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地质板块动力学
一、大陆板块与大洋板块的不同
板块的产生与运动是众多因素综合作用的结果。
1、大洋板块与大陆板块的核裂变元素丰度几乎相等，产热的功率相近，大陆板块偏大一些。大洋板块薄（5-10km）且本身就是被海水逐渐冷却产生的。当达到了吸热及自身产热与海水冷却速度平衡后，厚度不再变化；但是，大陆板块不同，厚度大（平均35km）、热传递能力差，产生的热能不能及时散失，温度逐渐升高——正常稳定大陆地壳底部为400-600℃,高于洋壳底部的150-200℃。这样，热胀造成隆起、断裂挤压变形。因此不能拥有太大的面积（存在一个大陆面积极限值Smax——我称之为刘文旺极限）。地下岩浆从断裂处溢出形成高原、山脉、火山等。当两侧板块在重力作用下产生下滑而分开后，海水涌进断裂带而产生新大洋板块。典型的事例就是东非高原的隆起、断裂产生东非大裂谷。这也是新的板块总是从陆地分裂中产生的原因。
组成太古宙的主要岩石系列奥长花岗岩---英云闪长岩---花岗闪长岩，根据同位素地球化学特征判断，它们是地幔派生的。地壳物质直接来源于地幔，这体现了板块的开裂地下岩浆溢出的存在。
中生代以来的钙碱性系列闪长岩—--英云闪长岩---花岗闪长岩，不是分布于太古宙地盾，而是分布于岛弧带和大陆边缘。从岩石87Sｒ／８６Ｓｒ初始比值（０.７０３－０.７０８）、Ｋ／Ｒｂ比值（２００－３００）及Ａｌ２Ｏ３/ＴｉＯ２比值（２０－３０）等地球化学特征判断，它们是地幔派生的，不是基底岩石重熔的产物。这也支援了上述地壳物质可以因出现断裂性扩张、物质溢出产生。
《美国大陆动力学研究的国家计画》指出：“在很多大陆地区，下伏在地壳之下的地幔上，……构成一个根或龙骨，并实际上构成一个长久的伸进到上地幔中的大陆井。”并还特别强调：“在北美下面，这一大陆根在大规模的S波层析研究中显示得很清楚”。
高速岩石圈为暗色调，位于加拿大地盾之下，达250－500公里。
大陆根的“直接样品”——捕虏岩的同位素研究表明，它们截然不同于大洋地幔的化学特征。它们延伸到至少180—200公km深度甚或更深的大陆之下。在非洲、大洋洲、亚洲都于地壳下发现有大陆根。有的甚至深到地内400公里以下，大大超过为大陆漂移提供漂移介质条件的软流圈的深度下限——地下250公里左右。这使地幔对流推动板块运动成为不可能。同时，这样的厚度却为其积累能量而抬升创造了条件。从而间接地证明了我下面提出的板块的产生与运动的理论的正确性。
二叠纪末，三叠纪初，导致西伯利亚地壳下方因富集岩浆而产生强烈的火山喷发，持续100万年的大面积岩浆出露，最终导致该地700万平方公里地壳龟裂→地壳龟裂导致大面积熔岩出露→与地表熔岩堆积，这体现了此时的原始劳亚古陆中存在热能的富集，产生了大规模的岩浆房。
2、大洋板块与大陆板块拥有的高度不同，隆起的大陆板块拥有较大的转动惯量，旋转角速度小、大洋板块拥有较小的转动惯量，角速度大，快于大陆板块的东向运动。因此，大陆板块的西侧受到大洋板块向东的挤压力，地下岩浆丰富的柔软地区隆起，大陆板块沿东西方向发生形变，产生南北方向分布的山脉、断裂带，因此，贯穿南北的断裂带主要发生于大陆的西侧。如南、北美洲的科迪勒拉山脉的产生等。这也是东非大裂谷、大西洋中脊、印度洋中脊、太平洋中脊呈南北方向分布的原因。环南极中脊是板块北移被动产生的，因此沿东西向分布。在最初的俯冲运动结束后，大陆东侧大洋板块逐渐远离大陆，向东运动。这就是在太平洋板块的西侧及亚洲大陆的东侧明显体现出拉张、断裂运动状态，在此断裂出了诸多的大陆岛、在太平洋西侧反常出现新生代的地质构造的原因。
3、完全一样地，在地球的南北半球大陆板块的分布也是不同的，大陆板块相对较多的一侧，转动惯量大，自转角速度小，运动速度相对滞后——偏西；大陆板块相对较少的一侧，转动惯量小，自转角速度大，运动速度相对超前——偏东。
二、板块的产生与运动理论
板块的产生与运动的机制：
（一）、板块产生与运动的能量是地球核裂变物质产生的热能。
地球板块的产生与运动过程，实际上是地球内部拥有的能量向外释放的过程。
地球演变能量主要表现为地热能
高山区布格重力负异常。根据引力与相互作用物体品质成正比的规律，高山区布格重力负异常表明山体之下存在低密度物质。这是物质体积膨胀造成的——高温热能的存在。这体现在火山爆发上——地下热岩浆溢出地表。现代科学对地热的研究表明：在远离大洋中脊及热点（实际上是不存在的。我们后面有分析）的正常大洋区和大陆区，地表平均热流值几乎相等，平均功率为2.2-2.4uw/ m2。
我们看地球热能产生的历史效果：
a、地球两极稍扁,赤道略鼓的外形变化。地球在绕日公转的同时,还在不停地自转,它的自转会导致地球表面的物体产生远离地球的趋势。根据物理学上的计算，地表物质受到的离心力,约为重力的1/300。而且，地表面的离心力在极点位置为最小值,在赤道位置为最大值，与地球两极稍扁,赤道略鼓的外形变化吻合。这表明地球物质（尤其是其内部物质）具有一定的流动性、可塑性。
b、地球表面存在大量的岩浆遗迹：哥伦比亚高原,玄武岩覆蓋面积达13万k㎡,熔岩厚度达100m，四川峨眉山玄武岩覆蓋了云南、贵州、四川三省邻接的广大地区。印度德干高原、西伯利亚地区地表曾存在大规模的岩浆溢出。玄武岩是熔岩喷出地表形成的,熔岩大面积于地表流动直接表明地表温度达到了熔岩温度。同时，地表玄武岩分布面积广,厚度大,表明形成时熔岩多。
遗憾的是在大洋底我们很少见到这种岩浆在板块上普遍存在的现象。
c、全球Ｒｂ-Ｓｒ地幔等时线。布洛克斯（C．Brooks）将各大洋海岛与冈瓦纳大陆拉斑玄武岩取87Sｒ／８６Ｓｒ与Ｒｂ/Ｓｒ比值的平均值进行作图，得到非常好的等时线，年龄为1620±55百万年。这表明，1620±55百万年前的地幔物质构成相同。而这种情况只存在于物质具有良好流动性,物质分子长时间自由扩散的情况下。所以,1620±55百万年前的大洋海岛与冈瓦纳大陆底部具有比玄武岩熔点更高的温度。
从地球内部穿过地壳来到地表的热量，称为地热流。在物理上将地球看成温度变化场，用每秒钟通过单位面积的热量来表示热流量。它是向量，可以表示成：
Q＝KgradT
即热流量Q为岩石的热传导率K和温度梯度gradT 的乘积，其单位为微卡/(厘米2•秒)，简写成 HFU。1HFU=41.87毫瓦/米2。在地球表面，由于海陆有很大差异，在海洋地区和大陆地区，所使用的测量手段和方法也不同，从而有海底热流测量和陆地热流测量之分。深海底层水的温度不随季节变化，所以在洋底测定热流值，没有必要穿透太深。而且海底沉积物的热传导率K 可以看成是各向同性的。这样,只要在海底表层不同深度上测定温度差,并取得海底沉积物样品以测定热传导率K，就可以求得热流量Q。
海底热流值不仅与地球的热活动有关，而且也是构造活动的一个指标。海底大地形是构造运动的直接反映，因此不同的海底地形单元有着不同的热流值特征。
a、大洋的热流量。在世界大洋地区热流的平均值为1.64±1.11HFU。太平洋的平均热流值(1.78±1.15HFU)高于大西洋(1.34±0.88HFU)和印度洋(1.54±1.18HFU)，这个情况说明太平洋的热活动性和构造活动性强。
b、大洋洋脊的热流量。大洋中高热流值区分布于大洋洋脊附近。东太平洋洋脊的热流平均值为2.26±1.71HFU,其脊轴两侧存在着两个宽50～90公里的异常高热流带，其间被宽100～150公里的高热流带所隔开，再向外为低热流带。高热流的大洋洋脊有浅源地震活动和条带状磁异常的存在。并伴有地震活动的海岭如皇帝海岭等处(热流值为 1.15±0.32HFU)则没有发现高热流带。大西洋中脊上有高于两侧盆地的热流值。雷克雅内斯洋脊上有两个热流峰值，与脊峰上的中央裂谷两侧地形相对应，并有条带状磁异常伴生。印度洋洋脊的热流值也高于平均值。
c、海沟的热流量。海沟地区的热流值一般为低值(小于1HFU),例如秘鲁-智利海沟、千岛海沟、汤加-克马德克海沟、新赫布里底海沟、日本海沟、琉球海沟、伊豆-小笠原海沟和马里亚纳海沟等。
深海盆的热流量。比各大洋的平均值低，太平洋为1.59±1.01HFU，大西洋为1.24±0.36HFU，印度洋为1.41±0.79HFU,其中以太平洋为高。深海盆自由空间重力异常近于零，几乎没有地震活动，与大洋洋脊和海沟相比属于构造活动稳定的地区。
经测定发现，海底热流的平均值与陆地热流的平均值几乎完全相等，都是1.5左右热流单位，但两者的来源不同。陆地、热流主要来自地壳中的放射性热，而海底热流则主要来自地幔深部的热。
地球内部是一个巨大的热量库，它的热量主要来源于地球内部放射性元素衰变。热量不断地流出地表。50年代，爱德华.布拉德（Edward Bullard）用热流探针穿入海底层测量温度梯度。测量的结果显示，通过太平洋洋壳由地球内部释放的热流比预期值高10倍，几乎与大陆热流相当。而大洋中脊的热流值更高，海沟处则比正常值低，这种热流分布体制表明，热流应是从大洋中脊上升，在海沟处下降。
这些事实的存在，体现的是大洋板块是在中脊处溢出的岩浆，在海水的冷却下逐渐产生大洋板快的过程，离中脊越远形成的时间越长，冷却降温越明显，所以一方面，板块的厚度逐渐增加，另一方面，随离开中脊越远温度越低热流值当然越来越小。而且其密度随温度的降低而增加，会产生下沉现象。这使其能在自身重力及海水的压力下产生下滑运动而向大陆板块下的俯冲。
（二）、板块的产生与运动的动力分析
1、板块的产生第一主要动力是地热产生的膨胀力，它是大陆板块隆起产生破裂形成不同的板块的根本原因。在这一过程中，地下核裂变材料产生的热能不断造成大陆板块的隆起，一方面，造成大陆板块产生破裂形成不同的潜在板块；另一方面，为板块的随后在自身重力作用下的运动提供了足够的重力势能。
地球上任何时期的地壳运动及大地构造事件，都对应着一定的板块膨胀隆起。这就证明了我的板块产生与运动理论——热涨隆起的大陆板块出现断裂，在已有旧大洋消失的前提下，断裂产生的大陆板块会迅速在自身重力作用下产生下滑运动。裂开的地方岩浆溢出后被海水冷却产生新的大洋板块理论的正确性；同时热膨胀、隆起会造成转动惯量增加，自传减速断裂后，转动惯量大的一方滞后运动，板块小的一方超前运动，这就造成了如下事实：大洋西侧都会逐渐形成扩张，产生新大洋。相应的大陆会出现坍塌产生断裂出的大陆岛及相应的平原。
2、板块产生与运动的第二主要动力，是板块自身的重力。地下裂变元素产生的能量造成大陆板块的热胀隆起，把热能转化为重力势能，涨裂产生的独立板块在自身的重力作用下产生下滑运动，这是板块的产生与运动的根本原因。
Q=mgh （1）
h=Q/mg （2）
F=mgsinα-mgcosαμ=mg(sinα-cosαμ) (3)
其中，Q为核裂变产生的热能、h为板块上升的高度、m为板块的品质、α为板块倾角、μ为摩擦系数。
现有的板块运动理论提出了板块在重力作用下产生板块运动，但没有给出其位于高地势的原因。若用挤压产生隆起，隆起产生重力下滑运动，而此运动又产生板块之间的挤压，进而再次产生隆起来加以解释，地球就成永动机了。
板块在自身重力作用下的下滑运动，主要体现在大西洋的不断扩张上。现阶段在大西洋板块的运动中还没有出现明显的俯冲运动（大西洋板块只在西欧出现一点俯冲迹象）。
3、不同板块有不同的转动惯量，因此，随地球自转速度不同就产生了彼此间的拉张、挤压等相互作用。
转动惯量:
I=mr2
这样，在地表上同样品质的板块，高度增加半径r增大，转动惯量迅速增加——按半径的平方规律变化。因此，相对于陆地而言，大洋板块拥有较小的转动惯量。 这样会促使大洋板块在自转过程中向东运动速度大于大陆板块，这就是太平洋板块出现中脊两侧的不对称性，以及太平洋板块向东挤压美洲大陆产生科迪勒拉山脉，而在太平洋西侧，从最初的向下俯冲产生对大陆的挤压作用，到出现逐渐远离大陆，溢出的岩浆在西太平洋产生新的大洋板块的现象。同时，由于大陆主要位于北半球，北半球转动惯量大于南半球的转动惯量，因此，出现南半球相对北半球向东移动，从而出现大西洋中脊在赤道地区的错开四千公里的现象。这也促进了南北美洲的分开。
转动惯量的不同，造成南半球相对于北半球呈整体东移及印度洋的扩张，在大西洋中脊产生明显的错开——约四千公里，具体见见下文分析。
4、由于自转的存在，离心力使地球表面的板块产生向赤道方向的运动，在不同板块之间产生挤压力的作用，并造成转换断层密度（单位长度的转换断层数）向赤道方向增大等现象。
F=mrω2
这个理在地球表面上：
如上图所示：离心力F1可分为垂直地表的F2= F1sinθ，这个力使物体的重量减小；沿切线方向的F3= F1cosθ这个力是物体产生想赤道方向的运动力，并在乡里扥板块之间产生挤压力。
这造成了大陆板块有向赤道地区移动的趋势，这主要产生了两个效应：一方面，造成转换断层密度（单位长度上转换断层数量，单位：条/千米）向赤道地区密度增加；另一方面，使地球发生两极稍扁,赤道略鼓的外形变化。地球的自转会导致地球表面的物体产生远离地球的趋势。根据物理学上离心力的计算公式,计算地表物质受到的离心力,约为重力的1/300。而且，地表面的离心力在极点位置为最小值,在赤道位置为最大值，与地球两极稍扁,赤道略鼓的外形变化吻合。见上图。
转换断层密度：单位长度上转换断测数量，单位条/千米。
计算公式：ρ=n/L
其中， n转化断层数、L转换断层长度，单位条/千米
5、地球的不同圈层之间存在角速度差，越往下自转角速度越大，产生地幔对地壳的向东的整体推力。
6、大洋板块与大陆板块下的岩浆，主要是伴随上地幔的东向运动。不存在从大洋中脊向大陆板块方向的地幔对流运动。相反，由于板块挤压作用，从而使岩浆从板块低端向板块的高端运动。在大洋板块下端存在从大陆边缘向大洋中脊方向的运动。这一点与传统的地幔对流说完全相反。而且它对大洋板块的运动具有抑制作用。同时填补了从大洋中脊溢出的岩浆产生新的大洋板块过程中损失的岩浆。这也是作为旧大洋的太平洋中脊的岩浆活动大于作为新大洋的大西洋、印度洋的原因。
存在整体地幔中的物质向新生大洋板块下的转移——连通器效应。这一效应使得太平洋板块的坍塌与大西洋的开裂在时间上出现一致性，使得两者的活动出现同步性。一方面大西洋的扩张挤压太平洋板块，促进其俯冲消失，另一方面，太平洋板块剧烈的俯冲消失的出现，为大西洋板块的扩张提供了空间，加速了其扩张的速度。
7、大陆板块隆起发生断裂而在自身重力作用下产生下滑运动后，彼此远离。新产生的大洋板块也处于较高的地势上，因此，也在自身重力作用下产生下滑运动。相反，原有的旧大洋板块，在海水及自身重力作用下不断下沉，尤其是在有新的大洋板块产生时，这里的大陆的彼此分开，会使这里的地下岩浆受到的压力减小，从而使其他地方的岩浆向此聚集。这样，就会造成旧大洋板块下的岩浆移向新大洋的地方，从而产生旧大洋板块在短时间下的剧烈下沉、俯冲消失。反过来，迅速消失的旧大洋板块又会促进新的大洋板块的扩张。当旧大洋板块消失后，相互离散的大陆会在这里聚集，而产生新的大陆板块。
这里，新大洋板块随两侧大陆一同重力下滑过程，就是人们发现的海底扩张现象。但它的起因不是地幔对流，而是自身重力产生的下滑运动。
当大陆主要位于某一半球时，这里的热涨抬升相对较强，从而在自身重力作用下从所在的半球移向另一半球。即从隆起断裂的半球，向坍塌缩小的半球运动。完全一样地，这种运动也会造成地下岩浆的反向运动——板块下岩浆从坍塌缩小的半球向隆起张裂的半球运动，从而使隆起断裂的半球地势增加，坍塌缩小的半球的地势更低，这样就更促进了板块从一半球向另一半球的移动。
另外，重力图上明显表明，下沉得地方重力场强，上升的地方重力场弱！这种现象证明了我的板块的形成与运动理论的正确性，核能造成的上升储存了重力势能，重力下滑是板块运动的基本形式，重力是运动的根本行动力！
8、地转偏向力是因为地球自转而产生的以地球经纬网为参照系的力，地转偏向力就是物理学中的科氏力（寇里奥利力）这种在沿地球表面方向的一个分力。是常被引入的第3类惯性力，前两类为平动惯性力和惯性离心力，当物体相对做匀速圆周的参考系有速度时，引入此力，由于比较复杂，很少被讲到，所以经常被人遗忘，运算式为 f=2mvωsinφ，
其中，m为物体品质、f为地转偏向力的大小、v为物体的水准运动速度分量、ω为地球自转的角速度、sin是正弦函数、φ为物件所处的纬度。
方向垂直于物体速度的水准分量方向，北半球向右，南半球向左。如下图所示。
应用举例：当我们在水槽中放水时等，都会看到在水面形成漩涡。这造成了流动的河流在北半球主要冲刷右侧河床，南半球相反。
我们知道南北长约15 900千米，因此不管是南半球还是北半球，由于水准地转偏向力的存在，不可能存在垂直于大洋中脊的上万公里长的地幔直线对流，这就否定了地幔对流说。
板块的重力下滑运动的存在，也会改变地球的转动惯量的分布，调整板块的位置。从而产生自转轴的变化造成不间断的极移现象。
我们知道，粘滞系数超过1023-1025泊得不能产生对流。杰佛里期测量出的上地幔粘滞系数为1026-1027泊因此不会发生地幔对流。摩根认为板块的运动是重力下滑，哈泊1975年计算发现重力作用比重计推力大7倍。因此，板块的运动主要动力就是其自身的重力。只是摩根没有给出板块抬升的主要机制。
此外。大陆上火山岩浆与海洋中的火山岩浆不一样，体现了我的板块的形成与运动产生于大陆热膨胀理论的正确！
参考资料：李喜先、董光璧、郭爱克、胡作玄、刘次全；《21世纪100个科学难题》
叶叔华《运动的地球》湖南科学技术出版社1997年6月第一版；
边兆祥、金以钟《板块构造评论》
张莹莹《气象学与气候学》 北京师范大学出版社1991年4月第一版
胡绍祥 《普通地质学》2014年8月第一版。
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