[提要] 大地构速学是当代地质学的中轴，正是它的发展导致了一场轰轰烈烈的地学革命。历史上，曾经流行过各种不同哲学观点的大地构造理论和假说，这篇评述文章（选自苏联著名大地构速学家V. V. 别洛乌索夫的经典著作《大地构造学》）此文勾勒了大地构速学思想发展的历史概貌。在学术上，别洛乌索夫是个坚定的垂直运动论者，对板块构造有不同的看法，他的这种态度在本文中有明显的表现。

十八世纪以前的大地构造学

大地构造学的发展始终是与地球科学各科的进展息息相关的，起初是与地质学，近来则与地质、地球物理以及地球化学不可分割了。科学地质学的崛起必须回溯到十八世纪，那时采矿业已经发展，为了找矿开矿，了解地壳构造便成为一种实际需要。

到了十六世纪，贸易关系的发展需要金属铸造钱币，打制武器以及用作其他用途，于是地质科学开始从教堂神条的束缚之中挣脱出来。最初是通过对构造样式，特别是对矿脉所进行的研究积累了经验。十六世纪初的德国矿物学家和采矿工程师G. 阿格里可拉（Georgius Agricola，1494 ~ 1555）写的《论金属》（D? Re Metallica）便是集这些经验之巨著。

几乎是在同时，伟大的科学家和艺术家L. 达芬奇（Leonardo da Vinci，1452 ~ 1520）正在意大利北部主持运河开掘工作，根据对揭露出来的岩石系列的观察，他提出了一些他那个时代尚未有过的想法。例如，地球上的岩石是以层状产出的就是他确立的。

十七世纪当中，最伟大的地质人物是N. 史登诺（Nicolaus Steno，1638 ~ 1686），他是一位大半生在意大利度过的丹麦人。史登诺认定，在山脉中，岩石层可以从沟谷的两侧追溯看到。据此他建立了地层延伸原理。

在十七世纪和十八世纪交界之际，G. 莱布尼兹（G. Leibnitz，1646 ~ 1716）第一次提出地球起初是熔融的，然后才渐渐冷却下来，而且冷却是不均匀的，并有不规则的东西和空缺形成，因此在我们这颗行星的表面就出现了山脉与沟谷。

虽然英国科学家R. 胡克（Roberf Hook，1645 ~ 1703）有关地球的那本著作出现在十八世纪初，但实际上却属于前一世纪。可以说正是这本书结束了大地构造学的这个前身阶段。胡克的著作形式上专论地震，但内容却包罗万象。它使地球表面曾经经历过千变万化这一思想第一次载入了科学文献。

我们可以看到，到十八世纪初地球科学所积累的资料已足以断定地球表面的历史是复杂的，且曾经经历过多次上升下陷的变化。

十八世纪的大地构造学

十八世纪是最早进行广泛区域地质调查的时代。在这个世纪来临时，英国地质学家J. 斯特S奇（John Strachey，1671 ~ 1743）就已经对英国一些煤田的地质构造作了详细的描述。

大约也是在这时候，H. B. 德 · 索修尔（Horace Benedict de Saussure，瑞士地质学家，1740 ~ 1799）正在研究阿尔卑斯的地质构造；J. G. 勒曼（J. G. Lehmann，德国地质学家，卒于1767年）和医生G. H. 富克泽尔（G. H. Fuchsel，1722 ~ 1773）已描述了萨克森和图林根地区的地质构造；法国也出现了最早的区域地质学家J. 盖塔尔（Jean Guettard，曾任奥良公爵的医生，1715-1786）和N. 德马雷（Nicolas Desmaresf，曾任工业总监，1725 ~ 1815）。

区域地质资料是对我们现在称之为大地构造学这门地质学分支进行早期科学概括的基础。

在这一点上，我们必须首先提到伟大的俄罗斯科学家M. 罗蒙诺索夫（Michael Lomonosov，1711 ~ 1765）的著作。罗蒙诺索夫通常被视为大地构造学之父，认为是他建立了最早的科学大地构造学概念。

罗蒙诺索夫的理论集中在《论地层》（On the Earth's Strata）这本书中。他得出的结论是改变地球面貌的动力内外兼具。内部的“作用”就是地震，其使地球表面隆起、沉陷、海岸线变迁以及山脉形成和消失。

大地构造学的一般概念的进一步演变则是与赫顿（Scotsman James Hutton，英国地质学家、1726 ~ 1797）的贡献分不开的。在《地球的理论》一书中，赫顿早已十分明确地指出，要解释各种地质现象只能求助于现在仍可以观察到的那些自然力的作用。

在地球的年龄问题上，作为演化论思想的积极倡导者的赫顿，旗帜鲜明，勇敢地站出来延长了地质年代的时间界限，他认为地质年代是无限长的，并且声明他在自然界既不能找到地质时间开始的征兆，也无法寻见结束的标记。

到十八世纪末，英国地质学家W · 史密斯（William Smith，1769 ~ 1839）阐明了化石的地层学意义。这一发现使“地球构造学”调查（这种调查仅能探知岩石的成分）有可能上升成地质学研究和按照年龄划分岩石，即能使地质学家能正确地描述地质作用的发生顺序和解释地质构造现象，因此是它预定了地质学后来的发展，推动了作为一门科学的地史学的前进。

十九世纪的大地构造学

罗蒙诺索夫和赫顿根据地壳作用特征提出的见解一度构成了能够称作“上隆假说”的这一大地构造学概念的支柱。在十九世纪初，上隆假说通过后人的研究有了发展，特别是L. 冯布赫（Leofrold von Buch，德国地质学家，1774 ~ 1852）给这一假说充实了较为翔实的内容。

在研究火山锥构造时，冯 · 布赫注意到火山锥是由火山口向火山边缘倾斜的岩层构成。

冯 · 布赫认为，各种深成结晶岩石，主要是花岗岩的向上侵入作用是引起山脉上隆的直接原因。

直到十九世纪中期，上隆假说一直在大地构造学中占据优势；然而，山脉构造资料的积累终于使人们抛弃了这个当时盛行的假说。

十九世纪中期，一种新的大地构造假说问世了。这个假说称作地球收缩假说（即地球压缩假说），它不仅取代了上隆假说，而且几乎到二十世纪二十年代来一直风靡于地质界。

当时，至少有两个背景条件给这一假说定下了基调：（1）褶皱构造的几何学研究取得了进展；（2）根据拉普拉斯（Laplace）太阳系起源假说认识了宇宙。褶皱区的研究导致掌握了褶皱的几何学规律。拉普拉斯假说推断了包括地球在内的太阳系的起源，提出太阳系源于一团炽热的星云，它的行星的后来的整个演化表现为冷却、固化和体积的收缩。

收缩假说最早是在1830年由法国地质学家E. 德 · 博蒙特（Elie de Beaumont，1798 ~ 1874）提出，而德 · 博蒙特公布它的全部内容是在I860年。根据收缩假说，地球是处于冷却收缩状态。它的外壳早已尽可能快地冷却下来，体积不再缩小。但是，地球内部仍没有完全固化，还在不断地冷却收缩。由此而产生的结果是，先形成的地壳过大，与收缩着的地核不相适应，从而迫使地表下陷、收缩、弯曲，形成褶皱。

地表褶皱形变现象的这种不一致性的原因是由奥地利著名地质学家修斯（Eduard Suess，1831 ~ 1914）找到的。他通过将地壳分成刚性和塑性两类对此作出了解释。根据这一概念，修斯发表了一本有关地球构造的巨著，题为《地球之面貌》。

瑞士地质学家海姆（Alberf Heim，1849 ~ 1937）在七十年代发表了有关造山作用机制的研究成果，从地壳的水平收缩假说出发探讨了褶皱作用的力学原理，稍后，法国地质学家M. A · 贝特兰（Marcel A. Bertrand，1847 ~ 1907）根据角度不整合分析，确定了主要褶皱幕的期次性特点，区分出了不同年龄的褶皱带，引进了褶皱带按前寒武纪（休伦期）、加里东期、海西期、阿尔卑斯期的划分方法。

收缩假说还是产生现在仍有很大价值的地槽理论的温床。十九世纪中叶，美国地质学家J. 霍尔（James Hall，1811 ~ 1898）最先注意到，褶皱区的沉积物厚度要大于地层未扰乱地区，即地台。不久后——十九世纪七十年代，另一位美国地质学家J · D · 丹纳（James Dwight Dana，1813 ~ 1895）系统地阐述了地槽理论的基本原理，认为经过水平挤压力的作用，地壳中会形成巨大的槽谷。

后来，E · 奥格（Emile Haug，法国地质学家，1851 ~ 1927）、E · 阿尔岗（Emile Argand，瑞士地质学家，1879 ~ 1940）完善了地槽理论。

十九世纪快要结束之时，俄国地质学家A · P · 卡尔宾斯基（A. P. Karpinsky，1847 ~ 1936）发表了专论俄国的东欧部分，即俄罗斯地台或东欧地台地质构造发展史的著作，它具有着特殊的意义。通过研究该地台不同年龄沉积物的岩相和编制古地理图，卡尔宾斯基论述了它的振荡运动史，注意到“它的振荡运动方向差不多始终平行于高加索山脉和乌拉尔山脉的山脊”。

总之，十九世纪是伴随着收缩说大获成功的凯歌声而流逝。由于它为把构造成因同地球的普遍冷却作用联系起来提供了依据，所以大大地促进了对褶皱构造全部特征的详细研究，并且告诉地质学家应当全面地考虑地壳发展的形式。

二十世纪前五十年的大地构造学

从二十世纪开始至六十年代，大地构造学的发展可以划分为几个主要阶段。

本世纪头三十年是以占统治地位的收缩说逐渐走上下坡路为特征。到二十年代末，收缩说几乎完全失去了它的科学价值。

对收缩说的第一个打击是本世纪初发现了放射性现象。这种现象证明是地球内部热量的一个有效来源。这个发现首先引起了人们对收缩说必不可少的冷却作用的可能性产生怀疑，然后将它批驳得毫无立足之地。

这个发现还动摇了人们对拉普拉斯的宇宙起源假说的信任。一些认为地球是由一大团冷的从来没有过熔融的微粒形成，并且是朝着变热而不是冷却的方向发展演化的观点开始萌生。

由于收缩说仅仅利用了地壳的普遍挤压作用，不可能圆满地解释全部构造现象，所以人们开始寻求新的假说，尤其是假定地壳中的挤压和拉张作用交替进行的新假说。三十年代初，美国地质学家W · 布赫（Walter Bucher）提出了地球脉动假说。这一假说把地球史描述成一部挤压阶段和拉张阶段的连续交替史。在拉张阶段，地壳拉伸，塑性越大的地块拉伸就越强烈，于是原先的位置上便形成“地峡”，在地表上表现为槽谷。这些槽谷就是地槽。然后它们被沉积物充填。到了挤压阶段，这些塑性相同的地带就变形形成褶皱。

1940年，苏联科学家V. A. 奥勃鲁契夫（V. A. Obruchev，1863 ~ 1956）和M. A. 乌索夫、M. A. Usov，1883 ~ 1949）也提出了自成一体的但实质上跟布赫假说十分相似的脉动说。

1930年，德国地质学家E · 哈尔曼（E. Haarman，1882 ~ 1945）发表了《振荡理论》（Theory of Oscillations）一书。他把地壳的垂直（振荡）运动叫做原生构造成因，由地层的水平挤压产生的褶皱作用叫做次生构造成因。振荡运动是由壳下基层的某种性质不明的作用产生。结果是使地壳的一些地段抬升，另一些下沉。

这种见识多少继承了A · 里尔（A. Reier）1888年最早提出的“重力褶皱作用”观点。

荷兰大地构造学家R. W. 范贝梅伦（Reinout Willem van Bemmelen，1904 ~ ）在三十年代对垂直力是原生的，水平挤压和拉张现象属次生的这种认识作了极有价值的深掘。

范贝梅伦根据波动说解释了印度尼西亚、阿尔卑斯山以及一些其他褶皱区的地质构造结构印发展。

试图解释大陆和大洋之下地壳的差异，同时从大陆资料的束缚中挣脱出来，在某种程度上将大洋地质现象引用到大地构造学说中的愿望，最早体现在大陆水平运动（漂移）假说中，这一假说1910年由泰勒（Taylor）勾勒了一个雏形，1915年由德国地球物理学家A · 魏格纳（Alfred Wegener，1880 ~ 1930）作了比较完整的阐述。

魏格纳的大陆漂移说是基于多方面的论据：（1）它依据了有关表明大陆和大洋地壳差异的地球物理资料。（2）众多大陆的轮廓上的相似性是漂移说的重要论据，是它鼓励了把众多大陆拼合成一块几乎天衣无缝的巨陆这一想法的产生。大西洋两岸的相似性最为典型，能够轻而易举地拼合起来。（3）它针对了现在被大洋隔开的大陆上的地质构造特点的相似性，这种相似性发现于隔大西洋相望的南美和非洲。（4）它谋取了古气候恢复资料的支持。

大陆漂移说一问世即引起巨大的轰动，但在二三十年代，围绕发生大陆漂移可能性的大量讨论有利于它的反对派，许多人认为漂移说完全可以驳倒，是一个过于神乎其神的观点。事实上，漂移说在杰出的科学家当中始终不乏支持者。他们力图改进漂移说，用新论据把它串织起来，并力图使它较为合理地同深部作用联系到一起。

到六十年代，大陆漂移概念以修订的形式出现，充实了称作“海底扩张”，“板块构造”或“全球构造”时这些最新思想后，它不仅令人吃惊地振兴起来，而且被广泛地接受了。

大陆轮廓上的相似性除了鼓励产生有关大陆漂移的主张外，还引起了地球体积有过大规模增加这—假说的出现。这一假说是由匈牙利地球物理家L · 埃及德（La?zló Egyed）在五十年代提出的，它认为原始地球很小，它的表面积等于各大陆的总面积，而大陆是一个整块，盖住了整个地球。当时地球的半径小于4000公里。核部的物质极为致密，密度高达17克/厘米³。这种密度相是在某种特殊的宇宙条件下形成的，被证明在地球上是不稳定的，所以随着地球体积的增加，它逐渐变成密度较小的相。当由这种低密度相物质组成的地幔到达大陆中间的表层时，这一块大陆盖层便裂开分离成一些单独的大陆，随着它们的运动，这些大陆越离越远，于是形成了洋底。这一假说一度引起许多反对。

至于苏联，四十年末期和五十年代，大多数大地构造学家赞成垂直力和垂直运动为主而水平挤压和拉张产生的形变为次的思想。在其他方面，苏联学者普遍要求理论概括应有事实论证，怀疑纯粹由思辨建立起来的假说，偏重用历史的方法研究大地构造现象，以及努力探索可以把各种大地构造过程联系起来的模式等等。

对近年来大地构造学发展的评述

五十年代和六十年代早期，大地构造学的发展具有与以往完全不同的特点，这是由下列三种情况所决定的：（1）在有关地球深部——以前这是达不到的——的结构成分研究方面，地球物理学和地球化学取得了进展；（2）洋底研究取得了进展；（3）—批受过数理而不是地质训练的专家进入了大地构造学领域，新人物使用新方法，对地质学提出了新的科学见解。

在过去几十年里，有关地球内部的地球物理和地球化学研究，进展一直相当缓慢；但在五十年代和六十年代却异军突起，对壳下结构以及内部过程的认识发生了也许可称之谓突破的变化。妨碍地球内部探索的种种屏障突然间拆除了，我们开始熟悉一种由相当具体的岩石所组成并由普普通通的物理化学定律所支配的特定的地幔，而不再是原先那种由远不可及的“硅镁”组成的不可思议的深位物质了，由于技术水平的提高，人们发现了深部——至少达到上地幔最上部——物质的成分和性质具有横向不均一性。

这样一来，大地构造学再也不只是一门地质科学，而是一门更为广阔的科学的组成部分了，这门更为广阔的科学是关于地球深部和内生过程的科学，是把现代技术方法与地质、地球物理和地球化学资料结合起来的科学。这门关于地球的综合科学取名为“地球学”（geonomy）。虽然它现在刚刚出土，但它的发展壮大、它的概括能力会得到增强却是毫无疑问的。

—直到五十年代早期，论述地球构造的文献几乎都不谈海洋方面的问题，尽管人们都知道地球表面的三分之二为大洋所占据。那时候，缺少海底构造方面的资料。

五十年代中期，海底构造研究中出现了高效率的地球物理新方法。六十年代，组织深海钻探——至少钻透松散沉积物——证明已有可能。海洋研究船的数量大量增加，海洋开始得到系统深入的研究。

近年来广泛流行的、为新研究者们推崇的有关构造圈演化的理论体系通常称之谓“新全球构造。”这个由“海底扩张”和“板块构造”两大部分组成的理论已为大家所熟知。这种理论体系的产生是对洋底研究得到的新资料进行领会并尝试串织起来的结果。在我看来，它的矛盾如此之多足以使我对“新全球构造”的整个理论体系采取一种否定的态度。但是，在我们这个时代，这些思想竟然被广泛地接受了！

在作者看来，我们的方向是，应该寻找能够代替“新全球构造”的真正具有普遍性意义的关于地球深部及其内生过程的假说。

[译自Geo tectonics，1980，276 ~ 304页]