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重新认识我们的地球（之十三）“内波说” 对中国区域大地构造运动的认识: 热度 1 池顺良 2010-3-29 11:34; 重新认识我们的地球（之十三）内波说对中国区域大地构造运动的认识池顺良（ 1 ）前言中国近代区域地质调查开始于 19 世纪中叶。那时，列强入侵中国，西方学者到我国进行地质调查。如美国庞培勒、维理士，德国李希霍芬，俄国奥勃鲁契夫等对中国一些地区的主要构造阶段或构造旋回作过划分，他们对中国区域构造虽提出过一些认识，但毕竟是一些零星片断的资料和概念。辛亥革命后，章鸿钊创办我国第一个地质调查机构，与章氏一起有丁文江、翁文灏、李四光等，他们是我国地质科学的先驱和奠基人。从 1924 -1950 年出版了十余幅 1:100 万地质图，对我国区域构造的认识逐渐丰富起来。在此期间出版的一些有关中国区域地质和大地构造的专门著作中值得指出的是李四光在 1939 年出版的专著《中国地质》。这是一部综合性著作，它不仅从时间上论述了我国各时代的地质发展情况，而且从构造组合和动力学模型方面分析了我国的地质构造，并借以探求地壳运动的起因，提出大陆车阀假设，进而发展成地质力学。这是中国地质学家试图探寻地壳运动动力起源的首次尝试。稍晚，出版了黄汲清的《中国主要地质构造单位》 (1945) 。此书从历史构造观点出发，划分了全国区域构造单位和大地构造旋回，总结了中国地质构造的特征，提出大地构造多旋回发展的学说。他概括出三个构造型式作为中国区域构造的基本特征：北部近东西走向的古亚洲构造型式，为古生代构造；东部的北东走向的太平洋构造型式，主要为燕山期构造；西南部的特提斯一喜马拉雅构造型式，主要属阿尔卑斯旋回（在东亚包括印支、燕山、喜马拉雅期构造）。他所划分的构造单位及其建立的三个构造型式的概念，成为我国历史大地构造领域的学术思想基础。新中国成立后，地质事业迅速踏上了大发展的道路。在探索中国大地构造发展规律中，提出了一些不同风格的大地构造学说，逐步形成了我国不同风格和不同学术思想的大地构造学派。除地质力学和多旋回大地构造学说在解放前原有基础上得到进一步充实外，结合我国实际总结出来的学派还有断裂体系与断块大地构造学说；地壳动定转化递进律地洼学说；波浪状镶嵌构造学说；中国前寒武纽构造演化概念等，使我国区域大地构造学出现了一个繁荣局面。 20 世纪 70 年代，尹赞勋 (1971) 首先将板块学说介绍到我国地质界，在地学界各个领域，特别是区域大地构造学中形成了一股强大的学术新思潮，对我国区域构造学科产生了明显的影响。近年来，应用板块理论解释中国区域大地构造的研究正方兴未艾，但中国区域大地构造主要是大陆地质问题，板块构造学说登陆遇到的重重困难，使板块构造观点解释中国区域大地构造的学术进展并非一帆风顺。（ 2002 年 9 月在科罗拉多州丹佛市召开的构造地质学和大地构造学的新航程研讨会上，首次明确指出板块构造理论模式不适合于大陆地质）。历史地、因果地、动力学地说明中国区域大地构造的形成及发展仍然是中国地质学家的愿望。地槽一地台说是黄汲清提出中国历史区域大地构造三个构造型式概念的根据；内波假说通过莫霍面内波运动解释地槽活动与大陆扩张机制，可说是一种新槽台说。因此，内波说接受槽台说对中国区域大地构造形成及发展的历史、因果的解释，只是赋予其动力学内容。（ 2 ）中国区域大地构造的主要特征在中国大地构造的发展中起着重要作用的两个因素：其一是我国夹在西伯利亚地台和印度地台两大稳定地质单位之间。因此，可以说中国大地构造位置是夹在南北两大稳定大陆之间，呈东西向延伸的相对活动地带。在这个宽广的活动带中，有相对稳定的近东西向延伸的华北一塔里木中轴大陆，它在中国大地构造演化中占有重要地位。其二是东临太平洋。中国恰处于太平洋洋壳与陆壳交接与转化的地带。这对中国大地构造演化起着特殊的作用。由于陆壳与洋壳的交接线呈北北东方向展布，所以中国北北东向构造特别强烈，与上述东西向构造成交叉的形式。这样，使得中国大地构造具有近东西向和北北东向分区的特征，见图 1 。图 1. 中国及邻区大地构造简图（据李春昱修改， 1981 ） 1 ．前寒武纪地块及盖层； 2 ．前寒武纪准地台或中间地块及盖层； 3 ．加里东褶皱带及盖层； 4 ．海西褶皱带及盖层； 5 ．印支褶皱带； 6 ．燕山褶皱带； 7 ．新生代褶皱带从图 1. 可见，这些褶皱带的年代分布，有明显的规律性。如天山一兴蒙地槽系，环绕西伯利亚地台呈向南突出的弧形展布，愈远离西伯利亚地台形成褶皱带的时代愈新，反映了以西伯利亚地台为核心，陆壳逐渐增长的过程。而滇藏地槽系，都围绕印度地台呈向北东方向突出的弧形分布。中生代前的地槽有远离印度地台时代变新的趋势；中新生代地槽则从南、北两侧向冈底斯地区变新。中国大陆就是在这样的大格局下逐步形成的。（ 3 ）地槽活动和中国大陆的形成地史学眚诉我们，在地质时期早期，大陆占的面积很少，主要是大片海洋覆盖着地球表面，海中分布着一些较小的陆地。以后，围绕陆核边缘发生陆屑沉积与地槽活动，大陆逐渐从海中生长起来。北美大陆围绕古地盾陆核生长与扩大的图像在图 2 中显示得特别明晰。图 2. 北美地质的概略格局和年龄比较（ Wyllie ，动力地球学， 1978 ）图中数据为地质年龄，单位：亿年。从中国大地构造分区，地槽系的空间分布和迁移演化可以看出中国大陆的生长发育与北美大陆的生长发育有相似之处，中国大陆也同样具有从海中逐渐生长的演化过程。但是中国大陆与北美大陆生长的周边环境不完全相同：北美大陆陆核周边有足够大的海洋空间可供大陆自由生长；但中国大陆北边有巨大的西伯利亚地台，南有印度地台，作为中国大陆古陆核的扬子地台的面积却相对较小。中国大陆的生长与最终形成主要通过围绕巨大的西伯利亚地台周边地槽的活动为主逐步向南扩张完成的。围绕南边的印度地台向北生长与围绕扬子地台向南、北两侧生长的规模就显得相对地较小。这在任纪舜等编著的《中国及其邻区地槽迁移示意图》上反映得十分明显 ( 图 3) 。图 3 中国及其邻区地槽迁移示意图（引自文献）围绕古西伯利亚地台周边不断向南扩张的地槽带构成了我国西部巨大的东一西向山带，并具有明显的向南年龄变年青的格局。这样一幅逐渐生长，逐步扩展的构造发展演化图像，勾画出了中国大陆形成的历史。各地块相互之间的空间、时间次序都有了相对确定的关系。以围绕古陆核的地槽活动、大陆生长的观点，黄汲清、任纪舜先生给出的中国大地构造演化的整体图像是相当清楚的。从魏格纳提出大陆漂移说到板块说确立为大地构造学主流学说，活动论观点已占据主导地位。固定论已被当作观点陈旧、落后的代名词。在区域大地构造研究中，关于超大陆的裂解，大陆碎块的重新拼贴、增生等超活动论观点十分活跃，各种大陆拼合方案层出不群。其结果是搞得大家一头雾水，把基本的参考框架都搞没了。看来，以为越活动越好的观点是片面的。该固定就固定，该活动才活动。实践才是检验真理的唯一标准。（ 4 ）关于青藏高原的隆升青藏高原是全球海拔最高的巨型构造地貌单元，有世界屋脊之称，很早就引起中外地质学界的瞩目，被国际地质学界视为解决全球重大地质理论问题的关键地区。青藏高原西起帕米尔高原，东接秦蛉，东西长约 2 700 km ，南北宽达 1400 km ．总面积约 250 万平方公里，占我国陆地总面积的 1/4 。喜马拉雅山脉自西北向东南延伸，呈向南突出的弧形展布在青藏高原的南缘，俯瞰着印度次大陆的恒河和阿萨姆平原。高原北缘的昆仑山、阿尔金山和祁连山以 4 000 5 000 m 的高差与塔里木盆地及河西走廊相连，高原东部与四川盆地相邻。对青藏高原隆升机制的认识分歧仍然很大，主要有两种意见：一种认为，青藏高原的隆起是印度板块俯冲到欧亚大陆板块下面地壳增厚造成的；另一派意见则认为高原隆起是与深部物质运动有关的垂直运动的结果。随着板块构造说的兴起，板块俯冲观点逐渐占居主导地位。但是已经提出的多种板块俯冲模式由于与高原地质资料间存在诸多矛盾，至今还没有一个模式为大家公认。 90 年代以后，对深部动力作用在高原隆升过程中的重要地位更为重视。在青藏高原隆升板块俯冲说盛行的时候，我国仍有部分地质学家坚持高原隆起的垂直运动观点，提出自己观点的依据与理由。白文吉通过对青藏高原蛇绿岩分布、高原隆升史、高原周围盆地分布及沉降史、高原隆升量与盆地沉降量的对比等研究指出，年轻的蛇绿岩广泛分布于藏北高原，因此所谓的板块碰撞和雅鲁藏布缝合线均属无稽之谈。对喜马拉雅山脉和青藏高原隆升史的研究指出，青藏高原周围山脉，内侧平缓，外侧地势陡峭与盆地联接。图 4 是青藏高原及其相邻盆地地壳厚度等值线图。图 4 青藏高原及其相邻盆地地壳厚度等值线图 1 ．厚度等值线； 2 ．断层从图可见，包围高原的盆地面积与高原面积大致相当。对青藏高原隆升与周囿盆地沉积史的研究进一步指出，盆地的形成与高原的隆起是同时、等量的紧密相关事件。根据沉积物厚度计算指出，山脉的高度、上升速度与山旁盆地（山前拗陷）的沉积物厚度、沉积速度几乎相同。例如，旁遮普喜马拉雅山平均高程为 7 759 m ，尼伯尔喜马拉雅山平均高程为 8 135m ，它们山前拗陷的沉积物厚度分别为 7 802 m 和 8 158 m ，两者十分接近。更新世旁遮普地区卡利瓦建造厚度为 1460 m ，平均沉积速度为 0.92 mm/a 。黄汲清等估计，在更新世期间西藏高原和昆仑山的平均抬升速度为 1.0 mm/a 。表明山脉的上升速度与山旁盆地的沉积速度几乎相同。说明山体物质实际来自盆地底部物质的补偿。整个西藏高原物质运动状况用郑剑东的说法是上出下入。上部地壳物质一方面被流水剥蚀搬运作用带向洼地和大海，另一方面在自重作用下向四周流展。上部地壳物质的亏损，通过周围地壳物质从下部集拢得到补充。白文吉提出了如图 5. 的青藏高原隆升模式。白文吉将此归纳为盆地、山脉形成的统一性，并用盆山运动一词表述。盆山运动强调盆地和山脉形成的同时性，包括同时发生的沉积作用、山脉隆升、地壳变形、地壳变质、火成活动和地震等。强调盆地和相邻山脉的形成机制是统一、不可分割的。图 5. 青藏高原隆升模式（引自文献） 1 ．陆壳； 2 ．地幔； 3 ．地幔蠕动方向； 4 ．地壳蠕动方向； 5 ．火山活动； 6 ．深成花岗岩浆活动； 7 ．磨拉石； 8 ．地震带； 9 ．水平蠕动白文吉认为，由于地幔深部热作用而使上地幔活动，产生相对隆起和坳陷式的波动，打破了区域性的重力均衡和应力平衡。在重力均衡作用影响下，导致上地幔和下地壳物质的流动和蠕变。上地幔隆起区的下地壳物质经流变和蠕动而变薄，被减薄部分则蠕变移动到上地幔坳陷区。由于上地幔隆起区下地壳的减薄导致上地壳下沉，遂形成盆地。相邻的上地幔坳陷区的下地壳物质相对加积变厚导致山根形成并迫使山体上隆形成山脉。从青藏高原及其相邻盆地地壳厚度推测，三个大盆地的地壳一部分，都汇集到青藏高原底部，青藏高原由于三面发生的这种汇集作用而被抬升。众所周知，仅印度河扇和孟加拉扇两大盆地的沉积物体积就相当于两个半喜马拉雅，因此，通过底部物质的迁移形成青藏高原巨大体积，从物质总量平衡上是可能的；部分不足的物质来源，极可能通过地幔物质在特殊地热条件下的分异得到补充。该模式的实质与内波说一致，强调高原隆升起因于深部物质定向迁移。但白文吉设想的盆地下地壳物质向高原底部的流动和蠕变与上地幔物质从幔坳区向幔隆区的运动都是逆重力方向的，只有在某种定向力的作用下，消耗某种能源才会发生。内波说正好补充并指出了白文吉等提出的青藏高原隆升模式中，下地壳及上地幔物质更合理的运移方式及动力来源。在内波说中，莫霍面两侧物质的迁移是相向迁移，相互让位（没有让位，硬要夹塞需要的力很大，也不能持续）。在莫霍面上方，是薄地壳底部物质向厚地壳底部迁移；在莫霍面下方是地幔物质从幔坳区向幔隆区迁移。结果是不断加大地壳厚度的差异，直到迁移力与重力回复力达到某种平衡。在图 5 中，与下地壳中指向高原山根的物质迁移箭头相对，上地幔中应有指向山根两侧盆地的地幔物质迁移箭头，莫霍面两侧物质互相让位相向迁移。此外，图中标在上地幔中的三个垂直向箭头的方向应该相反。高原下方，因为较轻的物质集聚，地幔的浮力令其上浮，将巨大的地块抬起形成高原，所以力的箭头应该向上；盆地下方上地幔中因密度较高物质集聚显得沉重而向下沉陷，引起盆地沉降，所以力的箭头应该向下。正是地幔中强大的浮力将高原抬升起来，周围盆地则因地幔浮力不足而下沉。区域广大而又沉积了巨厚地层的青藏高原，由于沉积盖层的热反射和屏蔽作用阻挡了热流的发散，整个地区上地幔温度逐渐升高。一期又一期的地槽活动则对下部的上地幔物质造成蠕变和搅动（参见重新认识我们的地球（之七）），在地幔流体（ HACONS ）的作用下，玄武岩浆分异速率提高。地幔溃变，大量分异上升的玄武岩浆垫托到高原地壳底部引起高原整体抬升。根据对青藏高原地区 Q 值结构反演，青藏高原下深 180 km 处上地幔的 Q 值只有 34 ，比上地幔低速层中正常 Q 值 (90 左右 ) 低得多。较低的 Q 值意味青藏高原上地幔物质可能存在部分熔融现象。根据岩石化学资料，上地幔物质中可以分异出约 7% -15% 的玄武岩浆。青藏高原整体抬升额外所需的物质可能与地幔玄武岩物质分异并垫托到高原地壳底部有关。关于青藏高原深部上地幔部分熔融分异玄武岩浆垫托到青藏高原底部成为高原整体抬升的另一部分物质来源的观点正得到更多地球科学家的支持。参考文献：黄汲清、任纪舜等，中国大地构造及其演化，北京：科学出版社， 1980 。杨森楠、杨巍然，中国区域大地构造学，北京：地质出版社， 5-55 页， 1985 。孙鸿烈主编，青藏高原的形成演化，上海：上海科学技术出版社， 79-99 页， 1996 。白文吉、杨经绥，对印度板块与欧亚板块碰撞及西藏高原隆升史的讨论，中国区域地质，第 4 期， 1988 。白文吉、胡旭峰、杨经绥、周美付，雅鲁藏布缝合史与喜马拉雅山和青藏高原隆升史的分辨，西藏地质，第 1 期， 1994 。黄汲清、陈炳蔚，特提斯一喜马拉雅构造域上新世一第四纪磨拉石的形成与印度板块活动的关系，见：《国际交流地质学术论文集》编辑组编，国际交流地质学术论文集，构造地质地质力学，北京：地质出版社， 1979 。郑剑东，青藏高原西北缘地球动力学初探，地震地质， vol. 18 ， No.2 ， 1996 。王成善、丁学林，青藏高原隆升研究新进展，地球科学进展， vol. 13 ， No.6 ， 1998 ，吴建平、曾融生，青藏高原 Q 值结构反演，地震学报， vol. 18 ， No.2 ， 1996 。邓晋福、赵海玲、莫宣学、吴宗絮、罗照华，中国大陆根一柱构造大陆动力学的钥匙，北京：地质出版社， 44 58 页， 1996 。许志琴、姜牧、杨经绥，青藏高原北部隆升的深部构造物理作用，地质学报， vol.7 ， No.3 ， 1996 。张赤军，由重力场的时空分布研究青藏地区地壳及其运动，地震地质， vol. 18 ， No.3 ， 1996 。杨晓松、金振民，部分熔融与青藏高原地壳加厚的关系综述，地质科技情报， No.1 ， 1999 。; 个人分类: 大地构造|9904 次阅读|3 个评论

重新认识我们的地球（之十二）地壳运动的物质基础――地壳物质的由来: 池顺良 2010-3-28 09:36; 重新认识我们的地球（之十二）地壳运动的物质基础――地壳物质的由来池顺良能量、物质是组成无生命世界的两大要素。认识我们的地球，也要从能源（也就是力源）、物源两方面着手。前面的博文介绍了全球地壳构造运动潮汐动力说的力源；下面介绍这个假说依据的物源。（ 1 ）原始地壳物质的由来－玄武岩浆从地幔中分异根据太阳系起源学说，太阳系起源于 46 亿年前银河系旋臂上星际尘埃云瓦解出的一团相当 1.2 倍太阳质量的小星际云。其主要成分是气体氢和氦，尘埃约占 1.5% ，最大尘粒约毫米大小。星云盘内的固态颗粒先沉降到中面形成尘层，再形成星子，星子聚集而形成行星及卫星等天体。原太阳形成后，星云盘的温度分布主要由原太阳的辐射、盘物质的消失及热辐射决定。地球形成于接近太阳的类地行星区，用陨石及地球物质分析得出此区的温度 To 544 K 。在此温度及压力条件下，成岩物质（硅、镁及其氧化物和铁、镍及溶解在其中的氢）凝聚为固态的行星地球。行星地球一旦形成，分异作用随即开始。地球排气作用很快就将放射性元素迁移到地表，同时开始了缓慢的玄武岩质地壳的分异过程。 Anderson 指出：球粒陨石和太阳物质中的 Al 2 O 3 、 CaO 和 Na 2 O 含量适于形成厚 200 km 的地壳，但现在地壳平均厚度不到 20km 。月球直径不到地球三分之一，月壳厚度（ 60km ）却是地壳厚度的 3 倍。地球没有那样巨厚的地壳，表明地球内部温度偏低，地幔中轻物质成分（玄武岩浆）难以分异出来。地壳物质的来源不足，地壳厚度就薄，尤其是洋壳，只有不到 10km 厚。地球上这层薄薄的地壳又是怎样形成的呢？或者说，原始的玄武岩浆是如何从上地幔中分异出来的呢？对玄武岩浆成因的研究建立了以下看法：玄武岩成分来自上地幔石榴石橄榄岩的部分熔融，熔融组分分离后上升到地面形成玄武岩。但是，对玄武岩浆液是如何熔融的，又如何从地幔岩中释出，其聚集上升的机制等仍不清楚。近年来，对直接来自上地幔的地幔岩捕虏体中浆胞的研究，从微观上揭示了玄武岩岩浆发生、发育的过程。研究指出，地幔中的挥发性成分和超临界流体在玄武岩浆形成中起着重要的作用。浆胞是在地幔岩捕虏体中孤立的由斜方辉石 (opx) 原地不一致熔融产生的熔体 + 子晶系统。浆胞的形态、大小和分布均取决于原斜方辉石晶体的形态、大小和分布。浆胞的大小一般是 1 ～ 5 mm 。浆胞多为孤立体，四周全被未熔化的矿物晶体（主要是橄榄石、尖晶石）所包围 ( 见图 1 ，图 2) 。既无岩浆网络和外界连通，也不见破碎构造裂隙彼此相连，完好地保存了玄武岩浆最初始的发育状态细节。为揭示原状地幔生浆作用提供了理想的缩影。浆胞的发育遍及全球各个地区，有许多研究者进行过研究。浆胞中的熔体突出的特征是碱金属 (Na ， K) 的富集。统计表明，地幔岩浆胞中熔体玻璃的碱含量大大高出全岩碱含量十几到几十倍。换言之，地幔岩的 Na 、 K 主要分布在浆胞的熔体玻璃中。浆胞是由斜方辉石 (opx) 熔融而成。而 opx 是不含碱的矿物，然而此矿物熔融后却在熔体玻璃中出现很多的碱金属（另外还有 5% ～ 15% 的挥发分）。大量观察还发现，在同一个岩石切片中同为 opx ，有的颗粒并未遭到熔融，有的则熔融殆尽。熔融程度在一个薄片里变动范围相差甚大，表明不是单纯由热流加热导致熔融。在同一个热场中，各 opx 应当一起发生熔融，实际上没有观察到这种情况，说明 opx 的熔融除热的作用外还有别的重要因素。图 1 二辉橄榄岩中的浆胞（山东栖霞大方山） G ．熔体玻璃，占据浆胞中心，约为浆胞面积的 l ／ 2 ，浆胞内腔壁上排列圆状者为新晶出之橄榄石，自形短柱者为新晶出之铬透辉石； Sp ．原岩尖晶石，呈港湾包围浆胞； Ol ．原岩之橄榄石；单偏光，框宽 2 mm 杜乐天对浆胞熔融以上观察事实提出了如下的解释：地幔中存在具有化学活动性而富含氢、卤素、热 (H) ；碱金属钠 (Na) ，钾 (K)(A) ；碳 (C) ；氧 (O) ；氮 (N) ；硫 (S) 的地幔超临界流体（ HACONS 地幔流体）。正是 HACONS 地幔流体渗入地幔岩中造成了 opx 的不均一熔融。大量薄片镜下详细观察发现，浆胞没有可见裂隙或岩浆脉网与外界连通，证明富碱、挥发分及不相容元素的地幔流体并非呈岩浆，也非水溶液形式，而是呈超临界态（气态）沿肉眼难见的微细矿物颗粒间隙、晶体位错、缺陷，不均匀强行渗入造成的。在大量地幔岩捕虏体中从来没有发现孤立的浆胞有同期的外界岩浆贯人引发熔融，只见有浆胞内部的熔体通过膨胀裂隙向外挤出了部分熔体（图 2 ）。上述观察结果表明浆胞虽然只有数平方毫米小，但却可视为整个地幔岩浆作用开始阶段的缩影，能够揭示和阐明困惑我们近一个世纪有关岩浆成因（而不是岩石成因）的基本机制。现在有充分的根据认为：没有 HACONS 地幔流体特别是 Na 、 K 的参与，壳幔岩浆作用实在无从谈起。在对浆胞微观研究的基础上，杜乐天又提出了排浆时差、地幔溃变等概念，结合具体的岩石学现象，解释玄武岩质地壳的生成。杜乐天还估计了排到地表的玄武岩浆的体积同孕育这些岩浆的溃变地幔岩体积的比例，大致为 1:40 ～ 1:100 。形成地壳的玄物岩物质来自其下方的上地幔岩。分异出轻物质后，地幔岩的密度增高，在地震层析图上表现为大陆下方高波速的大陆根；在全球重力异常图上，表现为与高地震波速大陆根同样形态的大陆高密度根 ( 参见摒弃板块说的理由（一）（二） ) 。图 2 二辉橄榄岩中的浆胞（浙江西垄） Ol. 原岩橄榄石； Ol ．浆胞中晶出子晶橄榄石； Cpx ．浆胞中晶出之子晶铬透辉石； Gs. 浆胞中熔体玻璃。注意：浆裂膨胀现象，有两条 Gs 呈脉向外伸出（图中有①、②标注），单偏光，框宽 2 mm 地幔岩包裹体浆胞的研究揭示了地球中的超临界态流体在玄武岩质地壳形成中的重要作用。杜乐天称其为地球的排气作用，或幔汁辐射。以上对地幔岩捕虏体中浆胞的研究从另一方面说明，对于地幔岩中玄武岩浆分异作用的充分进行，地球实在是个温度偏低的行星，必须依靠钠、钾等离子的渗入，降低了地幔岩中斜方辉石熔点才能完成部分分异作用。这就是地壳为何比月壳还薄的原因。分异出来的玄武岩浆上升到地表，形成玄武岩地壳。玄武岩地壳与下伏的地幔岩的化学成分不同，两者之间的界面（莫霍面）是个物性分界面。地球形成了外层主要的圈层结构－地壳与上地幔。两者间的物性界面－莫霍面，成为传递这两个圈层间相互作用的接触面。在日月引潮力作用下，壳、幔圈层间传递潮汐剪应力的相互作用在莫霍面上激发出界面内波生长（粘滞流体力学中剪切运动的不稳定性）。强大的均衡力则让地形发生对称于莫霍面波动的起伏。又在剥蚀搬运外动力地质作用下，引发构造运动。构造运动又让霍面下方的地幔物质蠕动、甚至产生裂隙（重新认识我们的地球 (7 ） ) ，加快了玄武岩浆从地幔中分异。这些分异出来的玄武岩浆填托到陆壳底部，加厚了陆壳。加厚、上升的陆壳增加了重力势能。分异成为提供地壳运动能源的另一渠道。（ 2 ）地幔分异与地幔对流海底扩张和板块运动都需要设想中的地幔对流提供动力。但盖保民在《地球演化》一书中指出：关于地幔对流的具体机制，目前仍处于众说纷纭的状态。至于地幔对流是否能够驱动板块有规律运动，并合理解释全球构造现象，也是一个存有重大争论而未确定的问题。甚至说，大规模地幔对流究竟能否发生，也尚属疑问。随着观测资料的日益精确，在地球内部的圈层愈分愈细，从而每一个圈层愈来愈薄的情况下，在垂直方向上统一的对流形式系统就不可能存在。如果说地球内圈物质的各种形式的对流机制有一定根据的话，则地球内物质圈层分化机制的根据就要更加充分得多。板块构造假说对地幔对流（及热地幔柱）等热动力机制寄予了过大的期望，却忽视了地球演化与地壳形成中极其重要而又确凿存在的地球物质的重力分异及圈层分化机制。尽管我们对地球物质重力分异的认识十分粗浅。关于玄武岩浆在地幔上升的通道、上升速率等几乎一无所知；对分异过程的理论分析及实验研究都很困难。我们却完全能肯定地壳与地幔的形成是地球物质重力分异的结果。由于对流与分异是两种对立并难以相容的过程，过分重视对流过程的结果，使得板块理论难以对重力分异过程在地壳形成与演化中的重要作用进行有效的探索。 Dietz 在 1961 年提出海底扩张假说时，为了使海洋板块能够消减，作了莫霍面是洋壳与地幔间的相变界面而不是化学界面的假定。这一假定虽然使海洋板块能够向地幔中消减，但与玄武岩质洋壳是从上地幔石榴石橄榄岩中分异出来的认识不符。地壳是地球物质不断分异的产物。循着这一思路追索，寻找地壳形成与演化的过程，显然与搞清地壳运动的起因关系极大。但这一观点却不能为板块说接纳。因为承认洋壳莫霍面是化学界面，海洋板块的消减就会遇到困难。海底扩张不能实现，板块构造整个理论就会崩溃。对地幔岩包裹体中浆胞的研究，揭示了原始玄武岩、碱性岩岩浆的生成过程。地壳是由地幔物质分异形成的，分异过程的速率、方式对大地构造运动的重要性是不言而喻的。但是，我们对玄武岩浆在地幔中是如何分异集中到地表的仍然知道得很少。加强对地幔分异的研究，将是地球科学未来发展的重要方向。参考文献： Anderson ， D ． L ．，关华平等译，地球的理论，北京：地震出版社． 11 页， 1993 。 Yoder ， H ． S ．，翟淳、马绍周译，玄武岩浆成因，北京：地质出版社， 1982 。杜乐天，地幔流体与玄武岩及碱性岩浆成因，地学前缘， v01.5 ， No ． 3 ， 1998 。杜乐天，地球排气作用建立整体地球科学的一条统纲，地学前缘． vol ． 7 ， No.2 ， 2000 。盖保民，地球演化（第一卷）北京：中国科学技术出版社， 218 ～ 231 页， 1991 。; 个人分类: 大地构造|6948 次阅读|0 个评论

三议柯石英、金刚石和‘大陆深俯冲’――与嵇少丞教授商榷: 热度 4 池顺良 2010-3-21 10:29; 三议柯石英、金刚石和大陆深俯冲――与嵇少丞教授商榷池顺良近日关于柯石英的生成压力问题，以嵇少丞教授为一方、苏文辉教授为另一方，在科学网上展开了学术争论。双方以数据为依据展开的争论，只要摆事实、讲道理，无论是心平气和地切磋、讨论还是激烈的争论，都是有益的。但嵇教授最近对苏先生的回复，又从学术论争层面转向，并将本人扯入。只能在这里再谈谈我的看法。不同学科专家间的交流本来是件好事。尤其是对于像地球科学这样高度综合性的学科。争论的双方无非是两种观点：一种认为柯石英是大陆深俯冲进入百公里以下深度，在高温、高压环境下生成的。但大陆深俯冲假说面对两个难题：（ 1 ）需要合理解释轻质的大陆物质如何能进入密度大的地幔中，并能快速折返地表。（ 2 ）柯石英在地幔中生成后，折返地面，随着压力的减小不可避免会退变回石英。再快速的折返也需要百万年时间，在如此长的时间中缓慢降压、降温，柯石英如何能不退变。对第一个难题，虽然设想了一些将陆壳带入上地幔的机制，但又附加了不少条件（巨大的洋壳推力，地幔对流的拖拽力及特殊的剪切机制）。而这些条件本身又是需要证实的。对第二个难题的解答也很难。我们在地面能找到天然金刚石，是因为这些金刚石是以极快的速度从约 200 公里深的地幔中快速到达地表的（从岩筒中有直径数米的岩块，可推测喷射速度）。也在非洲的一些矿井中看到有不少钻石已退变为石墨（它们看来是跑得慢了！）。所谓的快速折返能有多快。折返的板块会比那些退变为石墨的喷出物跑得还快？因为有这些难处，就有了第二种观点（或第二种方案）：寻找无须深俯冲的柯石英生成方案。地表上就有这样的过程：陨石撞击。天外来的快速运动的石块撞击地面，在局域产生高温、高压，生成柯石英微粒。快速的冷却又将晶格冻结，柯石英保留了下来。从逻辑上，解决柯石英疑难不就这样两个解决方案吗？我以为苏先生的工作对嵇教授应该是有参考价值的。但嵇教授以地球内部不存在（钢球）自由撞击的空间，不会有激烈的冲撞之类的说词就全盘否定了苏先生的工作。汶川大地震，断层的破裂速度达到每秒 3 公里。比钢球运动每秒几十米的速度小吗？断层两盘间的快速错动，对于凹凸不平的断层面上会发生些怎样的撞击过程，是值得深入探讨的。地震的震源深度数十公里，地震时的断层活动不就提供了深部活动空间吗？汶川地震的复发周期约 3000 年，但对几百万年的地质时间尺度，这种大地震不就是不断发生的事件吗？到现在，伴随地震活动出现的不少现象我们至今还不知其然。如大量历史文献中记载的，大地震前有地生白毛现象。对此，没有一个地震学家能够解释！嵇教授对苏先生的加压条件是否混入差应力的质疑是有道理的。但也说明嵇教授对柯石英生成中，差应力的作用重视不够。马瑾院士的团队对柯石英形成实验数据的分析指出：存在较大差应力的条件下柯石英出现需要的围压 (1 ． 20 ～ 1 ． 25GPa) ，远小于静水压下的围压 (2 ． 5 ～ 3GPa) （周永胜、何昌荣、马胜利、马瑾，差应力在超高压变质岩形成过程中的作用来自石英 - 柯石英转化的高温高压实验证据，地震地质， vol.25 ， No.4 ， 2003 ）。在有差应力存在条件下，柯石英的形成深度仅 40 公里。这一深度下，较低的温度对于高压矿物的保存又较为有利。因此，差应力在超高压变质岩的形成过程中起到了重要作用。系统地进行各种条件下高温高压实验研究是解决柯石英疑谜问题必要而有效的方法。强地震发生的断层带是地层中的强剪切带，正是既有正应力，又有强差应力条件的地带。在柯石英疑谜中，嵇教授还忽视了上面提到的第二个难题。高压矿物保存，要求相对较低的环境温度。就像柯石英陨石撞击成因中，在撞击的小区域有高的温、压条件，柯石英形成后温度可立即降下来；天然金刚石被地幔岩浆快速带到地面后，能较快地冷却下来。至于嵇教授以成千上万国内、外地球科学家的一致认识来否定苏先生的工作，还以此出言嘲笑，更是不妥。若这样考虑问题，还探索什么呀。科学史上成千上万的人都错了的事不是没有。科学就是不断纠正错误的过程。请记住科学的四条原则：非盈利性原则、普遍性原则、公开性原则和可怀疑性原则。所谓公开性，对一个研究团队来说，就是不要将自己封闭起来。要从其它学科中吸取营养，要学会与不同领域的学者交流，不要听不得不同意见。还要倾听大众对本学科的意见。随着国民教育水准的提高，大众的见解不是完全没有参考价值的，出现闪光的亮点都是有可能的。现在板块说是地学的主流学派。这只能说明，板块说对解决国民经济和科学认识问题上的责任和义务更重了。随着新观察资料不断涌现，与板块说矛盾的事实也必然更多。要适应这种变化，不要死抱住某些洋权威的观点不放。这里摘引两位网友（都是有科学判断力的知识阶层）对目前地球科学状况发表的感想，发来供嵇教授一阅。 http://mengfanchang4426.blog.163.com/blog/static/128164019200910521455182/ 网友阿柱：地球科学中的燃素说，板块学说 ------------ 在几百年前，如果有人问：木头为啥会燃烧，化学家会说那里面有燃素 ------ 。这样一来关于燃烧的问题都能回答了，又省心，又省力。现在的地震学也是一样，你问，那里为什么会地震， --- --- ，地震学家会说，那里的板块又挤撞了。又省心，又省力。为什么地震总预报不准，这与地球科学的基础理论有关。地球科学有那么多误区，我们还能指望他们有什么大的作为么？随心所欲的板块学说 ---------- 贰十多年前，在大别山北麓发现了柯石英，一种高压变质岩，它只能在高温，高压，舜时的条件下形成。业内人士的解释说，有一股板块迅速插入地下百余公里，之后又迅速拔出来。这是受热对流影响太深，达到了言必称板块的程度，完全不顾地质地理方面的事实。地学家们，受板块的毒害太深，不仅影响自己的学业，还误人子弟。可以预言，大的地学成果，还像魏格纳一样，必定出在业外。地球科学还是科学吗？ --------- 一个假说（热幔柱），违背众多的基本原理，而作为一个学说（板块学说）的根基，这在整个自然科学界也是罕见的。当我们看到印度洋大海啸，看到汶川大地震，还能对这些祸害人类的假说，学说置若网闻吗。大科学家不是不会犯错误，但是，在国际国内，数以万计的学者同时犯同一个错误是不可原谅的。当我们看到在微观世界，在生命科学界，在天文学界所取得的成就，地学界不感到愧疚吗。地球科学还是科学吗？地学革命是什么东西？网友真理居士： http://q.sohu.com/forum/20/topic/2576323 七 , 为什么把一个顶多算一个科学假说或科学童话的学说宣传为 20 世纪最伟大的科学发现？并且使用行政权力压制不同学派意见和研究论文的发表？现在板块构造学说已经宣传的家喻户晓，路人皆知，还在中小学教科书上当成科学真理向学生灌输。有上述看法的并不是个别人，有这样的反对意见正说明这一主流学说仍大有改进的余地。对这样的反对意见，唯一的办法是摆事实，讲道理，以理服人。但在目前也难，因为现在这个理论仍然说不清它的动力机制。既然如此，那就安下心来，好好地整理一下自己的家当。有魄力的话，连洋牛人的遗产也好好清理一番。拿出一个像样的东西来，才能让人心服口服。对于大陆深俯冲这个命题，好好地设法搞清中国大陆底下上地幔的状况，让大陆动力学有一个基本的平台倒是会赢得一分尊敬。我国东北、山东、湖南等地方出产天然金刚石，用金刚石搞清这些地方的上地幔究竟有没有发生过大幅度的搅动（见摒弃板块说的理由（一））。中国这块大陆究竟有没有发生过大陆深俯冲、陆根拆沉等大尺度搅动地幔的过程，事情就会比较清楚了！真心地希望作为主流派的嵇教授一方能正确对待为解开柯石英疑谜而在其它方向做工作的学界同仁。解决问题的重任是在你们身上，工作还是要身处地质科学院、重点国家实验室这些科学机构，领取国家工资的人来做的。外人只是对一些不理解之处向你们进一言而已。; 个人分类: 大地构造|5928 次阅读|9 个评论

重新认识我们的地球（之十一）中国大陆地震成因探讨: 热度 2 池顺良 2010-3-19 09:40; 重新认识我们的地球（之十一）中国大陆地震成因探讨池顺良我国大陆地区的地震，除西藏和东北部分地区有少量中深震外，其余均为壳内浅源地震。这类地震频度高、强度大、破坏性强，对其成因的研究十分重要。（ 1 ）中国大陆地震成因与板块碰撞无关用板块构造难以解释中国大陆内部发生的大地震是我国地震工作者普遍的看法。如在华北地区发生的邢台地震、临汾地震等一系列破坏性大地震就无法用板块碰撞解释。尽管如此，仍能不时见到印度板块冲撞中国青藏高原，引起某地地震的说法。高名修等对青藏高原南缘现今构造活动的研究指出，从中更新世以来，青藏高原南缘处于以差异升降和正断层作用为特征的张性环境，而与碰撞挤压环境完全不同。因而，中国大陆现代地震活动的力源与板块碰撞无关（高名修，青藏高原南缘现今地球动力学研究，地震地质， vol. 18 ， No.2 ， 1996 ）孙鸿烈主编的《青藏高原的形成演化》中介绍了板块构造提出以来，用板块碰撞、插入解释高原形成的 8 种模式，没有一个模式为大家公认，每种模式都只能解释一部分现象，而与其它事实矛盾。从地质实际看，近 7Ma 来，喜马拉雅隆升幅度和南面山前盆地的沉降幅度都在 5000 米以上。若真是印度次大陆以 5 cm ∕ a 速度向北推进， 7Ma 中前进 350km 。插入的印度板块将上下弯曲成 S 形，弯曲幅度 10km 。后续板块如何插入，莫非沉积物质能从板块上部穿透到下部！从力学上分析，在地质时间尺度上，岩层都是塑性的。碰撞只能引起接触地段的塑性变形，产生于板块边缘的碰撞应力无法向板内长距离传递，然而在远离板块边缘数千公里的中国大陆纵深地区仍分布着强度相当大的地震，说明这些内陆地震的发生，不应再用板块碰撞来解释。板块推挤并不是中国大陆地震的真实力源。如果用高原本身的势能就能解释中国大陆地震，问题就成为探寻高原是如何形成的？而高原的形成并非必须用碰撞机制，印度板块碰撞就不是必须的。何况古地层资料已经表明从寒武纪时印度和西藏地区就是连在一起的（参见：摒弃板块说的理由 ( 三） ) 。（ 2 ）青藏高原物质重力流引起中国大陆地震活动李善邦将中国地震区分为地槽区地震带和地台区地震带。属于地槽区地震带的有阿尔泰、天山、昆仑、祁连、秦岭、康滇、三江、台湾地震带。这里的地震大都发生在地槽褶皱带中不同地质构造单元分界处的深断裂上、地槽边缘山前拗陷断裂带上或地槽带与中间地块毗连地带上，是地槽构造活动的结果。不在构造活动强烈的地槽区发生的地震又该如何解释呢？我国地震学者在分析大量地震数据、形变测量资料和地质构造特点的基础上，编制了我国大陆构造应力场图（图 1 ）。此图表明我国西部地区主压应力主要沿近南北或北北东一南南西方向，而东部地区的最大水平主压应力方向呈放射状分布；青藏高原的周边处于受较强挤压的应力状态，而青藏高原内部有不少地区处于受张状态，张性区主要分布在挤压边缘带的内侧。以上特征说明我国大陆的现代构造应力场与青藏高原的隆起密切相关。青藏高原成为向外扩张的中心，而大陆的东部和南部在青藏高原向外流展挤压下，沿环线受到张力作用，由此形成区域现代构造应力场的总体格局。我国大陆构造应力场的决定因素是青藏高原的巨大隆起。地震震源机制解确定的我国东部大陆的地震构造应力场也反映出类似的辐射状特征。图 1. 我国大陆现代构造应力场特征示意图（汪素云、许忠淮，中国东部大陆的地震构造应力场，地震学报， vol ． 7 ， No.1 ， 1985 ）周玖、黄修武的研究进一步指出中国大陆地区的地震活动起因于青藏高原地壳内贮藏巨大数量剩余势能的释放。由于青藏高原面积占中国大陆面积的四分之一，宽度为大陆的一半，因而高原的影响几乎扩展到整个中国大陆（周玖、黄修武，青藏高原地壳的地球动力学特征，地震科学研究， 2 期， 1981 ）高原周边地形陡峭的地区，如紧邻青藏高原东缘的四川盆地，高原、盆地间高差悬殊。其间的川西龙门山冲断系，冲断、重力滑覆等构造十分发育，这些地区发育了许多由盖层形成的薄皮构造。这里地势高差极大，重力势能转化为巨大的水平侧向推力，造成推覆、逆冲构造， 5.12 汶川 8.0 级大地震就发生在这里。向东是地台区。地台原是以古老岩层为基底，一般认为是相对稳定的。但我国东部地台区，尤其像华北沉降区地震带上发生的强震其成因就值得进一步研究。 60 年代中期至 70 年代中期，中国东部经历了一轮地震活动高潮期，短短 10 年间发生 7 级以上地震 12 次，频度高、强度之大、发震范围之广均为史所罕见。对于离开高原边缘较远的地区，青藏高原的影响通过下述方式表现出来。地壳厚度变化的中国大陆，在上部地壳负重和下部地幔浮力的作用下，地壳中存在强大的差异应力场，周玖称其为地壳结构力源（图 2 ）；图 2. 青藏高原地壳结构力源及其作用方式 (a) 地壳厚度不均匀结构及力源示意； (b) 平面应力场作用方式 1 ．地幔浮力和高原地层重力； 2 ．壳内水平应力； 3 ．逆冲断层方向； 4 ．断层运动方向； 5 ．地幔； 6 ．地壳物质优势流对华北地区新构造运动的分析指出，西起银川，东至天津的广大华北地区，由贺兰、鄂尔多斯、太行及沧县四个北北东向的掀斜断块组成，断块的结合线是贺兰东断裂、口泉交城龙祠断裂、太行东断裂及沧东断裂，断块一律向东掀起，向西倾伏，掀起部位为贺兰、吕梁、太行及沧县隆起，倾伏部位为银川、山西及河北断陷带。断块都一致地向东滑移，表明新生代中国大陆地壳表层向太平洋方向扩张和滑动（杨承先，华北新生代裂谷系的断块结构及重力滑动构造，地震， No.6 ， 1981 ）。对漳州一厦门地区的新生代辉绿岩岩墙群、盆地和地堑构造等研究，发现福建沿海和台湾海峡地区新生代以来也处于伸展构造环境，伸展方向大体垂直于海岸线（赵勇，漳州一厦门地区新生代伸展构造兼论台湾海峡成因，中国地震， v01.4 ， No.1 ， 1988 ）。大陆岩石圈从流变学角度大体可分为地壳盖层和上地壳结晶基底刚硬层、中地壳塑性层、下地壳刚硬软弱复合层及上地幔刚硬层。在高原下方及平原下方的中、下地壳塑性层中，同一水平面上的自重压差可达到 120 MPa ，压力降方向从青藏高原放射状指向四周。如此巨大的定向压力必然推动塑性的中、下地壳物质向四周流展，并从上地壳底部拉动上地壳地层向四周扩张，形成陆缘一系列向外凸出的弧形构造。由于上地壳的脆性，在从底部来的拉张力作用下，地层产生张性正断层，形成并发育一系列断层方向垂直于中、下地壳物质流动方向的拉分盆地。与断层形成同时，位于断层底部的中地壳处，压力骤降又诱发岩浆活动。由于断裂只发展到中地壳深度，溢出的岩浆以玄武岩为主。作者所在的鹤壁位于太行山下，东临的汤阴地堑就是个拉分盆地。这里就有玄武岩活动形成的黑山。玄武岩因耐磨被开采作高速公路的路面石料。在这里，所谓的拉张力实际来自流展的中地壳对上地壳的牵动。因此，华北地区地壳物质向洋方向水平扩展就是青藏高原的地壳结构力源驱动中下地壳物质向洋重力流展的结果 ( 图 3) 。图 3. 华北地壳物质流区平面展布示意图（马杏垣主编，重力作用与构造运动，地震出版社， p.131 ， 1989 ） 1 ．地壳等厚度线； 2 ．地壳结构力源水平应力； 3 ．华北地壳物质重力扩展方向； 4 ．华北新生代断陷区； 5 ．地壳物质滞流区； 6 ．活动正断层根据三维地震层析资料可知，青藏高原南缘是坚硬的前寒武纪印度地盾，之下的高速介质的深度可达到 300 km 。西部的克什米尔和北面的波罗的一乌拉尔地盾之下也是高速介质。相对低速的介质存在于青藏高原的东部和东南部（张禹慎，青藏高原及其邻近地区的上地幔速度结构和地球动力学研究，陈运泰主编，中国固体地球物理学进展，海洋出版社， 150-161 页， 1994 ）。因而，高原中、下地壳物质向南流展受到强制阻挡，南缘发育了规模宏大的弧形向南突出的接触断层。这里的中强地震集中在主边界断裂和主中央断裂之间的小喜马拉雅带内。青藏高原物质向东扩展，受到相对高速的四川盆地和地幔隆起区的阻挡，形成龙门山逆掩推覆构造带。在龙门山西南端至喜马拉雅山东端之间的宽广地带，高原物质向南南东方向推进，形成了东至泸定、马边，西至察隅的西南地壳物质流区。地处川西高原的鲜水河断裂带，其东北盘，地壳物质流展受到四川盆地的阻滞，而西南盘物质得以向南东方向扩展。中地壳物质在平面上不等速流展，带动上地壳产生走滑断裂。按鲜水河断裂带下部中地壳物质横向非均匀扩展的情况，鲜水河走滑断裂应该是左旋的。高原地壳物质向南南东方向扩展，遇到渡口一楚雄地幔上隆区的阻滞，形成东、西两个物质分流区。区内走滑断裂形成、走向及旋向都可按物质流的受阻滞或相对顺畅确定（图 4 ）。云南及邻近地区的三维速度图像显示沿红河断裂带两侧波速差异很大，说明红河断裂带起因于断裂两侧物质流运动速度的差异。实际上，该区大部分 5 级以上地震发生在速度梯度较大的地方。揭示出走滑断裂形成、地震活动机制受中、下地壳物质流展的速度差异所控制（。图 4. 西南地区地壳结构、物质流展及断裂构造图（引自马杏垣主编，重力作用与构造运动，地震出版社， p.133 ， 1989 ） 1 ．莫霍面等深线； 2 ．地幔隆区； 3 ．地幔下陷区； 4 ．走滑断层； 5 ．逆冲断层； 6 ．震源主压应力轴； 7 ．高原地壳物质流展方向断裂带名称： I. 鲜水河断裂带；Ⅱ．龙门山断裂带；Ⅲ，安宁河断裂带；Ⅳ．则木河断裂带； V ．小江断裂带；Ⅵ，红河断裂带； Ⅶ，澜沧江断裂带；Ⅷ．怒江断裂带；Ⅸ，金沙江断裂带青藏高原物质向东北方向扩展，经过相对高速的鄂尔多斯地块南部，进入相对低速的山西和华北平原，流展速度加快，拉动上部地壳一同向洋方向扩展。于是，在华北地区形成一系列拉分地堑和盆地。华北地区的地震活动，空间分布与晚新生代以来继承性断陷盆地一致。如山西断陷盆地、河北平原拗陷、渤海拗陷和下辽河拗陷中都发生过 7 级以上的大地震。这些地震的主压应力轴在平面上以北东东方向为中轴向洋呈辐射状展布。 90% 以上的地震的震源深度分布在 10 20 km 。地震时，除走滑分量还伴有倾滑分量，往往在大范围内地面发生不同程度的沉降，普遍出现张扭性裂缝，显示出正断层下滑引起的典型地面变形。因此，华北的大部分地震是断陷盆地形成中的构造地震。华北地区新生代拉分盆地从始新世开始发育（正是青藏高原隆升时期），形成了近 70 个半地堑或地堑式断陷盆地。目前盆地的伸展速率约 0. 12 mm/a ，由此估算中、下地壳塑性层物质的流动速率可达 1-5 mm/a 。将中、下地壳塑性流体看成牛顿粘滞流体，对于一维槽状流模型，塑性层的平均流速 u 可由下式表述： u ＝（ h2 ∕ 12 ） dp ∕ dx (1) 式中， h 为流层厚度；为等效粘滞系数； dp /dx 为压力梯度。由式 (1) 得知，要中地壳塑性层产生 1-5 mm/a 的流动速率，则中、下地壳物质的等效粘滞系数应为 10 16 Pa s 的量级。图 5. 示意中地壳塑性向洋流动带动上地壳形成拉分断陷盆地。图 5. 中地壳塑性层向洋流动带动上地壳形成拉分断陷盆地 1 ．壳内物质重力扩展塑性向洋流； 2 ．沉降断陷盆地高热流区； 3 ．上地幔华北地区地球物理测深结果显示，该区地下 15-25 km 之间存在着低速高导层。刘国栋等提出低速高导层可能起因于长英质矿物的部分熔融，因而具有相对低的粘度（刘国栋、史书林、王宝钧，华北地区壳内高导层及其与地壳构造活动性的关系，中国科学， B 辑， 9 期， 1984 ）。岩石流变学的研究指出，对于石英在 500 ℃时的压熔蠕变，其等效粘滞系数可能达刭 10 16 Pa s 这样低的数值（特科特， D.L ．，舒伯特， G. ，地球动力学，地震出版社， 220 - 226 页， 1986 ）。中、下地壳物质向洋流展，将上地壳拉开。被拉裂的地层，断层上盘失去下盘支撑。原先连续的地层状态下，平衡的应力分布被打破。上盘断层一侧地层失去支承，别的地段的支承力必然加大，引起应力集中，应变能在某个区域集中。这些断块的尺度达到万米量级，自重应力十分巨大（一幢千米高的大厦，底层的材料都会在楼的自重下压碎）。断块在下沉过程中，块体的重力位能转换为应力集中区的应变能，最终引发地震。一个长 100 公里、宽 20 公里、厚 10 公里的断块，只要下沉 1 厘米，其重力位能就够发生一次 7 级地震！图 6. 是渭河盆地的形成模式。历史上这里曾发生过多次大地震。 1556 年在渭河盆地发生的关中大地震，压死官吏军民奏报有名者八十三万有奇，无名者不知其数。图 6. 渭河盆地的形成模式图（引自：张洪卫， 1992 ） a) 中、下地壳物质流展，将上地壳拉裂； b) 上盘断层一侧地层失去支撑向下塌落，沉降区充填沉积物； c) 继续拉伸下另一侧发生断陷，沉积物继续充填； d) 盆地继续发展华北地区地震活动与拉分断陷盆地的关系，有很多专著讨论，这里不再详述（高名修、王椿镛、张之立、曾融生等）。图 7. 中国东部地区临界等温面深度图 1 ．临界等温面等深线； 2 ．无壳内低阻层地区（引自徐常芳、赵国泽、詹燕，壳内低阻层的形成及其与地震的关系，见：国家地震局地质研究所编，现今地球动力学研究及其应用，地震出版社， 100 -107 页， 1994 ）从图 7. 可见，华南地区不存在壳内低阻层，该区中、下地壳的粘滞系数较高，中、下地壳物质以较低的速率流动，因而不能形成像华北地区那样的拉分盆地，其地震活动性自然也较低。青藏高原物质向四周流展，在高原周边形成冲断、推覆构造及走滑断层，发生强烈地震；青藏高原地壳结构力源推动周围中、下地壳塑性物质向洋流展，携带上地壳脆性地块向外扩展，在华北地区形成断陷盆地，伴生地震。随着距离的增远，这种影响的强度逐渐减小，直到中国大陆东缘，新的动力因素出现为止。正是在巨大的青藏高原的影响下，中国东部地台区具有了一定的活动性，而不像其他地区的地台那样稳定。以上关于中国大陆地震成因机制的探讨，是从事地震监测预报重任的地震工作者，摆脱了板块说对地震成因的框框，依据中国地震活动的实际，作出的分析。随着对中国大陆地震资料的积累，认识会进一步深化，终将引导中国地震工作者，揭开中国大陆地震成因之谜。高原的成因成为中国大陆地震成因更深层原因。后文将探讨青藏高原的成因：高原是内波物质迁移运动和地幔物质分异及大陆生长过程的产物。; 个人分类: 大地构造|9986 次阅读|6 个评论

重新认识我们的地球（之十）热能的作用及地质内动力和外动力的对立统一关系: 池顺良 2010-3-18 08:53; 重新认识我们的地球（之十）热能的作用及地质内动力和外动力的对立统一关系池顺良地球内部的热与自转动能是地球能够支付地壳运动巨大能量支出仅有的两大能源。半个多世纪来，地球动力学主要以地球内部的热如何转化为地壳运动动力作为主要研究方向。这里提出的内波假说则以地球转动能作为地壳运动主导力源。但内波说并不轻视热的作用，内波说将热看作内波运动发生地点与运动速率的重要控制因素而予以高度重视，同时，内波假说也十分重视源自强大的太阳辐射能的外动力地质作用。（ 1 ）内波运动发生地点与速率的控制因素地球转动能转化为推动地壳运动的动力，需要经过许多中间环节，转化的流程大致如（图 1 ）所示。图 1. 地球转动能转化为推动地壳运动动力的流程图地月系统转动能，在日、月引潮力作用下引起地球潮汐变形，由于层间位移与应力传递，在莫霍面上产生了微弱的，然而是定向并长期作用的潮波驱动力。微弱的潮波驱动力作用在正常粘滞系数岩层上（ 10 20 Pa S ～ 10 22 Pa S ），引起岩层的蠕变速率小于 10 -16 / s ，如此微小的蠕变速率使大地构造运动实际上难以发生，该地区相当处于稳定大陆克拉通状态。但当莫霍面附近区域温度升高，岩石发生部分熔融；尤其当存在差异应力时，岩石流变强度强烈弱化，岩石有效粘度可降低 3-4 个量级。此时，在潮波驱动力作用下，岩层的蠕变速率可达到 10 - 12 /s ～ 10 -13 / s ，该区域进入地壳运动活跃期（图 2 ）。金振民对部分熔融 (5%) 的上地幔岩在剪切应力作用下岩石的动态熔融特性进行了实验和理论研究，取得重要结果。实验结果有力地证明，在剪切应力作用下，岩石动态熔融使流变强度发生强烈弱化、岩石等效粘度可降低几个数量级（金振民， Nature. vol. 372, pp.164-167, 1994 ）。在热积累和交变潮汐剪切应力共同作用下，莫霍面临近区域的下地壳及上地幔物质，由于等效粘度大幅度下降，使该区域微弱的潮波驱动力能够以较大的速率使下地壳及上地幔物质相向迁移引起莫霍面形成波动起伏。图 2. 不同大地构造类型的上地幔物质应变速率 ( ) 、等效粘滞度（）随深度变化图（孙平等，地球科学， vol.21 ， No.1 ， 1996 ） I ．裂谷；Ⅱ，大陆拉张带；Ⅲ，克拉通由此看来，地壳深部热积累是内波运动发生与运动速率大小的重要控制因素。另一方面，构造运动对热的积累又施加影响。如地槽回返后期，由于中央隆起致使上部地层广泛开裂及伴随的岩浆活动使地壳蕴藏的热能大量散发，最终导致地槽活动停顿。而处于沉降期的沉积地区，由于不断增厚的沉积地层覆盖，地槽沉降带上方就如加盖了一个地热反射层，使该地区深部热积累增强，引起上地幔热量积累及上地幔岩部分熔融，加速玄武岩浆分异上升垫托到地壳底部，地壳加厚总体抬升，成为大陆地壳增生的促进因素。（ 2 ）构造运动旋回周期性的主要原因历史地质学指出，大地构造运动具有某种周期性。构造运动在全球各地此起彼伏地发生。加里东运动、海西运动或阿尔卑斯运动，我们在每个构造旋回中可以看到同样过程的周期重演。每个构造旋回期间，地壳运动按照类似的方式发展，但各个发展阶段又不是严格同期进行的。如果我们把同一旋回中相距很远的各地槽相对比，一个旋回各阶殷的经过也是不同的。例如，阿尔卑斯旋回各地槽拗陷的开始时期，各处都不相同，大致介于二叠纪和中白垩纪之间。回返经过的不同期性，也表现得很清楚。在加里东旋回中，大部分的回返发生于奥陶纪末，但在北阿巴拉契亚山，回返直到泥盆纪初才发生（ Белоусов， B.B. 主编，马万钧等译，大地构造学基本问题， 1959 ）大地构造运动具有的旋回性及周期性，及周期运动的非严格同期性说明大地构造运动是具有某种控制条件操纵的自组织过程。某个过程的进行、终止与转变全依赖于演化条件的具备与成熟。这些条件中最重要的一条是构造地区的热积累与释放。根据地壳与上地幔中放射性元素的含量，可估算得：使稳定地台区莫霍面深度部位大致 400 ～ 600 ℃温度上升到地槽活动带莫霍面深度部位通常具有的 800 ℃以上的高温，大概需要 1.5 亿～ 3 亿年时间（ ] 侯得封、欧阳自远、于津生，《核转变能与地球物质的演化》，科学出版社， 39-52 页， 1974 ）由于潮波驱动力及莫霍面原始微小起伏全球各处都存在，只要温度条件具备了，该区域的构造旋回活动就总会发生。这就是全球大地构造旋回运动具有周期性，两次旋回间大体间隔约 2 亿年时间但又非严格同期的原因。热能的积聚成为内波运动发生地点与速率的主要控制因素。（ 3 ）地质外动力在地壳运动中的重要地位经典地质学在讲述地质内动力作用与地质外动力作用的关系时，强调两种作用都是连续的作用过程，有时内动力作用占主导，有时外动力作用占主导。内动力作用造成地形起伏而外动力作用总是力图减小地形起伏，抵消内动力作用造成的地形差异。主张地质内动力与外动力是对立统一的。板块说引进了强大的驱动力源，可以驱使一个巨大的岩石圈板块强力插入另一板块的底部。具有如此强劲动力的理论体系无须考虑外动力作用存在与否，都不会影响动力事件的进程与结果，因而在板块说中很少讲述地质外动力的作用。内波说则不然，它依靠潮波驱动力担任地壳运动主导力源。外动力地质作用使正向地形剥蚀，负向地形堆积引起的负荷重分布对潮波驱动力的驱动作用将产生巨大影响。（之四）～（之六）中关于地槽演化的有限元数值实验说明，地槽演化中，剥蚀搬运的外动力地质作用是必需的动力因素。前文已经指出，对于缺乏外动力作用的大洋底，在潮波驱动力驱使下形成的构造，由于潮波驱动力与已形成的莫霍面斜坡处重力恢复力间形成某种平衡，构造作用会停顿下来。相反，在大陆与海陆交界地带，由于存在强烈的地质外动力作用，内动力地质作用形成的地形差异时刻受到地质外动力作用的改造，始终达不到平衡状态，因而构造运动得以不断进行。在内波假说中，地质内动力作用与地质外动力作用已成为一对相互依存的矛盾：地质外动力作用只有在地质内动力作用形成地形起伏后才能发挥；而地质内动力作用也只有当存在地质外动力的激活时才能持续进行。在内波说理论框架下，大地构造学终于有了一对相互依存的矛盾。潮汐驱动力作用下的莫霍面内波成波作用、地热的高低决定物质的可流变性、剥蚀搬运的地质外动力作用引起的负荷重分布以及地球本身巨大的重力，这些相互联系的因素分别发挥各自的功能，促使地壳运动一幕接一幕地发生。（ 4 ）全球构造理论中的物源问题内波说是以地球自转能为主导能源的全球构造动力学假说。运动是物质的运动，所以地壳运动理论除了力源因素，地壳物质的来源是与力源并列的重要因素。根据地球化学研究，构成地壳物质初始成分的玄武岩浆来自上地幔岩的分异。地幔分异及陆壳、洋壳物质的由来，成为全球构造理论两大组成内容（力源、物源）之另一重要内容。关于玄武岩浆如何由上地幔岩中分异，杜乐天研究员从微观上揭示了玄武岩浆如何由上地幔岩中发生、发育的过程。他的研究指出，地球内部的挥发性成分和超临界流体，即地球的排气在玄武岩浆形成中起着重要的作用。关于玄武岩浆如何由上地幔分异形成洋壳与陆壳以及溢流玄武岩等有关物源方面的问题，将在以后讨论。; 个人分类: 大地构造|7063 次阅读|2 个评论

重新认识我们的地球（之九）重力是推动地壳运动的杠杆: 池顺良 2010-3-17 10:27; 重力是推动地壳运动的杠杆池顺良（ 1 ）重力是推动地壳运动的杠杆与板块说不同，内波说中地壳运动的第一推动力是潮波驱动力，作用在莫霍面邻近有限区域中的等效力强度只有重力的数千分之一。因此，必须有适当的放大机制，微弱的潮波驱动力才能成为推动地壳运动的主导力源。潮波驱动力推动壳、幔物质运移，首先利用了斜面放大作用。莫霍面斜坡的斜率一般为千分之几，最大约百分之一；其次，潮波驱动力推动壳幔物质运动只须克服壳、幔物质间的重力密度差而非重力密度本身，这又提供了约 10 倍的放大倍数。在适当的温度条件下，微弱的潮波驱动力经过数千万到上亿年日积月累的定向物质搬运终于造成了地壳厚度的差异，在地壳中储存起巨大的重力位能。因地壳厚度差异产生的均衡力（自重与浮力）极其强大，任何一种材料的强度力都不能与之抗衡。因之，在所有大山脉隆起与沉降交界带都发育有平行大山走向的深断裂带：巨厚的地层在这里被一侧向下的自重力与另一侧向上的浮力强制剪断。重力是宏观世界中最重要、最现实的力。重力既是垂直力，能够也必然要转化成强大的水平力（重力位能的梯度）。但是，对重力，人们是如此地习以为常，重力的作用却常常被忽略，为了解释构造运动又人为地引入外来的水平力。作者以为，在我们这颗自转速度非常均匀的行星上，找不到可用于推动地壳构造运动的非重力派生的水平力。但目前流行的观点却正是依靠各种不明来历的外来水平挤压力，这就使大地构造学陷入困境。地球是个巨宏观物体，在这个尺度上，重力始终是居支配地位的力量，这可从地球总体上的球形与大地构造形成的山体只是地球表皮上微小起伏（只有地球尺度的千分之一！）的事实中明了。因此，构造运动的发生必须仰赖于地球上的重力作用也就不难理解了。（ 2 ）重力引起断层、褶皱、推覆构造与地震的实例大地构造学始终摆脱不了对外来水平推力的依赖。如挤压成山、拉张成盆的说法在构造地质界一直通行无阻，真要问这种水平推力或拉力来自何方，又说不清。其实根本无须引入外来的水平推力或拉力，只要壳幔体系在潮波驱动力作用下形成了地壳厚度的波动起伏，所有的构造运动方式都能在地球重力场的作用下发生，而且比用引入外来推力可以解释得更好。逆冲推覆构造是地壳中广泛发育的重要构造。对逆冲推覆构造的形成，最早的观点认为，侧向挤压是主要的驱动力。但很快发现，用水平推挤作为逆冲推覆构造成因机制存在问题。一是某些逆冲构造带的变形并没有强烈褶皱伴生；二是挤压作用力与推覆体所能承受的应力的矛盾。对于在地质时间尺度中发生的变形过程，地层的塑性是必须考虑的。考虑材料的塑性，在接触处的推力再强大，也是无法传递到远处的。这样，认为作为体积力的重力是引起逆冲推覆构造基本驱动力的重力说应运而生（朱志澄，《逆冲推覆构造》， 1991 ）。重力滑动构造是最常见，又最易被人们理解的重力构造类型。（图 1 ）是台湾构造综合剖面图，台湾东、西两面的山体发育了巨大的滑动构造。如台湾纵谷之东海岸山的滑动可分两期，先是利吉组的混乱滑塌，后是晚第三纪地层的固流滑褶，形成一系列向东倾斜的轴面、向西倒转的褶皱，以及向西逆冲的低角度断层。纵谷以西，滑动系统主要由新第三系岩层组成，变形以不对称褶皱、叠褶和褶片铲形断层为特征，岩石一般未发生变质作用，下伏的古新世及时代更老的变质杂岩并不卷入变形。明显是上覆岩层因重力下滑形成的重力滑动构造（马杏垣，《重力作用与构造运动》， 1989 ）。 1999 年在台湾南投发生的强烈地震，位于纵谷以西，震源深度很浅。野外调查显示这次地震是由于车笼埔断层活动破裂的结果。对地震记录的分析发现，地震的震源机制为一近南北走向的、低倾角、向西逆冲的破裂。断层上盘（车笼埔断层东面）的地震台记录的峰值加速度、速度和永久位移比断层下盘（车笼埔断层西面）地震台记录要大一个数量级。这意味着这次地震主要是由于上盘由东向西向下滑动，遇到阻挡向上逆冲，滑动受阻发生的构造地震。从地质上看这次地震明显是滑动构造成因，但地震学家仍将其归因于板块俯冲。板块俯冲如何解释仅 7 公里的震源深度？图 1. 台湾构造综合剖面图（据马杏垣） 1 ．晚更新世地层； 2 ．上新世、更新世地层； 3 ．晚第三纪地层； 4 ．变质早第三系； 5 ．前第三纪基底； 6 ．利吉组 (I) 内壳构造； ( Ⅱ ) 过渡带； ( Ⅲ ) 表壳构造青藏高原地形高差更加巨大，储存了更大数量的重力位能，因此，构造活动强烈。周玖、黄修武、池顺良曾经探讨过青藏高原的重力位能转化为构造运动和地震活动能的方式。我们将在探讨中国大陆地震成因机制中介绍他们的工作和观点。（ 3 ）断裂使自重压力消失、引发激烈岩浆活动及金刚石喷出地表固态岩石熔融转变为液态导致岩浆活动，形成岩浆岩体。岩浆岩体的形态分两大类，即岩浆喷出后冷凝形成的喷出岩体和在地下深处固结的侵入岩体。岩浆源的深度有的较浅，有的很深。如含橄榄岩包裹体的碱性玄武岩的源区深度可达到 40 100 km 。岩体中有时带有直径 3m 的包裹体，这只有当岩浆以极快的速度从上地幔上升才能将巨大的橄榄岩包裹体带上来。怎样的物理、化学和力学机制能引起如此剧烈的岩浆活动呢？通常以为岩浆活动主要与地壳、地幔深部热的积聚有关。其实，上覆岩体的自重压力在岩浆活动中与热具有同样重要的作用。由描述岩石固、液相转化的 P-t 图（图 2 ）上可见，压力降低和温度升高一样会使岩石从固相转变成液相。 P ∕ 10 8 Pa 图 2. 含水钠长石的固一液态相图温度、压力变化都可引起岩石熔化地槽沉降时，沉降一隆升的差异升降运动使沉降与隆起毗连的地方，地壳被强制剪断，形成正断层。此时的差异升降是由莫霍面处物质迁移引起的，所以断裂可直通上地幔。断裂带下方原先处于上覆地层巨大自重压力下的上地幔岩，压力突然消失，相点位置从固相跳跃进入液相，溶解的气体大量溢出，巨大的差异压力将上地幔岩块剥离；混入大量气泡的玄武岩浆的等效密度降低，巨大的橄榄岩包裹体被迅速上升的气体一岩浆流体系裹挟上冲到地表或浅部地层。我们能够在地表找到大颗粒金刚石靠的就是这种断裂－突然降压－熔融－释气－喷发机制。只有这种机制能够让生长在 150-250 公里深处的金刚石快速带到地表的低温、低压环境，将金刚石的晶格冻结起来今日的我们才能拥有这美丽的天然晶体。实际上，在非洲的一些金刚石矿中，就发现大部分钻石转变成了石墨，也许是这里的融浆上升速率不够快的原因。地层隆升遭受剥蚀时，上覆岩层压力逐渐减少，会使温度已接近熔点的下部地层发生等温减压熔融。地槽回返后期，原先被埋在地槽深处的沉积地层，经长期热积累，但还未达到熔融温度，由于回返上升会发生就地重熔形成花岗岩。此时，在中、上部地壳中的构造活动形成断裂，就会引发酸性岩浆的喷发或侵入活动。认为岩浆活动仅仅是由热本身的积聚、导入的概念是不全面的。热点说就认为不同类型的岩浆活动都起因于地幔深部热幔柱的上升，并提出了柱头、柱尾的模型，看似有理其实并不符合实际。岩浆活动是统一的地壳构造运动的有机组成部分，不同构造运动阶段，由于构造运动处于沉降沉积或隆升剥蚀等不同构造环境而有不同的特点。如地槽沉降期沉降带中普遍发生以基性岩浆喷溢为特征的海底火山与岩浆侵入活动；回返后期在地槽隆起带中发生以酸性岩浆喷发为特征的陆上火山活动并形成大范围花岗岩基、岩墙。不同阶段岩浆活动，不仅表现形式不同，而且喷发或侵入的岩浆成分也完全不同。用单一的热点模式是不能充分解释的。重力是深部地层压力的主要来源，维持了物态的平衡。但当剧烈的构造运动导致地层大量被剥蚀，尤其当地层在构造运动中发生破裂时，局部地带深部地层的重力压力突然消失，就会激发强烈的岩浆活动。; 个人分类: 大地构造|6049 次阅读|3 个评论

重新认识我们的地球（之八）阶段回顾: 池顺良 2010-3-16 13:07; 重新认识我们的地球（之八）阶段回顾池顺良从 09 年 12 月 5 日到今年 2 月 17 日，我在科学网上贴出板块说的缺陷与地学的贫困、摒弃板块说的理由（ 1-6 ）等十篇博文。对板块说提出批评和质疑。这些博文立即受到板块说支持者的强烈批驳。社会需要民主，科学更需要民主。真要感谢科学网提供了一个不同学术观点直接交流、接触、碰撞的平台。面对面的文字交锋让双方的关切点能直接见面。在经过一番交峰后，对本人反对板块说的批驳意见逐渐停止了下来（详情参见我的博文对批评者的答复－关于柯石英与大陆深俯冲问题的再讨论（上、下））。在双方文字交锋中，我介绍了我国著名地质学家杜乐天研究员（国家科技进步一等奖获得者）很早就指出板块理论存在五个缺证、四个矛盾、五个无力、八个疏漏，是一个存在诸多问题的理论。之后，争论双方达成了某种共识：板块说需要找到驱动动力机制并进一步改进、发展；不同驱动机制的新观点也可努力探索。科学网的网友都是崇尚科学、服从真理，探索求真的知识阶层。相信通过摆事实、讲道理，互相学习取长补短，学习新知修正错误，在探求科学真理的道路上会走到一起。也许就打开了一扇通向新知识的大门。板块说被宣传为地球科学革命的成果。从小学自然课、中学地理课到大学专业课讲授的大陆漂移、海底扩张、板块构造学说都被描述为对造山作用、火山活动、地震、生物界演化、古生物地理以及地质学的其它方面做出了普遍适用的、完整的和毋庸置疑的解释。课程中谈论这个假说的基本矛盾和弱点极少。还有大量这类性质的科普宣传令大众错误地以为这个理论已经被完全证实。而实际上它仍然还只是个假说。正如网友 zhaowanfu 在评论中所言：科学需要发展，更需要质疑。僵化、奴化某些理论只能阻碍科学的进步！人类目前对地球科学的认识只是一点皮毛，还差得很远！破除迷信才能解放思想。摒弃板块说的理由（ 1-6 ）六篇博文是破字篇。指出了板块理论存在下述缺陷： 1. 不能说明海陆的起源 2. 无视地球自转在地壳运动中的重要作用 3. 地球演化中确凿存在又极其重要的地幔分异（轻者上浮、浊者下沉）过程被忽视 4. 没能反映地质内动力和外动力间的对立统一关系。 5. 不能解释中国大陆的地震活动但破不是目的，我们的目的是要找到支配全球大地构造运动真实的机制及动力，新理论当然应该克服上述缺陷。破字当头、立在其中，重新认识我们的地球（ 1-7 ）是立字篇的前 7 篇。但立却是一项艰巨的任务。全球构造运动动力及实体机制的探索要求探索者具有深厚的学术功底。在科学已经高度分化的时代，可以说没有一个科学家具备解决这一难题所需要的全部知识。博主也深知自己墨水甚浅。新地球观的建立，需要一大批不同专业学者共同努力，才能构建起来。在开始阶段，由少数先行者栽下的幼苗必然是幼小的。小苗能否长成大树关键在于苗子本身有没有强盛的生命力，而不在于有没有受到大家的精心的呵护。当然，必要的最基本的生长条件还是需要的。立字篇的前 7 篇发出后，从初步的反映看，我们提出的以地球自转动能消耗为全球构造运动主导动力的新地球观是能够站住脚的。文章中提出的机制都是很具体的，如果存在科学上的低级错误，想必拍来的砖头定不会少。但从 2 月 24 日发出第 1 篇到 3 月 14 日发出第 7 篇，将近 20 天时间里，活跃的科学网上一个批评或质疑都没有， 7 篇博文都被 boxcar 推送到了析万物之理。我提出自己的新地球观，就是作好了当小媳妇，准备接受众人横挑鼻子竖挑眼的。我期待反对者有力的批评，找出这一新地球观的根本性缺陷和问题；或是有价值的建议，完善或提高这一新地球观使之更有生命力。这一新资用假说是作者 35 年前开始思考，经数十年思考深思熟虑的结果。正因为花费的精力不少，我真诚地欢迎得到地学、力学、数学、物理方面老师们的批评、关心和帮助，期望共同攻克这一长期困扰地球科学的难题。如果这个资用假说能够发展成新的全球构造理论，那是中华民族摆脱了 200 年民族耻辱后取得的成果。安定和相对良好的环境提供了思考这些科学大问题的必要条件。事实是在数十年的思考和研究中我确实得到过许多老师的帮助和指教。我最不希望看到的是作为学术争论，对方既不说你错、也不说你对。要是这样，中国科学发展的希望就渺茫了。作者在今后几篇中，还将结合更实际的问题阐述这一新地球观在地质、地震等问题上得出的与板块说截然不同的看法和结论。; 个人分类: 大地构造|3732 次阅读|3 个评论

重新认识我们的地球（之二）洋底火山的“潮汐加热模式”: 池顺良 2010-2-28 16:23; 池顺良序上一篇我们提出了全球构造运动的主导动力来自潮汐作用的判断。接下来要阐明潮汐作用是如何引起地球上的构造运动的。如果我们能够依靠潮汐作用对地球的构造特征及其空间分布规律和构造演化过程作出解释，这一判断就可升格为假说。地球是个复杂的耗散系统。从外界输入能量到这个系统自发地演化出有序结构会经过一连串的能量转换环节。寻找并解开每一个环节都不是一件轻而易举的事。但有一种构造运动，潮汐能转化为构造运动的环节比较少而直接。这就是发生在大洋底的洋底火山活动。前言火山喷发给目击者留下非常深刻的印象。但是，在火山活动中释放出的热只占地球放出的总热量的很少一部分，大致只占地球内部散发到空间的热流量的千分之一。因此， Scheidegger 在他的《地球动力学原理》中说：火山活动在地球表面的演化中的确并不是一种举足轻重的现象，火山活动的能量供给是不成问题的，因为它仅要求有少量的附加热量（在正常热流之上）就行了。剩下要解决的问题就只是找出所有这些给人以深刻印象的喷云吐雾现象的实际机制了。 Scheidegger 接下来说道：遗憾的是，对于现有火山的实际机制问题还没有确切的答案。格拉顿（ Graton,L.C. ）曾经论述过这个问题，但没有肯定下来。所有考虑的途径都碰到了一些非常严重的障碍。就是说，我们对这些少量的附加热量是什么能量、它们又是如何集中到需要的地方的仍然不清楚。也不清楚现在流行的火山模式中，岩浆上升需要的岩浆通道是如何出现的；岩浆房又是如何腾出空间来接纳向上运移集中的岩浆的。和地震的情况一样，现有理论体系对中国大陆地震成因的解释是不成功的。正如湖南省地震局周友华研究员所说：细心研究下去就会发现对地震及一些构造现象，用板块理论进行抽象笼统的说明还可以接受，但一旦进行具体时间、地点、构造及地震事件必然性的解释时就显得无能为力了。现有的火山理论同样经不起实际机制方面的深究。地球上的火山活动仍是一个待解之谜。洋底火山活动的潮汐加热模式二战前后，随着回声测深技术出现，在世界大洋底部发现了大量洋底火山。 1942 年， Hess 在太平洋中发现了平顶山。这是曾经出露洋面，顶部完全被海浪夷平后又从洋面下沉的火山锥。洋底火山和截顶锥在太平洋已有大量发现，在大西洋和印度洋中也有。现在已知洋底火山的总数达一万多座，其中包括约 300 座截顶锥。板块说用地幔柱或地幔热缕来解释洋底火山的成因。热的地幔物质沿着柱状通道上涌，到岩石圈底部在地表形成热点，融熔物质从热点喷出地表成为火山。（图 1 ）图 1. 热点下方设想的岩浆通道（摘自 Wilson 大陆漂移）扩张漂移着的洋底通过这些热点，就生成一连串的火山，形成火山链。太平洋中的夏威夷群岛和天皇海岭是最著名的火山链。岛链东南端的基拉韦厄火山是现代活动的活火山，向西北方向，随着距离的增加，熔岩的年龄也随着增加。这就是太平洋火山链成因的地幔热缕假说。这个假说似乎能解释太平洋底几道主要火山链的分布。但其它火山链如 Cook-Austral 火山链又不满足这种年龄分布（朱炳泉、崔学军，板块构造学说面临的挑战， 2006 ）。其余星罗棋布的大量火山岛，则很难用地幔热缕来解释。除非不断增加热点数目。但要给一万多座洋底火山底部都象（图 1 ）那样连接上岩浆通道，这个假说将变得不可思议地复杂。太平洋中部一些岛屿是在始新世形成的。其上的火山一直到现在还在喷发。从始新世到现在已过去了 5000 万年，按海底扩张说，洋壳连同其上的火山至少已移动了 1500 公里。这些移动了的火山又如何同深部的热缕保持连通？这些问题都对洋底火山的热缕说提出了质疑。通常认为，热容易扩散而不可能自动集中。因而，热的熔浆必须由更热的深部向地表运动，带来必须的热和热物质。因为实在不知道 Scheidegger 所说的这少量的附加热量是如何集中到需要的地方的。这就是提出（图 1 ）所示洋底火山机制的认识论根源。地震层析成像发现，热点的热区域位于洋底地壳下并不很深的地方（ 100-200 公里）。这个事实明显有利于热点的根源位于地球浅部的观点（冯锐，地球物理 CT 技术及其应用， 1990 ）。由于这些热区域十分接近地表，不妨设想这些热区域的形成可能与来自地表浅部、甚至与地表外部的某种加热机制有关。只要这种机制能够提供这些少量的附加热量。对于洋底火山活动，自然会将其同大洋中发生的同样令人印象深刻的海洋潮汐作用相联系。全球火山活动散发的热只有 1.2 10 10 J ∕ s （傅承义地球物理学基础， 1985 ），只占地球内部散发到空间热量（ 3.5 10 13 J ∕ s ）的极小部分，也小于根据天文数据推求的潮汐总耗能率（ 4 10 12 J ∕ s ）（ Lambeck 地球自转的变化， 1988 ）。因此，将洋底火山活动归因于潮汐作用的结果，从能量平衡上是有可能的。洋底在滚动的海潮负荷下，产生潮汐负荷应力和应变。一个潮汐周期，单位洋底介质的耗能和产热率可由下式确定： W ＝ 2 E ∕ Q （ 1 ）式中 E 为单位体积介质在一个潮汐加、卸载周期中吸收或释放应变能的最大值； Q 为介质的品质因子。对地壳和上地幔中地震波衰减的研究，对于 12 小时的潮汐周期， Q 值约为 100 。大洋中潮波的潮高在 0.2 ～ 0.7 米，由此不难算出洋底介质中的应变能 E 。关于计算介质应变能 E 冗长的公式这里就不写出了。这样，只要计算出高潮和低潮时洋底介质应变能密度的差，就能得到海潮效应在洋底介质中的产热率。我们用一个简单的二维模型估算洋底中的潮汐能耗量级。看看这一机制能否提供 Scheidegger 所述的少量的附加热量。（图 2 ）图 2. 是算得的潮汐耗散产热率在洋底的分布图。产热率达到 0.1 ～ 0.5 W ∕ m 3 。大大超过了相应深度地幔岩的放射性产热率（～ 0.01 W ∕ m 3 ）。－其实，火山学家早就知道，在火山岩浆和放射性元素丰度之间没有明显的相互关系。岩浆中既没有异常的放射性，特别活动的火山区的放射性也并不高。地幔岩中如此低的放射性产热率根本不能成为火山活动的根源。倒是大海中汹涌的潮流可能为洋底火山活动提供需要的少量的附加热量。图 2. 洋壳下方海潮负荷效应（只考虑形状应变能）的产热率在负荷潮汐作用下，洋底某个部位因潮汐加热而相对较热，因而介质的 Q 值较低。这又使该区域的耗散产热加剧。岩石一旦发生部分融熔， Q 值急剧下降，潮汐产热进一步增加而导致雪崩式的熔岩形成过程。根据潮汐加热模式，洋底地层的某个区域在潮汐加热下经过约 300 万年热积累，融熔百分率达到 5 ％之后，将在约 20 万年的短时间内融熔百分率达到 50 ％。当熔岩数量增加，体积膨胀（膨胀 10 ～ 16 ％）而引起上覆地层开裂。地层开裂处下方熔岩压力骤降，沸腾的岩浆冲开通向洋底的通道。一座新的洋底火山就开始活动了。随着熔岩堆积，火山锥不断生长直到升出洋面。又在自身的重压下引起基底变形，又下沉到洋面以下成为截顶锥。这里提出的通过海潮负荷加载由上向下的加热机制，对洋底火山活动的成因机制给出了一种可能的解释。这种加热机制同微波炉加热食品的机制类似，都利用了材料分子的内摩擦发热现象。消耗的能量来自潮汐运动的机械能，而潮汐运动消耗的能量，最终来自地月系统的转动能。 Yoder 在《玄武岩浆成因》一书中提到， Shaw 在 1970 年就提出潮汐作用每年可形成 30 立方公里岩浆。并描述了熔浆形成的雪崩式过程。但是随着板块说风靡于世，对火山活动不管是洋底还是陆上火山，已采用了统一的热点模式。潮汐加热机制似乎已被忘却。现在的有限元计算技术已被用到金属铸造过程。岩浆形成和火山喷发与铸造过程相类似，只是途径相反。用有限元方法对潮汐加热洋底火山形成模式进行数值模拟，应是检验这一模式的一种方法。结束语地球上的热活动不只在大洋底部进行，这里提出的机制显然不适于解释陆上的火山活动。陆地火山和洋底火山无论在喷出方式和溢出物质的成分方面都有重大区别：陆上火山大都表现为酸性岩浆的猛烈爆发，洋底火山则表现为基性岩浆较为平静的溢流。因此，虽然同为火山活动，但陆地火山与洋底火山具有不同的集热与成因机制并非不可理解。关于陆地火山，也就是地槽活动后期的火山活动的成因，将在以后讨论。; 个人分类: 大地构造|5293 次阅读|2 个评论

重新认识我们的地球（之二）洋底火山的“潮汐加热模式”: 池顺良 2010-2-28 16:22; 池顺良序上一篇我们提出了全球构造运动的主导动力来自潮汐作用的判断。接下来要阐明潮汐作用是如何引起地球上的构造运动的。如果我们能够依靠潮汐作用对地球的构造特征及其空间分布规律和构造演化过程作出解释，这一判断就可升格为假说。地球是个复杂的耗散系统。从外界输入能量到这个系统自发地演化出有序结构会经过一连串的能量转换环节。寻找并解开每一个环节都不是一件轻而易举的事。但有一种构造运动，潮汐能转化为构造运动的环节比较少而直接。这就是发生在大洋底的洋底火山活动。前言火山喷发给目击者留下非常深刻的印象。但是，在火山活动中释放出的热只占地球放出的总热量的很少一部分，大致只占地球内部散发到空间的热流量的千分之一。因此， Scheidegger 在他的《地球动力学原理》中说：火山活动在地球表面的演化中的确并不是一种举足轻重的现象，火山活动的能量供给是不成问题的，因为它仅要求有少量的附加热量（在正常热流之上）就行了。剩下要解决的问题就只是找出所有这些给人以深刻印象的喷云吐雾现象的实际机制了。 Scheidegger 接下来说道：遗憾的是，对于现有火山的实际机制问题还没有确切的答案。格拉顿（ Graton,L.C. ）曾经论述过这个问题，但没有肯定下来。所有考虑的途径都碰到了一些非常严重的障碍。就是说，我们对这些少量的附加热量是什么能量、它们又是如何集中到需要的地方的仍然不清楚。也不清楚现在流行的火山模式中，岩浆上升需要的岩浆通道是如何出现的；岩浆房又是如何腾出空间来接纳向上运移集中的岩浆的。和地震的情况一样，现有理论体系对中国大陆地震成因的解释是不成功的。正如湖南省地震局周友华研究员所说：细心研究下去就会发现对地震及一些构造现象，用板块理论进行抽象笼统的说明还可以接受，但一旦进行具体时间、地点、构造及地震事件必然性的解释时就显得无能为力了。现有的火山理论同样经不起实际机制方面的深究。地球上的火山活动仍是一个待解之谜。洋底火山活动的潮汐加热模式二战前后，随着回声测深技术出现，在世界大洋底部发现了大量洋底火山。 1942 年， Hess 在太平洋中发现了平顶山。这是曾经出露洋面，顶部完全被海浪夷平后又从洋面下沉的火山锥。洋底火山和截顶锥在太平洋已有大量发现，在大西洋和印度洋中也有。现在已知洋底火山的总数达一万多座，其中包括约 300 座截顶锥。板块说用地幔柱或地幔热缕来解释洋底火山的成因。热的地幔物质沿着柱状通道上涌，到岩石圈底部在地表形成热点，融熔物质从热点喷出地表成为火山。（图 1 ）图 1. 热点下方设想的岩浆通道（摘自 Wilson 大陆漂移）扩张漂移着的洋底通过这些热点，就生成一连串的火山，形成火山链。太平洋中的夏威夷群岛和天皇海岭是最著名的火山链。岛链东南端的基拉韦厄火山是现代活动的活火山，向西北方向，随着距离的增加，熔岩的年龄也随着增加。这就是太平洋火山链成因的地幔热缕假说。这个假说似乎能解释太平洋底几道主要火山链的分布。但其它火山链如 Cook-Austral 火山链又不满足这种年龄分布（朱炳泉、崔学军，板块构造学说面临的挑战， 2006 ）。其余星罗棋布的大量火山岛，则很难用地幔热缕来解释。除非不断增加热点数目。但要给一万多座洋底火山底部都象（图 1 ）那样连接上岩浆通道，这个假说将变得不可思议地复杂。太平洋中部一些岛屿是在始新世形成的。其上的火山一直到现在还在喷发。从始新世到现在已过去了 5000 万年，按海底扩张说，洋壳连同其上的火山至少已移动了 1500 公里。这些移动了的火山又如何同深部的热缕保持连通？这些问题都对洋底火山的热缕说提出了质疑。通常认为，热容易扩散而不可能自动集中。因而，热的熔浆必须由更热的深部向地表运动，带来必须的热和热物质。因为实在不知道 Scheidegger 所说的这少量的附加热量是如何集中到需要的地方的。这就是提出（图 1 ）所示洋底火山机制的认识论根源。地震层析成像发现，热点的热区域位于洋底地壳下并不很深的地方（ 100-200 公里）。这个事实明显有利于热点的根源位于地球浅部的观点（冯锐，地球物理 CT 技术及其应用， 1990 ）。由于这些热区域十分接近地表，不妨设想这些热区域的形成可能与来自地表浅部、甚至与地表外部的某种加热机制有关。只要这种机制能够提供这些少量的附加热量。对于洋底火山活动，自然会将其同大洋中发生的同样令人印象深刻的海洋潮汐作用相联系。全球火山活动散发的热只有 1.2 10 10 J ∕ s （傅承义地球物理学基础， 1985 ），只占地球内部散发到空间热量（ 3.5 10 13 J ∕ s ）的极小部分，也小于根据天文数据推求的潮汐总耗能率（ 4 10 12 J ∕ s ）（ Lambeck 地球自转的变化， 1988 ）。因此，将洋底火山活动归因于潮汐作用的结果，从能量平衡上是有可能的。洋底在滚动的海潮负荷下，产生潮汐负荷应力和应变。一个潮汐周期，单位洋底介质的耗能和产热率可由下式确定： W ＝ 2 E ∕ Q （ 1 ）式中 E 为单位体积介质在一个潮汐加、卸载周期中吸收或释放应变能的最大值； Q 为介质的品质因子。对地壳和上地幔中地震波衰减的研究，对于 12 小时的潮汐周期， Q 值约为 100 。大洋中潮波的潮高在 0.2 ～ 0.7 米，由此不难算出洋底介质中的应变能 E 。关于计算介质应变能 E 冗长的公式这里就不写出了。这样，只要计算出高潮和低潮时洋底介质应变能密度的差，就能得到海潮效应在洋底介质中的产热率。我们用一个简单的二维模型估算洋底中的潮汐能耗量级。看看这一机制能否提供 Scheidegger 所述的少量的附加热量。（图 2 ）图 2. 是算得的潮汐耗散产热率在洋底的分布图。产热率达到 0.1 ～ 0.5 W ∕ m 3 。大大超过了相应深度地幔岩的放射性产热率（～ 0.01 W ∕ m 3 ）。－其实，火山学家早就知道，在火山岩浆和放射性元素丰度之间没有明显的相互关系。岩浆中既没有异常的放射性，特别活动的火山区的放射性也并不高。地幔岩中如此低的放射性产热率根本不能成为火山活动的根源。倒是大海中汹涌的潮流可能为洋底火山活动提供需要的少量的附加热量。图 2. 洋壳下方海潮负荷效应（只考虑形状应变能）的产热率在负荷潮汐作用下，洋底某个部位因潮汐加热而相对较热，因而介质的 Q 值较低。这又使该区域的耗散产热加剧。岩石一旦发生部分融熔， Q 值急剧下降，潮汐产热进一步增加而导致雪崩式的熔岩形成过程。根据潮汐加热模式，洋底地层的某个区域在潮汐加热下经过约 300 万年热积累，融熔百分率达到 5 ％之后，将在约 20 万年的短时间内融熔百分率达到 50 ％。当熔岩数量增加，体积膨胀（膨胀 10 ～ 16 ％）而引起上覆地层开裂。地层开裂处下方熔岩压力骤降，沸腾的岩浆冲开通向洋底的通道。一座新的洋底火山就开始活动了。随着熔岩堆积，火山锥不断生长直到升出洋面。又在自身的重压下引起基底变形，又下沉到洋面以下成为截顶锥。这里提出的通过海潮负荷加载由上向下的加热机制，对洋底火山活动的成因机制给出了一种可能的解释。这种加热机制同微波炉加热食品的机制类似，都利用了材料分子的内摩擦发热现象。消耗的能量来自潮汐运动的机械能，而潮汐运动消耗的能量，最终来自地月系统的转动能。 Yoder 在《玄武岩浆成因》一书中提到， Shaw 在 1970 年就提出潮汐作用每年可形成 30 立方公里岩浆。并描述了熔浆形成的雪崩式过程。但是随着板块说风靡于世，对火山活动不管是洋底还是陆上火山，已采用了统一的热点模式。潮汐加热机制似乎已被忘却。现在的有限元计算技术已被用到金属铸造过程。岩浆形成和火山喷发与铸造过程相类似，只是途径相反。用有限元方法对潮汐加热洋底火山形成模式进行数值模拟，应是检验这一模式的一种方法。结束语地球上的热活动不只在大洋底部进行，这里提出的机制显然不适于解释陆上的火山活动。陆地火山和洋底火山无论在喷出方式和溢出物质的成分方面都有重大区别：陆上火山大都表现为酸性岩浆的猛烈爆发，洋底火山则表现为基性岩浆较为平静的溢流。因此，虽然同为火山活动，但陆地火山与洋底火山具有不同的集热与成因机制并非不可理解。关于陆地火山，也就是地槽活动后期的火山活动的成因，将在以后讨论。; 个人分类: 大地构造|9 次阅读|0 个评论

重新认识我们的地球（之一）全球构造运动潮汐动力说的根据: 池顺良 2010-2-24 12:03; 全球构造运动潮汐动力说的根据池顺良序言从 09 年 12 月 5 日到今年 2 月 17 日，我在科学网上贴出“板块说的缺陷与地学的贫困”及 “摒弃板块说的理由”（ 1-6 ）等十篇博文，对板块说存在的问题提出批评。网友给以的评论有支持，也有反对。也有中性的意见。支持的网友有： Boxcar ：将您的文章推送到析万物之理。隔壁家的二傻子：好 ! 记个笔记。贾洞：我认为池老先生的第 3 观点是重中之重，找不到地球板块运动的的最根本性动力来源，是当前地学研究的最大障碍，而地球自转与地球动力学的关系，确实没有被上升到应该具有的高度，而地球自转可能恰恰就是地球动力的最基础来源。当然，由于地球自转的动力来源问题本身都丝毫没有被解决，与之的相关问题就更无法谈及了，池先生的问题，也就成为一个根源性的基础物理大问题了。 zhaowanfu ：科学需要发展，更需要质疑。僵化、奴化某些理论只能阻碍科学的进步！人类目前对地球科学的认识只是一点皮毛，还差得很远！ en ：杜（杜乐天）先生的很多见解非常独到。反对的网友有： hehe ：赫赫，又一个民科，， Trigger ：博主自以为挑战这理论、颠覆那理论，其实什么也不是。厚积薄发吧，多学习，从头开始吧。 FighterOne ：你的证据远远不足以推翻大陆漂移。不能用间接证据否定直接证据，你的否定是严重缺陷的。 “ 板块构造和大陆漂移 ” 基本框架不容置疑。无关紧要的、细枝末节的 “ 负面 ” 证据不足以驳倒大陆漂移。其实，只要有严密逻辑的人，是不会不相信大西洋两侧海岸几何学的吻合不是偶然的巧合，而是分离的结果。这一条正面证据就够了。 Meyerhoff 兄弟所列举的那些间接证据没有说服力。 “ 涌动构造 ” 说、新 “ 地球膨胀 ” 说是真正的学术垃圾。博主回复：大地构造理论提出的假说不下上百种。无疑，这上百种假说中的绝大部分都属谬误。在寻找真正 “ 金子 ” 的过程中，眼睛盯住不放的应该是那些看上去很象黄金，而且已被初选为候选者的角色。因为投入巨大，最后发现错了，让 “ 护宝锤 ” 来收场就晚矣！所以，已在主流地位上的假说未免就要多受些 “ 委屈 ” 了。高处不胜寒呀！ FighterOne ：没有纯度百分之百的金子，大陆漂移和板块构造含金量 80% 以上，不要将那些细枝末节的东东反对板块构造基本框架。其他学说都是垃圾，基本没有含金量，但这并不是说板块构造不能改进和发展，特别是驱动机制等等，例如：超越板块就是板块构造进一步发展传统的板块构造有一些的改进和发展空间。您要有精力，作些这方面的事，而不是把生命浪费在全盘否定板块构造上。博主回复：谢谢您的评论和出于好心的建议。讨论到这一步，已有了些共同点。还有分歧，可以先 “ 求同存异 ” 。同的是我们都有寻求真象的愿望。您已谈到板块说特别在驱动机制等方面需要作工作。我祝你的努力工作将在发展超越板块理论方面取得突破。我则在另一方向进行探索，到时，少不了有请教之处。也许这条路基本不通，那就是我的事了，也算作了 “ 此路不通 ” 的探路者。如何？中性的意见有： Boxcar ：科学研究，就应该多些这样的学术讨论。侯振宇：目前唯一占优的还是板块学说！博主回复：您说的很对。新近提出的好些新假说不是有这样的问题，就是有那样的问题，不能撼动板块说的地位。有人反对板块假说，是因为它仍有令人不满之处，要相信人家不是 “ 无事生非 ” 。目前，在所有大地构造学说中确实还没有哪一个能比得上它。由于缺乏有竞争力的全球构造新假说，板块说成了一花独放。如这个理论已不存在力源等问题，那倒也吧。因此，地球科学需要有能与板块假说竞争的新全球构造假说，以供科学家和研究者们比较和验证。总之，多几朵花不是坏事。－－当然，这些新假说必须是朵花，要经受严格的检验。新假说的提出者也必须有当小媳妇，准备接受众人 “ 横挑鼻子竖挑眼 ” 的思想准备。还有一些网友提出了自己对大地构造运动成因的一些想法。这里就不介绍了。总的来说，论争是理性的。与 FighterOne 的交锋，还取得了某些共识。双方都承认板块说的动力机制存在问题。只是 FighterOne 希望在发展、超越板块理论，改进动力机制方面努力。而我则希望另辟蹊径。这篇博文就是在“摒弃板块说的理由”等博文基础上，考虑到上述论争的结果写出的。前言板块运动的驱动机制至今未能得到阐明，是板块说支持者也公认不讳的。动力机制不清，对处于主流地位的学说显然是一个极大的缺陷。解决驱动力问题成为板块理论面对的重要课题。我则倾向另辟蹊径，建立新的全球构造动力学理论。尽管‘金刚石’、‘大陆根’、‘洋底的古地层’等实证已表明，板块说的境况比“动力不清”更糟糕。但基于双方对动力机制问题上已有一定共识，这里提出的“ 全球构造运动潮汐动力说” 还是先从全球构造运动动力机制探索入手。 1. 全球构造运动潮汐动力说的根据在魏格纳时代，就已经考虑过潮汐在全球构造运动中的作用。魏格纳就曾考虑用潮汐力来驱动“大陆漂移”。但当时对固体潮汐的认识还十分粗浅，潮汐作用能否驱动大地构造运动这个重要的问题并没有得到解决。从耗散系统论的角度看，全球大地构造运动就是我们这颗与外界既有能量交换又有物质交换的石质行星的地壳系统，在外界不断输入驱动能量及物质的不断交换下，是如何自发地演化出具有全球构造特征有序结构的。准确地找到主导能源成为搞清问题的关键。天文学家（ Peale ， 1979 ）最早预见到木卫一上可能有潮汐作用引起的火山爆发。不久， “ 旅行者 ”1 号发现木卫一表面有多处火山喷发，喷发物抛射的高度达 450 多公里。使我们对潮汐在行星构造运动中的作用有了新的认识。 1999 年 10 月 10 日， “ 伽利略 ” 号探测器在最靠近木卫一的位置上掠过，又一次观测到木卫一表面的火山活动。 2001 年 2 月，夏威夷岛上的 Keck II 望远镜（ 10 米口径具有自适应光学系统）对木卫一进行了观察。在从 2 月 20 日开始的 3 天里，木卫一火山喷发经历了从开始至高峰的所有阶段。熔岩喷射高达数千米，从火山口流出的熔岩温度达到 1200 ℃ 左右，几乎与地球上火山喷发的熔岩温度相同。流出熔岩的面积达到 1900 平方公里，比地球上所有喷发火山的总面积还要大。之后，在土卫二、海卫一上又发现了冰火山喷发。天文学家一致认为，这些类地星体上发生的剧烈火山活动都是强烈的潮汐作用引起的。具有能量量纲的 Doodson 常数表征了星体间潮汐作用的强度。 D= （ 3 ∕ 4 ） G M （ a 2 ∕ c 3 ）（ 1 ）式中： G 为万有引力常数， M 为施加引力的星体质量， c 为星体间平均距离， a 为承受潮汐作用星体的半径。根据上式，木卫一受到的潮汐作用强度要比地球受到的潮汐作用大 2800 倍！如果地球也经受如此强大的潮汐作用，地球上就会火山喷发与大地震活动持续不断了。可以这么说，地球上相对温和的地震活动及地质灾害，就是因为地球经受的潮汐作用相对地微弱。既然潮汐作用在石质的木卫一上可以引起如此剧烈的火山活动（相信还会有相应的断裂等构造活动），为什么潮汐作用不会在地球的构造运动中发挥作用呢？地球上的潮汐作用来自日、月引潮力。由于月－地间距离近，月球的引潮作用比太阳要大一倍多。月亮对地球施以引潮力，地球同样对月球施以引潮力。根据（ 1 ）式，月球上的潮汐作用要比地球大 60 倍！月球同样是一颗石质星球，实际上更像一颗类地行星。根据“月质学”研究，月球也有自己的地质演化过程。月球上也有‘陆’和‘海’这样的一级构造单元。月陆和地球的大陆一样，由比重较小的壳层物质组成。月海和地球上的海也很相似。地球大洋的洋底由玄武岩组成，月海盆地也是被玄武岩熔岩覆盖。从次一级构造单元的特征上，也表现出月球和地球构造的类似。月球‘雨海’的边缘有边缘隆起的山链，成断续的弧形环绕着‘雨海’，就象太平洋周围的山链。在太平洋内有边缘和中央海岭；在雨海和风暴洋中也有类似的隆起分布在它们的边缘和中央地区。两者都有位于陆和海之间的过渡地带。地球上这种过渡带是岛弧、深海沟和边缘海，这些部位的地壳具有过渡形构造和中等厚度。月球上的过渡区域是所谓的类月海、海盆地的边缘或陆缘区域。其壳层厚度也介于月陆和月海的壳层厚度之间。由此可见，月球也有自己的月质演化史。只是现在已经到了演化的终点，成了一颗死寂的星体。地球对月球强大的引潮作用，使得月球地质活动的强度大、演化速率高。据天文学研究， 12 亿年前的元古代，月球离地球仅 18000 公里，只有现在的 20 分之 1 （胡中伟，行星科学导论）。当时月球受到的潮汐作用强度比现在要大的多得多。强大的驱动力，导致快速的演化。最终结果是月球相对于引潮天体－地球停止了转动。此时的引潮力只能使月球产生固定的变形，形变峰不能随月球的转动而转移，潮汐作用也就停止了。潮汐能实质上是由地球、月球的自转动能（地月系的转动能）转化而来的。潮汐作用对星球的作用不可忽视。由上述所见，认为全球大地构造运动系由潮汐作用主导的观点并非没有根据。是值得进一步探索的。 “ 全球构造运动潮汐动力假说” 作为探索全球构造运动动力学的一个资用假说，它的主要优点是：力源清楚。因此，只要依据这一力源，能够对地球的构造特征及其空间分布规律和构造演化过程作出解释，这一资用假说就有进一步发展的空间了。; 个人分类: 大地构造|4878 次阅读|2 个评论

对批评的答复：关于柯石英与大陆深俯冲问题的再讨论（下）: 热度 1 池顺良 2010-2-18 11:47; 3) bridgeneer : 缺乏岩石学基本常识的人来挑战板块构造理论，陡增笑料耳！哈哈国内科技界的浮夸之风由此可见一斑嵇教授回复：这种情况在中国还特别多，创新不是胡来。从逻辑上，此评论的意思不外乎两种： 1. 懂得岩石学基本常识的人不会来挑战板块构造理论。 2. 不懂得岩石学基本常识的人没有资格挑战板块构造理论。对第一种情况，我介绍一位懂得岩石学但对板块理论持批判态度的杜乐天研究员。核工业北京地质研究院学位委员会主席。历任核工业北京地质研究院科技委主任。是花岗岩型铀矿研究的学科带头人，奠定了我国花岗岩型铀矿的成矿理论，获国家科技进步一等奖、二等奖及首届全国李四光科学奖；是幔汁（ HACONS ）学说和地球五个气圈学说的首次提出者，是我国地幔流体与软流层地球化学这一新领域研究的开拓者之一。 2006 年 9 月，在地质学界召开的对当代地球科学理论的质疑与挑战学术沙龙上的发言中，杜乐天对板块理论提出了强烈的批判意见。下面摘自杜乐天先生的部分发言：大地构造学中的理论缺陷（共 17 个问题，因篇幅关系这里只介绍其中的第 1 个）　　 1 、板块理论。据本人观点，存在五个缺证、四个矛盾、五个无力、八个疏漏：　　 (1) 五个缺证：　　 ①证明不了俯冲带的存在；　　 ②证明不了地幔对流；　　 ③证明不了存在 plume 。 Hot spots ；　　 ④证明不了存在只是物理性质意义上产生岩浆作用的纯热流 ( 实际上是载热、生热的物质流体 ) ；　　 ⑤证明不了存在壳幔循环。　　 (2) 四个矛盾：　　 ①大洋底不全是玄武岩，存在大量中酸性岩浆岩；　　 ②洋底中发现大片残留沉没的古陆；　　 ③晚第三纪以后的青藏急速隆升不再是印度扳块的俯冲挤压；　　 ④洋壳俯冲挤压不可能导致弧后拉张。中国大陆东部不是弧后拉张。　　 (3) 五个无力：　　 ①无力回答板块运动驱动因素究竟何在，它只阐明了形态学，运动学问题，没有回答机理学、动因学问题；　　 ②无力回答中生代以前的海洋、大陆演化历史；　　 ③无力解释大陆地质；　　 ④无力回答岩浆作用、热液作用、变质作用及成矿作用的化学；　　 ⑤无力把水圈、气圈、岩石圈相互作用以及无力把气象、海洋地震、火山、厄尔尼诺、森林区域性大火等自然灾害联系为一个整体地球科学。　　 (4) 八个疏漏：　　①忽视地幔流体的重大地球动因学功能；　　②忽视对 Mantle Plume 的化学组成破解；　　③忽视上地幔软流层、底辟体及地壳低速带的成因；　　④忽视裂谷作用；　　⑤忽视垂直运动；　　⑥忽视地壳、地幔运动的多幕性、久远性，历史观点薄弱；　　⑦忽视陆沉区。环太平洋两岸的构造、岩浆、成矿的对比是一种误导，两边差异很大； ⑧地球动力学只在力、热两个范畴中求解并未能走出理论困境，仅仅考虑这两个因素 ( 当然，它们都很重要，是不可少的重要条件 ) 是不够的。深部流体这一参数的引入，将会使地球动力学方程演算重新起灶。（力、能，质三者）这里，杜先生指出了板块说存在严重的缺证与矛盾。其中一些能招致板块说崩溃。如洋底发现大片残留沉没的古陆，就让海底扩张说无法自圆其说。一个自然科学学说一旦成为主流学说，就处在众目睽睽之下。真所谓高处不胜寒。学说的提出者或拥护者必须对来自各方的各项质疑给出合理的解释！这就是科学！对在大西洋中脊发现年龄大于 10 亿年的岩石，海底扩张说必须加以解释，否则就要对原假说提出修正，或者声明放弃。如 Bonatti 为坚持海底扩张说，将洋中脊的古岩层解释为海底扩张过程中由于某种原因而落在后面的一些零散的古陆块（ Science vol74 ， 1971 ）。这样的修正假定显然难以令人信服。尤其在大洋底发现相当多古地块的情况下，这种解释几乎没有成立的可能。在科学上，一个确凿的实证就可推翻一套精心构思的假说。海底扩张说不成立了，板块说还剩下了什么？其实，连这个学说的创始人在创建这一假说时，自己都说：新全球构造理论在今后某些时期难免会被摒弃（ Isacks 、 Oliver 、 Sykes ， 1968 ）。怎么我们的教授、院士，对这些力源不清、尚未被确证的具有明显缺陷的假说就毫不怀疑呢？全球构造理论是地学的基础理论。基础是否牢固，关系到地球科学各分支学科能否顺利进展。这些学科又与资源、灾难、环境等关系社会和国计民生的重大问题密切相关。改革开放以后，我国放弃了中国地质学家自己创立的各派地质学说，从国外引入了板块说。中国地质学家就承担了对此外来学说进行严肃的科学检验与核查的责任。――从国外进口动植物产品还要通过检疫呢。实际情况却是，我们的地质学家们没有起到检疫员的作用。杜乐天检疫员在多次发出进口美国牛肉含有疯牛病毒素的警告后，其它检疫员竟无动于衷。有关国家科学管理部门竟然也毫无反应，实际上放弃了自己应负的职责。难怪地质矿产部情报研究所的罗永国研究员会说：特别要提到地质教育中讲授板块构造假说的不良作法。在所有各个层次的地球科学论著中，板块构造和大陆漂移被描述为对造山作用、火山活动、地震、生物界演化、古生物地理以及地质学的其它方面做出了普遍适用的、完整的和毋庸置疑的解释。谈论这个假说的基本矛盾和弱点的书籍和教材极少。同时，完全忽视了 Jeffreys 、 Meyerhoff 、Белоусов以及其它研究人员描述过的、与大陆漂移假说矛盾的地球物理、地层和古生物资料。于是，出现了一代对板块构造和大陆漂移深信不疑而对反对意见几乎一无所知的地球科学学生；更为可悲的是出现了这样一代教师队伍。近些年来，板块构造假说希望在大陆地质学中取得支配地位。正是在这种形势下，板块构造方法被强行用于地质测量和地质勘探工作的实践中。这是危险的，因为这有可能造成把经过几代地质人员劳动所获得的全部成果完全推翻的危险。 ( 罗永国， 1992) 现在，全国有数亿大、中学生每人要花费数十学时学习大陆漂移说。而在实际地质找矿中，真正指导找矿实践的却少不了还要沿用地槽、地洼说等现象性理论思路指导。这样的情形岂不荒唐。大陆漂移说是在全球地理大发现基础上提出来的；海底扩张说则是海底地形大发现的产物。但是这些发现的深度却十分浅薄，我们还没有可能对海底地质进行踏勘、地质填图。随着钻探资料的增加，原先的猜想完全被改变也是不难理解的。对第二种情况，我以为就是懂得岩石学的人也不一定有这个资格。批判板块说并不是我们的目的。目的是要寻找到符合大自然客观实际的，支配大地构造运动真实的动力机制及在此动力机制支配下展开的行星地球地质演化过程的奥秘。在科学已经高度分化的时代，没有一个科学家具备解决这一难题所需要的全部知识。本人更是才疏学浅。只是希望能在这样一个关系社会和国计民生的重大科学问题的探索中，向各位专家学习，和各位老师一起，做些力所能及的工作而已。要解决这样一个高度综合性的科学大难题，只有将各方面专家的知识和才能有机地综合起来。科学正在进入综合时代，学科间加强交流，专家间互相学习和能听懂对方的语言就成为科学综合时代解决重大科学难题的基本要求。话说到这个分上，对其它问题的答复已显得多余。当然，对立的观点还有未尽之言，本人也会奉陪。; 个人分类: 大地构造|4386 次阅读|10 个评论

摒弃‘板块’说的理由（五）新一轮全球构造百家争鸣已拉开帷幕: 热度 1 池顺良 2010-2-13 09:57; 〔按〕从 1 月 27 日在科网博客上发出第一篇摒弃板块说的理由（一）博文后，已过去了半个月。此期间网友们对这 4 篇博文的反映既有支持者，也有反对者、讥笑嘲讽者。莫顿给出科学的四条原则：非盈利性、普遍性、公开性和可怀疑性。武际可认为：现代科学方法就是思辨推理与观察实验相结合的方法。用这种方法为人类添加符合莫顿四条原则的知识，就是现代科学的全部。简而言之，科学就是要摆事实、讲道理。不唯上，不唯书，不唯洋，只唯实。强调实践是检验真理的唯一标准。因此，对于认为板块构造和大陆漂移基本框架不容置疑的之类的非具体科学证据上不同意见的评论，我只是表示我赞同上述关于科学性质的论述并努力遵照这些原则行事，而不一一作答。我在另一篇博文中谈到，地质大学有顺口溜：小构造吵吵闹闹，大构造胡说八道。青年大学生童言无忌，反映的是从一、二年级学习逻辑性甚强的理化基础科转到学习地质专业课时，学生对两种学科差异的感受。相对于理化课，大地构造学、地球动力学等地球科学实在还是年轻的、尚未成熟的学科。只要想到现在的主流学说，竟然连运动的动力来源到现在都没有搞清，难道我们不应该对它提出更多的质疑吗？下面请看第五篇的内容。 1) 摒弃板块说的深层次理由板块构造学说在海底扩张，消减、碰撞作用，地幔对流驱动，板块运动机制等方面遇到困难；应用于大陆，遇到了难以克服的挑战。板块构造的驱动力仍然是个疑谜。只要驱动力问题不解决，那么它仍然只是一种在继续思考和探索的假说（陈道汉，现代行星物理学， 1988 ）。虽说板块假说一提出就遭到反对，然而，反对归反对，只要反对者提不出更有生命力的可替代板块说的全球构造理论，板块构造的拥护者就会说，板块构造虽然有它的问题，但在所有大地构造学说中还没有哪一个能比得上它。实际情况也正是这样，当前只是由于缺乏可行的、有竞争力的全球构造新假说，使得板块说逃避了通常科学发展中批评性的比较。地球科学当前迫切需要与板块假说竞争的新全球构造假说，供科学家和研究者们比较和验证。地球科学迫切需要能与板块假说竞争的新全球构造假说，还在于板块假说理论体系存在若干根本性缺陷：（ 1 ）大陆漂移说和板块说的理论框架中不包含大陆和海洋发生、维持及发展的内容。大陆漂移说和板块说中，海洋和陆地这些实体一开始就已存在。理论只是描述陆块的分裂及海、陆位置的变迁，并未像物种起源或太阳系起源理论那样，向人们描述大陆和海洋实体从无到有的生成、发展及演化。一个不能说明海陆起源的地学理论是没有多少价值的。（ 2 ）无视地球自转在地壳运动中的重要作用。地震学的一个重要事实是：纬度高于 73 度的两极地区地震活动极其微弱。位于地球自转轴两端点的极区无地震揭示了地球自转在地壳运动中的重要作用。然而，地球自转的作用在板块说中并没有得到反映，两极地区为何缺少地震也一直令板块说困惑。自转是地球的重要属性，一个没有地球自转地位的全球构造理论是没有生命力的。（ 3 ）没有反映内动力地质作用与外动力地质作用间的对立统一关系。陆壳经受强烈的削平风化外动力地质作用；洋壳受到海水的保护，经受的外动力地质作用小得多。与此相应，陆壳的构造变形剧烈；洋壳构造变形微弱。这样明显的对立统一关系在板块说中全无反映。（ 4 ）最致命的是与地质实践事实不符。 2) 新一轮全球构造百家争鸣已拉开帷幕事实上，各种新理论思考正在各国科学家头脑中形成。新一轮有关大地构造和地壳运动理论研究的百家争鸣事实上已经拉开帷幕。地质科学正处于一个新的起点上，一个充满希望和挑战的新的转折时期。一些国家已开始立足大陆地质和造山带研究，瞄准创立诸如行星地球统一理论、超板块构造理论和大陆动力学理论部署前沿研究。虽然这些理论还未建立起来。（肖庆辉， 1992 ） 1992 年，板块说的主要反对者之一， Meyerhoff 及其合作者提出了全球构造的新概念－颤动构造假说。 1996 年在北京召开的第三十届国际地质大会上，专门设立了板块构造理论之外的构造理论专题。会上提出了一批全球构造新假说。新地球膨胀说、脉动说（膨胀－收缩交替）重新活跃起来。所提出的地球膨胀形式也多式多样。蒋志等（ 1981 ）、 Milanovsky （ 1996 ）提出脉动膨胀说；王鸿祯等（ 1995 ）提出非对称膨胀说；朱林（1996）的整体膨胀，非均匀展开说； Lubimova （ 1967 ）的小幅度膨胀说； Owen 等（ 1976 ）的大幅度膨胀说，等等。新一轮地学革命正在孕育中。; 个人分类: 大地构造|4392 次阅读|0 个评论

我喜欢科学网博客（1）: wangxh 2009-11-29 20:12; 虽然在这里抢注地皮是08年6月份的事儿，但在筑巢却是今年4月份开始的，至今已半年有余。来了不到1个月，就爱上了她（整个洋词挺拗口），就打算1周年纪念日一定写一篇《我爱科学网博客》的文章。今天终于等不及了，算是半年纪念吧。一、自从网络上产生博客以来，鄙人被诱使开博好几次，新浪、搜狐、ChineRen、百度等，也曾出现过一天点击量超过3万人次的现象，; 个人分类: 心之悟|33 次阅读|0 个评论

百花齐放、百家争鸣: moxj 2009-11-8 11:46; 今天无意间点开网址导航里的一家门户网站。进去后发现首页里有个给偶像们留言的地方。很好奇，进去转了一圈，发现人气最高的两位明星获得的留言也就两万多，不及别人一篇博客的点击数，而且都是三五个字的问候和口号。再看了下这些留言的时间，从 06 年持续到现在。心里很是纳闷，那天家宝来访问的时候好像挤着要去握手的人不少啊，难道我身上的病毒比甲流在中国传播的还要快？疑惑之余，我也写了条留言给偶像，大概意思是教育、城乡、信仰矛盾在已经升级，要重视。一段时间后证实没有审核通过。看来这几个字里的确有暴力和色情成分。回科学网写日记，想起很久前一篇感慨：《谁不是傀儡？》可怜偶像们这样的大牛也被人蒙蔽视听，选择性提供信息。其实中国人这种 jian 尸爱好我早就说过。很多人活着的时候已经被开始了，但自己还在一群 XX 的吹捧声中满足于失落后的虚荣。（很久以前我写《自尊心和虚荣心有什么区别》就在视图寻找失落的国民性）相比之下，科学网这样的小网站要成功的多。它们深刻领会我党的精神，踏实执行我党的政策。在网站的主旨下，认真执行我党百花齐放、百家争鸣的指导方针。一些学者常常因为互相争吵而在博客声明要离开，但很快又被科学网的这种氛围吸引回来，使科学网在这些仅有的用户里办的越来越热闹，越来越红火、越来越真实。感慨之余，更加热切盼望各大媒体、网站能更加认真执行我党的双百方针，贯彻自由、开放、民主、平等的原则，在伟大的中国共产党的领导下，开创网络繁荣的新时代，重塑我们中华儿女的铮铮血性。（我人长的猥亵，博客读起来文学水平一流差，但一颗火热的心是非常严肃的，望大家本着严肃的态度浏览本段日记。）; 个人分类: 观察思考|2665 次阅读|1 个评论

海纳百川，有容乃大——望期刊包容勇于离经叛道推陈出新的论文: lanyu582135 2009-10-26 15:24; 看到期刊点评网邀请大家评价期刊，很是欣慰，但是我的意见可能有点文不对题，因为我的亲身体会是期刊的态度好坏、发稿周期、版面费等问题固然都很重要，但首先重要的是办刊物的宗旨和目标定位。我以为自然科学领域的刊物，其使命就是促进科学技术的不断发展和创新。应该使其成为百花齐放、百家争鸣的平台；应该使其成为容纳百川的大海；应该包容那些勇于离经叛道推陈出新的论文，才可谓有容乃大。否则，就很难真正有大的创新。改革开放以来，我们基础研究总是滞后于经济建设成就，其原因之一也在于此。有些华人的研究成果必须拿到外面去发表、内地华人至今没有自然科学方面的诺贝尔奖等等问题，实际上无不与此有关。我们是一个不乏崇拜权威历史的国度，常常将权威在特定历史环境下的只言片语当作永恒的真理和行动的指南，而期刊在这方面常常也是如此，常常以陈规旧约为标准衡量和规范论文和刊物。我举一个典型的例子，几十年前，我们的数学权威为了给当时的哥德巴赫猜想证明热潮降温，在一篇关于哥德巴赫猜想的报道中说：目前看来， 1+1 这颗灿烂的明珠并非距我们一步之遥，而仍在遥远的天边，在用今天最先进的宇航工具都不易达到的地方。 200 多年来，尤其是近几十年，数学各分支有了极大的发展，取得了及其丰富的成果。在这些成果和方法的基础上，大批中外数学家成年累月地努力尚未解决的难题，如果可以靠加加减减和微积分去解决，那么近几百年的数学发展不是等于零吗？大批数学家的努力不是等于零吗？！可以很负责任地告诉大家，这样的作者无论花多少时间，也绝对搞不出哥德巴赫猜想。这些话出现的原因之一，是当初数论在这方面的理论基础确实很薄弱，当时连小于某偶数的素数至少有多少尚且不知，何谈证明偶数一定能写成两个素数之和呢？。所以，以当时的基础而言，感觉 1+1 还远在天边也是可以理解的。而原因之二则是因为当时光是中国科学院数学所就收到约 100 麻袋这样的论文，为了迅速降温，报道有些急不择言了，以致在报道中出现了：前人尚未解决的难题、后人就一定解决不了这样的荒唐逻辑。如果真这样的话，科技还怎么发展？人类还怎么进步？但是我们的刊物沿袭其潜规则、不假思索即将此作为了审稿的指南。此后的几十年中，关于这个课题的论文，就很难蹬上期刊这个大雅之堂了，他们常常以不规范、题目太大、不适合本刊发表、建议改投别的刊物等等莫须有的理由拒登这个课题的论文。不过，现在已经是二十一世纪了，我们的神七都已经达到天边了、是能够找到 1+1 的时候了，这个无形的枷锁也应该松绑了、这个禁区也该开放了吧！国家机密还有解密期，难道这些权威的论断就永不会过期吗？我敢于这么说，是因为经过这十多年的努力，我确实已经找到了偶数 1+1 的来龙去脉。由准素数模型以及先分割、后筛选和双筛舍余消筛法，可清楚地知道：为什么任意偶数 2a 都一定存在着 1+1 ；什么类型的偶数之 1+1 较多；又什么类型的偶数之 1+1 很容易找到；为什么偶数 1+1 数目之下界，是随着偶数的增大而增大的的楚；又为什么相邻两个偶数之 1+1 数目，有的相差无几、有的又相差悬殊等等远超出证明猜想所需要的信息量、 d 。最终很容易由理论证明证得：不小于 64 的偶数 2a ，其 1+1 的对数，一定不会少于（ a/8 ）的平方根再减 1 ；又由实际排查证得：小于 64 而大于 4 的偶数，都至少存在 1 对 1+1 。从而完满地证明了哥德巴赫猜想命题。该证明的全部过程，见（ http://sea3000.net/fengjungang/20091016191828.php ）网站中的《双筛舍余消筛轴函数与哥德巴赫猜想的证明》。可是，欲使偶数 1+1 的庐山真面目大白于天下、又何其难也，除了网络连一个公开讨论的机会都找不到。多么希望刊物能为该课题够创造一个公开讨论的条件。有一位网友宋文淼研究员在其博客（ http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=238258 ) 等中也说：我更希望搞数学尤其是搞数论的朋友一起来讨论。我的最大希望就是由冯老师所作的工作不会变成中科院数学所的一百麻袋废纸中的新成员；冯军刚的准素数，有极重要的意义，它在没有规律的素数分布中给出了周期性和对称性的规则；冯军刚的双筛法的特点，就在于他把数论中和哥德巴赫猜想中的对于 4 以下数字的人为约定的限制给取消了。这样就把类似一种数学游戏的哥德巴赫猜想，变成了对于正整数数域的逻辑性质的研究等等。; 个人分类: 未分类|22 次阅读|0 个评论

海纳百川，有容乃大——望期刊包容离经叛道推陈出新的论文: lanyu582135 2009-10-26 14:36; 看到期刊点评网邀请大家评价期刊，很是欣慰，但是我的意见可能有点文不对题，因为我的亲身体会是期刊的态度好坏、发稿周期、版面费等问题固然都很重要，但首先重要的是办刊物的宗旨和目标定位。我以为自然科学领域的刊物，其使命就是促进科学技术的不断发展和创新。应该使其成为百花齐放、百家争鸣的平台；应该使其成为容纳百川的大海；应该包容那些勇于离经叛道推陈出新的论文，才可谓有容乃大。否则，就很难真正有大的创新。改革开放以来，我们基础研究总是滞后于经济建设成就，其原因之一就在于此。有些华人的研究成果必须拿到外面去发表、内地华人至今没有自然科学方面的诺贝尔奖等等问题，实际上无不与此有关。我们是一个不乏崇拜权威历史的国度，常常将权威在特定历史环境下的只言片语当作永恒的真理和行动的指南，而期刊在这方面常常也是如此，常常以陈规旧约为标准衡量和规范论文和刊物。我举一个典型的例子，几十年前，我们的数学权威为了给当时的哥德巴赫猜想证明热潮降温，在一篇关于哥德巴赫猜想的报道中说：目前看来，1+1这颗灿烂的明珠并非距我们一步之遥，而仍在遥远的天边，在用今天最先进的宇航工具都不易达到的地方。 200多年来，尤其是近几十年，数学各分支有了极大的发展，取得了及其丰富的成果。在这些成果和方法的基础上，大批中外数学家成年累月地努力尚未解决的难题，如果可以靠加加减减和微积分去解决，那么近几百年的数学发展不是等于零吗？大批数学家的努力不是等于零吗？！可以很负责任地告诉大家，这样的作者无论花多少时间，也绝对搞不出哥德巴赫猜想。这些话出现的原因之一，是当初数论在这方面的理论基础确实很薄弱，当时连小于某偶数的素数至少有多少尚且不知，何谈证明偶数一定能写成两个素数之和呢？。所以，以当时的基础而言，感觉1+1还远在天边也是可以理解的。而原因之二则是因为当时光是中国科学院数学所就收到约100麻袋这样的论文，为了迅速降温报道急不择言，以致在报道中出现了：前人尚未解决的难题、后人就一定解决不了这样荒唐的逻辑。如果真这样的话，科技还怎么发展？人类还怎么进步？但是我们的刊物按照其潜规则，不假思索、即将此作为其审稿的指南。此后的几十年中，关于这个课题的论文，就很难蹬上期刊这个大雅之堂了。他们常常用不规范、题目太大、不适宜本刊发表、建议改投别的刊物等等莫须有的理由拒登这个课题的论文。不过，现在已经是二十一世纪了，我们的神七都已经达到天边了、是能够找到1+1的时候了，这个无形的枷锁也应该松绑了、这个禁区也该开放了吧！国家机密还有解密期，难道这些权威的论断就永不过期了吗？我敢于这么说，是因为经过这十多年的努力，我确实已经找到了偶数1+1的来龙去脉。由准素数模型以及先分割、后筛选和双筛舍余消筛法，可以清楚地知道：为什么任意偶数2a都一定存在着1+1；什么类型的偶数之1+1较多；又什么类型的偶数1+1较容易找到；为什么偶数1+1数目之下界，是随着偶数的增大而增大的；又为什么相邻两个偶数之1+1数目，有的相差无几、有的又相差悬殊等等远超出证明猜想所需要的信息量。最终很容易由理论证明证得：不小于64的偶数2a，其1+1的对数，一定不会少于（a/8）的平方根再减1；又由实际排查证得：小于64而大于4的偶数，都至少存在1对1+1。从而完满地证明了哥德巴赫猜想命题。该证明的全部过程，见（ http://sea3000.net/fengjungang/20091016191828.php ）网站中的《双筛舍余消筛轴函数与哥德巴赫猜想的证明》。可是，欲使偶数1+1的庐山真面目大白于天下、又何其难也，除了网络连一个公开讨论的机会都找不到。多么希望刊物能为该课题够创造一个公开讨论的条件。网友宋文淼研究员在其博客（http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=238258)等中也说：我更希望搞数学尤其是搞数论的朋友一起来讨论。我的最大希望就是由冯老师所作的工作不会变成中科院数学所的一百麻袋废纸中的新成员；冯军刚的准素数，有极重要的意义，它在没有规律的素数分布中给出了周期性和对称性的规则；冯军刚的双筛法的特点，就在于他把数论中和哥德巴赫猜想中的对于4以下数字的人为约定的限制给取消了。这样就把类似一种数学游戏的哥德巴赫猜想，变成了对于正整数数域的逻辑性质的研究；我总觉得冯军刚对于哥德巴赫猜想的新探索，把一个三百多年前的古人的猜想和一百多年前的古人所指引的那条逻辑混乱的道路，拨正了一点方向。他去掉古人对于1这个特殊的数和4以前的偶数的僵化的限制，把纯粹讨论一个1+1的具体问题，发展到了对于正整数数域的逻辑的探索，比起三十年前数学界同仁的那种只告诉社会公众，那个问题是你们没有专门训练的人所永远不能理解的，那样的神秘主义的观念是一个巨大的进步；冯军刚的方法中确实给出了一个具有明确性的通向无限的序列，这就是序列{An}。把An加入到pn序列中去，是对于正整数逻辑性质研究的一个大的发展。这个发展的中心就是取消了以前数学家在素数讨论中的对于1和偶数中对于2的特殊的人为约定。只有取消了那些人为约定，用另一种听起来复杂一些的说法来代替那些人为约定下的简单的说法，我们才能够得到关于正整数的逻辑的更加合理的描述。获得了在An上的准素数的数目与实数的线性式下的公式之间的一致性。这样就为把素数分成基素数和准素数，并在An点上明确地表示素数的数目创造了条件，小于An的素数等于基素数的数目加上准素数的数目，基素数的数目；我们可从冯军刚的方法，得到了从离散数字的性质寻找哥德巴赫猜想的道路；我把冯军刚所发现的{An}序列，看作迈出了解决哥德巴赫猜想的新的一步。至少他已经证明了在所有的偶数中，有一个相互连接在一起的通向无限大的子序列，这个子序列上的。每一个元素{An}，都可以表示为两个素数的和；我想说一句可能会得罪人的话，那就是冯军刚老师已经确确实实地证明了一个可以趋于无限大的偶数的子序列，是可以找到两个素数和的，而且不止一对而是可以找两个哥德巴赫素数对：(An/2-2)、(An/2+2)和(An/2-4)、(An/2+4)。我总觉得仅仅这一点，也不应该说它的科学意义是不能与1+2相比的。它虽然还没有全部证明，至少已经在一个子序列上证明了哥德巴赫猜想。而所有以前的证明道路不过是证明一个偶数可以等于一个素数加上一个合数而已，也许更精确地说是通过素数存在密度和密度的极限，间接地来证明那一点的。当然两者之间有一个根本的差别就是前者是属于整个科学共同体体系的，而后者是科学共同体以外的。这就不是一个纯粹搞科学的人所能够讨论和解决的问题了。; 个人分类: 未分类|3703 次阅读|0 个评论

垃圾化与救世主: 王铮 2009-10-12 18:25; 王志明先生新的文章提出：过分强调自由一味包容百家，无论是博客网站，还是网上论坛，往往都很快就垃圾化了。这是科学网博客定位的问题。博主个体或许可以视天下为己任，但科学网应该是注重科学发展，提倡学术交流。这里有两个问题，首先是不是非发展科学，学术交流的博客文章就是垃圾化博文？我认为不是。基本的学术交流应该是到专业期刊上，在博客论坛发表论文，由于没有同行专家审核，很可能成为伪科学泛滥的阵地。那时候才会真正的垃圾化。其次，认为别人博文不是注重科学发展，提倡学术交流的就会是垃圾化博文、就是开茶馆的思想本身是一种专制思想。我已经说过，专制主义者习惯于救世主面目出现。认为别人博文可能是垃圾化的观点再次暴露了这种救世主思想。我想科学网不要救世主。国际歌唱的：从来就没有什么救世主。王先生在反驳我的观点时引用了我的话，更重要的是维护百家争鸣，这就是其他社会博客网站做不到的。可惜没有引用全我的原话，我的原话是：王志明先生问：不实施鉴别性偏好，科学网就会和其他社会博客网站没什么区别了！答：有差别。我不是推出编辑部可以支持和鼓励某些方向吗？更重要的是维护百家争鸣，这就是其他社会博客网站做不到的。我这里的意思很明白，编辑部可以支持和鼓励某些（科学问题）方向，其次在这个方向上百家争鸣。事实上，科学网已经在科教政策、科研道德方面形成了方向，其他论坛由于博主没有科学网博主的知识和工作背景，不可能形成这种方向。其次，在中国，尽管我们已经有很大自由，但是并非所有问题都可以百家争鸣的,在科教政策与科研道德方面，基本上可以。所以其他社会博客论坛做不到。王志明先生事实上已经胜利了，科学网上已经把他反感的东西不置顶了。所以再争论真有点王志明先生寓言中的蚂蚁味道。这里我只能祈祷这是临时性的措施，不是 1950 年的粮食统购统销政策那样的东西。最后，我要补充一下，中国现在还远远没有过分强调自由，一味包容百家。王志明住在国外，就不用为我们担忧了。科学网需要百家争鸣，因为这可以让政府有关人员听一听科学家在想什么，要求什么。至于面向学术交流的专业期刊，中国已经有许多了。; 个人分类: 为科学而科学|2981 次阅读|2 个评论

百家争鸣的机会，历史上不多: lix 2009-10-10 10:31; 黄老邪上科学网花时间不少，经常有朋友问我，值吗？点击率能换钱吗？我觉得值。老邪回顾中国几千年的历史，百家争鸣的机会，真的很少。 1）像春秋后期到战国中期那两三百年，诸子百家互相论战，出现了学术上的繁荣景象，撞击出的思想火花，到现在很多还难以超越。百家争鸣时代的终结，其实并非终结于秦始皇，终结于部分学者发现利用权势杀掉争论对方，比论战效率更高，从而破坏了稷下学宫以来的传统。 2）新文化运动期间，有那么几年百家争鸣吧，也出现了学术上的繁荣。可惜时间太短，来不及出什么大成果。 3） 1956、57之交，有半年左右的时间，基本上可以算百家争鸣。可惜时间更短，没有成果，除非55万右派分子也算出人才。 4）再就是科学网给我们的这一个平台了。可以比较自由的争论。通过自由的争论，大家能讲清楚道理，增长知识，繁荣学术。如果科学网能办长久一点，我相信能出成果，能出人才的。上网两年多来碰撞过的青年才俊，自己说过的真心话，超过这一辈子上网以前的总和。所以我个人非常珍惜这样一个机会。我个人在争论中力求做到：只讲道理、不争输赢；对比自己年青、资历浅的争论对方，尽量不挤压别人自尊的空间。也许没做到？欢迎网友拍砖，老邪坚决改正，为科学网越办越好尽自己的义务。; 个人分类: 历史杂谈|8656 次阅读|20 个评论

我呼吁恢复郑怡嘉先生博客: 王铮 2009-6-6 19:44; 收到郑怡嘉先生来信，如果情况属实，我呼吁恢复郑怡嘉先生博客！特别是希望相关先生也呼吁启封，当然他们感到自己受到攻击，完全有权利表示反对。王铮先生：下面是我给科学网编辑部的一封信。请评论。谢谢！科学网编辑部，给你们公开发去两封电子邮件，你们也已发来收到回执。但是你们没有给出答复。现在我想把问题提得更明确。我认为你们关闭我的博客是偏袒陈学雷先生的做法。在你们给我的电子邮件中提到，我的博文《给国家天文台严俊台长的信》中有言辞不妥是你们关闭我的博客的一个重要原因。可是正如我在博文《给国家天文台严俊台长的信》中已经指出，陈学雷先生对我人身攻击远甚于我。可是你们却没有关闭他的博客，只是把他有关和我争论的博文删除（我不知道是他自己删除还是你们科学网编辑部删除）。在我单独发给你们的电子邮件中我也表示过，如果你们认为我的《给国家天文台严俊台长的信》有言辞不妥，你们可以删除。但不要关闭我的博客。你们为什么不给我答复？这是不是陈学雷先生所说的浪费点时间和我玩的结果？郑怡嘉; 个人分类: 为科学而科学|6004 次阅读|12 个评论

百家争鸣：科学发展观与生态文明之间的思考: 生态人 2009-4-17 14:40; 科学发展观与生态文明之间的思考引自：诗哲魂：科学发展观与生态文明之间的思考 / http://blog.ifeng.com/article/1764384.html 生态主义是关于未来的世界观，它是后现代文明一种新的社会发展模式。它究竟是如何代表未来绿色文明，至今人们还看不到它的前景。但有一点是清楚的，它不同于我们现代工业文明，更不同于农业文明社会，它是一个与当代社会完全不同的文明社会，其中起主导作用的是否仍旧是科学技术，这依然是一个未知数。也就是说，科技力量在生态文明中是否仍旧处在中心地位，这是未来绿色环境保护的重要问题。当我们用科学发展观来指导，去选择一个生态文明发展道路时，实际上，我们忽视了一个非常重要的前提：科学技术是导致现代环境灾难的力量之一；坚持这样的科学发展观，是否仍旧坚持科学技术本身对自然继续破坏呢？在科学发展观与生态文明之间，似乎存在着一种天然矛盾性，讲科学发展观，必然要损害生态文明；尊重生态文明，自然要抑制科学盲目的发展。不从过去旧的思维模式中跳出来，科学发展观自然是一种循环式的自我论证，继续维持着对自然生态和环境继续破坏，只不过是改变了一些具体做法而已，从环境的破坏转向以人为主的自然，从粗放掠夺自然完成了到精细征服的过度。科学技术本身并没有放弃对环境掠夺与伤害，因为科学依旧把自然当作对象进行研究，因为发展依然是人类追求目标。在科学技术之上的发展，把人类与环境矛盾推向一个无法解决困境之中，这是不言而喻的。在科学发展观指导下的科学技术，能否自然产生一个生态文明社会呢？当科学技术仍旧把自然作为物质财富掠夺对象时，发展是否就意味着对环境的持续破坏呢？因为，人类对物质财富需求必须要通过对环境的征服获得，科学是人类征服自然环境最为有效手段和工具，自然作为人类永远占有、掠夺和研究的对象，发展就必然是为人类利益而存在；这是科学发展观指导下显现出现的必然趋势。科学技术能否以自身智慧和力量，完成生态文明和绿色技术选择，这实际上，就是与虎谋皮，你不改变科学发展观内涵，不改变人类对物质财富消费习惯，就根本改变不了科学发展对自然环境破坏，也就未能全面实现生态文明的社会转变。如若仍旧在过去的科学发展观中，继续坚持科学技术进步，仍然坚持以人为本理念，仍然坚持掠夺自然财富，忽略了在生态环境中并非是人的利益为主要，忽视了在人的发展中并非可以完全不考虑环境整体利益，或者说，完全将生态文明希望寄托于科学技术本身发展上，这仍然是人类社会的悲哀；因为，这种科学发展观，仍旧是一个不折不扣的反自然的、反人类的、彻头彻尾的机会主义者思想，人类不过是自欺欺人希望生态文明在科学发展观指导下实现，但实际上，不改变人类与环境之间交换关系，不改变人与自然之间物质财富消费依存关系，不改变利用科学技术去征服自然和控制环境智慧，生态文明的社会仍然是一个虚幻的乌托邦。当我们面对这个前提科学技术是造成自然危机原因，我们却仍旧要坚持在其科学发展观指导下利用科学技术建构一个生态文明。在循环论证中我们陷入了一种困境：猫咬住自己尾巴，在原地转圈，丧失了生态文明选择方向。我这里要质问的是：当代科学发展观明显地缺少对生态文明前提反思性，缺少对科学技术本身限制性思索，缺少对自然尊重，对其它生命与其它物种尊重，缺少对人文情怀自然关爱理解与推广；人们对生态文明社会渴望，是否可以在另外一种科学技术中完成呢？离开了科学技术选择人类，是否就没有了生态文明社会发展前景？这个科学发展观中究竟包含多少未来生态文明因素，或者说，科学发展观中是否具有未来生态文明选择可能性。实际上，在科学发展观与生态文明之间，明显地有着非常大的困惑在其中，这决定了我们必须重新思考：其一，如果继续坚持原有的科学技术发展观，这不可能达到生态文明，因为，科学技术本身是造成环境危机根本原因；其二，如果改变科学技术当代样式，探寻新的生态科学技术与绿色文明相结合的道路，那么，就有一个如何面对当今科学发展观的问题；其三，如何从当代科学技术发展观生成出一个绿色生态观，这自然是对当代科学技术进行反思基础上，改变科学技术原本模式，并且要加入许多绿色科学技术成份在其中，才可能满足未来生态文明社会需求。因此，在科学发展观与生态文明之间的确存在一个必须要辨明的问题：当科学技术带着前一个时代工业文明烙印和足迹，进入绿色文明社会之际，人们是否可以轻易地放弃先前固守那些理念呢？或者说，在科学发展观中如何生成出一个生态文明，生成出一个绿色科学技术呢？两者的悖论是显而易见的。你要不彻底放弃原先的科学技术，干脆重新寻找绿色科学技术；要么，你就从改良的科学技术中，寻找适合未来生态科学技术，两者必具其一；否则，谈生态文明，或者说绿色科学技术，都是不可能的。因为，当科学技术本身是环境生态破坏的最大危险时，你无法摆脱这个悖论所设置下圈套；所以说，一方面谈科学发展观时，一方面还要说生态文明，这本身是理论上不彻底的表现。人们不可能利用科学技术本身选择生态文明，如果可能，就必须要放弃那些显然不符合现实提法，因为，它违背了历史统一性，出现了逻辑上矛盾性，这种前后不一致性会影响人们认识判断；科学和技术是造成当前生态危机主要原因之一，科学技术中能否发展出一个生态科学支撑起未来的社会，人们也仍旧不清楚，或者说，就生态文明与科学本身发展关系来说，人们不会放弃科学，选择没有科学介入的生态社会，那无疑是返回到原始时代，这是不可取得。当我们提倡科学发展观时，我们自然是在否定先前工业文明，否定那个由科学技术带来的环境灾难，否定先前那社会文化制度带给自然破坏。对这些问题质疑起因于，科学技术本身是造成环境破坏最大原因之一，在大力继续坚持科学发展观的同时，人们如何对这个悖论中的问题，既要保持清醒头脑又能够清除由此引起的混乱意识。说白了，就是利用科学技术本身去建成一个生态文明社会，利用科学发展观去建设一个绿色未来，这是否可能？我们仍旧坚持科学发展观，这是否与生态文明冲突呢？生态文明出现在当代社会并非偶然，面对世界日益深陷环境灾难现状，人们才从反思现代工业文明中开始寻找新的人类发展方向，生态文明是这个新方向，但是，如何处理科学与生态之间关系和矛盾，是标志未来能否健康发展的问题关键。如若不是科学技术本身带来强大力量，改变了整个自然面貌，改变了环境，改变了生态，人类恐怕永远都不会意识到人与自然的危机；强大科技力量，让整个生态环境处在人类技术干预和破坏之下，科学发展观仍旧是这一最为重要思想来源；这就是说，人类科技力量超越了自然最初设定界线之后，科学的发展就是导致环境恶化的最终原因。在这样条件下，谈科学发展观，如果不清楚界定其内涵，容易造成思想的混乱，影响人们对生态文明理解，影响人们对未来社会判断。科学技术在生态文明选择中究竟处在什么地位？什么样科学发展观能够满足人类生态文明需求？在科学技术前提下，是否具有生态文明选择性前提条件？把科学技术控制在何种范围之内，才能为人类造就一个绿色社会文明？一个借助现有的科学技术达到绿色文明、或者说生态社会时代，还是通过另外方式文明与技术的创造途径，用很少科学技术含量达到生态文明，其中，在如何确定科学技术对生态文明地位上，这仍然是一个不能够回避的问题。（ 2007-10-31）; 个人分类: 生态人生4:生态文明|4499 次阅读|0 个评论

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