的溫度變化存在相應(yīng)的地?zé)崽荻?，地殼的生長不是一次性快速凝固的，同樣存在了液→塑→固的發(fā)展進(jìn)程，這個(gè)狀況在地殼的底部生成了一個(gè)液→塑→固過度地層，這個(gè)過度層就是固體球殼下的軟流圈，這個(gè)軟流圈在地球整體的降溫進(jìn)程逐漸由表及里，向地球的深部逐漸移動(dòng)，它移動(dòng)的速度取決于內(nèi)部熱量的散發(fā)速率，它存在的深度取決于降溫進(jìn)程及內(nèi)部壓力狀況。軟流圈對(duì)內(nèi)部的液體巖漿形成了全面的包裹，它的存在為地球構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和構(gòu)造活動(dòng)提供了完備的緩沖機(jī)制。

2.2地殼的堆積增生

在地球球殼生成后，此時(shí)的地球仍然存在足夠的高溫狀況，表面球殼在降溫中冷卻收縮，由于內(nèi)部巖漿不能及時(shí)散熱降溫與外部球殼同步收縮，球殼收縮對(duì)內(nèi)部巖漿形成了相應(yīng)的擠壓作用，這個(gè)作用通過內(nèi)部液態(tài)巖漿的液壓傳遞，均勻反作用于所有球殼的底部，對(duì)表面球殼形成了相應(yīng)的漲壓力，阻止了固體球的收縮進(jìn)程，固體的球殼通過自身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與內(nèi)部液態(tài)巖漿的漲壓力相抗衡，并在地球重力均衡作用下，處于相應(yīng)的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)之中。由于地球表面球殼不是一個(gè)均一結(jié)構(gòu)體，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度存在強(qiáng)弱之分，在同樣的漲壓力之下，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度小的地殼巖層在漲壓力作用下，從地球表面向上相對(duì)凸起，利用增加的自重，保持相應(yīng)的均衡狀態(tài)。固態(tài)的地殼巖層不同于液態(tài)的巖漿，凸起變形將影響固態(tài)巖層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，當(dāng)降溫繼續(xù)進(jìn)行時(shí)，收縮程度將逐漸增大，相應(yīng)地殼的變形狀況也逐漸發(fā)展，當(dāng)變形程度超過地殼巖層自身的變形限度時(shí)，地殼產(chǎn)生破裂，內(nèi)部巖漿從破裂處運(yùn)移到地殼表面，長期積累的收縮量和收縮壓力得到了一次快速的釋放，通過這樣的構(gòu)造活動(dòng)，一方面內(nèi)部巖漿的外部運(yùn)移，帶出了相應(yīng)的熱量，加速了相應(yīng)區(qū)域的散熱進(jìn)程，另一方面，運(yùn)移出來的巖漿在原地殼表面覆蓋，它們冷卻后構(gòu)成了新的地層，地球地殼通過這種方式從表面向上堆積增生。

地殼從底部下的冷凝生長與從表面向上的堆積增生是地殼增厚的基本形式，也是地球整體降溫的必然結(jié)果，冷凝生長同時(shí)發(fā)生在所有地殼的底部，它們的生長速度取決于地球整體的降溫速率，生長的深度取決于地球整體降溫的程度。堆積增生發(fā)生在產(chǎn)生構(gòu)造活動(dòng)的區(qū)域，通過構(gòu)造活動(dòng)，活動(dòng)區(qū)域內(nèi)部的熱量得到一次快速的外部釋放，這將加快了內(nèi)部熱量的散發(fā)速度和進(jìn)程，相應(yīng)部位的地殼得到一次較快的冷凝生長，同時(shí)，外部地殼的堆積增生也進(jìn)一步導(dǎo)致了地殼的增厚，地殼巖層通過構(gòu)造活動(dòng)得到一次相對(duì)快速的增厚，相對(duì)于同期的其它地殼，它的抗?jié)q壓力的能力得到一次較大的發(fā)展。

對(duì)于古大陸與古大洋地殼來說，基于它們形成時(shí)的次序，它們的增生活動(dòng)也產(chǎn)生了相應(yīng)的次序，率先冷凝固結(jié)的表層球殼，具有全球?qū)傩?，也正是基于表層球殼的整體冷卻收縮，才導(dǎo)致了飄浮層區(qū)域的大面積抬升，才導(dǎo)致了古大陸的形成，在地球地殼生成的初期，后生成的大陸地殼先于大洋地殼產(chǎn)生構(gòu)造活動(dòng)，通過構(gòu)造活動(dòng)，大陸地殼向下冷凝生長，向上堆積增生，大陸地殼通過構(gòu)造活動(dòng)得到相對(duì)快速的增厚，同期的大洋地殼，由于它是全球性的，它存在相應(yīng)的全球整體結(jié)構(gòu)，它對(duì)地球的整體收縮具有全面的決定性控制作用，它允許大陸地殼相對(duì)快速地增厚，即使不考慮大洋地殼的整體收縮，重力均衡作用至少允許大陸地殼的厚度發(fā)展到底部與大洋地殼的底部同等的高度上，當(dāng)考慮表層大洋地殼的整體收縮時(shí)，由于大陸地殼的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度相對(duì)小，它底部高度可以比大洋地殼底部更低，大陸地殼只能通過更大的自重彌補(bǔ)與大洋地殼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度上的缺陷，這就是大陸地殼不僅高大，而且深厚的簡單成因。

3　對(duì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)動(dòng)力的探索

簡單的說，地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力就是地球地殼整體冷卻收縮帶來收縮作用，這是一個(gè)全球性的事件，無論是地球表面眾多的水平構(gòu)造現(xiàn)象，還是垂直構(gòu)造運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，都是地球整體收縮的直接效應(yīng)。在地球的一生中，組成地球的物質(zhì)始終在整體上處于收縮之中，只是在固體的球殼形成后，才產(chǎn)生了伴隨地殼的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。

當(dāng)固體球殼在整體降溫中產(chǎn)生收縮時(shí)，在整個(gè)地球表面構(gòu)成了一個(gè)水平應(yīng)力圈，在應(yīng)力圈內(nèi)的巖石層在全球范圍內(nèi)處于聯(lián)動(dòng)狀態(tài)之中，整個(gè)地殼在水平應(yīng)力作用下，在水平方向產(chǎn)生相互推擠。由飄浮層構(gòu)成的古大陸地殼，生成時(shí)間晚，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度小，在水平推擠中，始終處于相對(duì)的退卻和堆積的狀態(tài)之中，在大陸地殼內(nèi)部生成了眾多的水平構(gòu)造現(xiàn)象。垂直方向的作用是水平方向面積收縮的附加作用，球殼表面積的收縮導(dǎo)致了包裹體積的縮小，而內(nèi)部巖漿總體積不能與外部的包裹球殼同步收縮，由此帶來了相應(yīng)的漲壓力，漲壓力通過地殼巖石圈層的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度得到相應(yīng)的平衡。地殼自身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和自重的合力與漲壓力形成作用力和反作用力，它們大小相等，方向相反，它們依托地球內(nèi)部的軟流圈層處于重力均衡狀態(tài)。在地殼內(nèi)部不同的參考平面上，固體球殼的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、自重、收縮擠壓帶來的漲壓力三者處于動(dòng)態(tài)的均衡狀態(tài)之中。對(duì)于由巖漿地球表面巖漿直接冷凝的原生地殼來說，這種狀況得到了充分的體現(xiàn)，最早生成的表層地殼厚度最大，底部也最低，它受到的漲壓力也最大，而由飄浮層構(gòu)成的地殼生成最晚，厚度最小，底部也最高，它受到的漲壓力也最小，在飄浮層地殼生成開始，表層地殼底部已經(jīng)具有了相應(yīng)的初始漲壓力，這個(gè)初始漲壓力就是同高度上的液態(tài)飄浮層的自重與表層同高度上組成物質(zhì)自重的差值，這個(gè)初始的漲壓力隨著完整球殼的生成，在地球球殼內(nèi)封存，在隨后的地球演化進(jìn)程中，表層球殼內(nèi)的漲壓力將以初始漲壓力為起點(diǎn)，處在漸進(jìn)的增加之中，而飄浮層地殼的漲壓力將從零為起點(diǎn)。在地球的散熱降溫進(jìn)程中，固體的球殼將繼續(xù)逐漸增厚，地殼整體也將在降溫進(jìn)程中逐漸收縮，漲壓力也逐漸增大，以球殼底部最低點(diǎn)的高度為參考面，其上所有的物質(zhì)將通過固體地殼的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及自重、未固結(jié)巖漿的自重，利用內(nèi)部液態(tài)巖漿的液壓傳遞作用，在地球重力均衡作用下，處于動(dòng)態(tài)平衡之中。

地殼的生成是巖漿地球表面巖漿降溫后冷凝形成的，但它不是一次性生成的，首先，表面的原生地殼經(jīng)過了液塑固發(fā)展進(jìn)程，由于巖漿地球表面組成物質(zhì)的區(qū)域性差異，導(dǎo)致了古大洋地殼、古大陸地殼、古大陸坡的生成，生成了兩大類型的地殼；第二，地殼增厚也不是一次性進(jìn)行的，它隨內(nèi)部巖漿散熱降溫進(jìn)程的推進(jìn)從底部向下逐漸冷凝生長，這個(gè)生長進(jìn)程同樣經(jīng)歷了液塑固的發(fā)展?fàn)顩r，在固體的地殼與內(nèi)部液態(tài)巖漿間，基于散熱降溫的連續(xù)性漸進(jìn)進(jìn)程，生成了相應(yīng)的液塑固過渡地層，這個(gè)過渡地層形成了固體地殼下的軟流圈，這個(gè)軟流圈包裹著內(nèi)部的液態(tài)巖漿，并在地殼增厚的進(jìn)程中逐漸往下移動(dòng)，與固體的巖石地層不同，軟流圈的具有相應(yīng)的的流變特性，它就是地球地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和構(gòu)造活動(dòng)的緩沖依托，地球地殼的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和構(gòu)造活動(dòng)依據(jù)軟流圈形成了相應(yīng)的脈動(dòng)狀況。軟流圈是地球地殼向下冷凝生長的過渡地層帶，地球整體收縮的表現(xiàn)就是收擠軟流圈層，由軟流圈層的流變性調(diào)節(jié)地球內(nèi)部整體壓力的分布狀況，由此帶來內(nèi)部巖漿的局部運(yùn)移，在軟流圈內(nèi)不存在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，所有的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和活動(dòng)現(xiàn)象均發(fā)生在軟流圈上的固體地殼巖石層內(nèi)，地殼不是一次性冷卻生成的，這隨地球整體溫度的下降，處在一個(gè)逐漸增厚的進(jìn)程之中，地表下不深度的地殼巖層，它們存在各自的生成年代和不同的冷凝程度，因此也具有了不同的收縮狀況，同時(shí)期，有的處于主動(dòng)收縮狀態(tài)，有的處于被動(dòng)收縮狀態(tài)，在不同的時(shí)期，也會(huì)產(chǎn)生相反的收縮狀態(tài)，下部巖層收縮也會(huì)馱動(dòng)上部巖層產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，等等，在不同狀況下它們構(gòu)成了地球地殼內(nèi)部許許多多立體的地質(zhì)、地理現(xiàn)象，具體的狀況現(xiàn)代地球科學(xué)已經(jīng)進(jìn)行了大量的詳細(xì)探索，讀者可以自行查找相關(guān)的地質(zhì)、地理學(xué)科的書籍，筆者在此僅是從動(dòng)力的角度在整體上作些簡單的說明而已。

地球的冷縮學(xué)說早已有之，120多年前，法國學(xué)者鮑蒙提出了“冷縮說”，但是，這個(gè)學(xué)說與其它膨脹說、脈動(dòng)說、分異說一樣，沒有形成全面系統(tǒng)的理論，而在大陸漂移的板塊構(gòu)造學(xué)說問世后，它逐漸發(fā)展成為一個(gè)主流學(xué)說，眾多學(xué)說都可以解釋地球上的許多現(xiàn)象，但又不能最終成為一個(gè)完整的理論，即使是盛行的板塊構(gòu)造更是理論，也無法全面解釋地球上的眾多客觀現(xiàn)象，特別是板塊運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力問題，這是一個(gè)至今沒有解決的重大問題，在此，根據(jù)筆者的宇宙探索，對(duì)地球的起源與演化提出自己的認(rèn)識(shí)，特別對(duì)地球的演化及構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和構(gòu)造活動(dòng)的動(dòng)力提出了確切的解釋，對(duì)于當(dāng)今的地球探索來說，是否具有一定的啟發(fā)意義，盼望得到地球科學(xué)相關(guān)探索人士的指點(diǎn)，筆者表示感謝！

［1］探求宇宙的秘密--趙崢著.

［2］地質(zhì)力學(xué)概論--李四光著.

［3］地球科學(xué)探索--莫杰李紹全著.