一般說來,地殼是堅硬而脆的岩石圈,大陸地殼厚達30~70公裏。上部是花崗岩,下部是玄武岩。花崗岩是地殼表層內孤立的岩塊,因不連續,不成為地殼層圈。玄武岩連續成為層圈,不僅為大陸地殼,也是海洋地殼,厚度隻有5~8公裏。花崗岩地殼內含矽鋁元素較多,比重較小,叫做矽鋁層。玄武岩地殼內含矽鎂元素較多,比重較大,叫做矽鎂層。玄武岩地殼以下是上文所述的莫霍麵。這麵也有相當的層厚,並不那麼簡單。莫霍麵是震波中縱波(p波或初波)加速的起點。縱波在玄武岩地殼內平均每秒前進不到7公裏。越過莫霍麵以後,每秒可前進8公裏。莫霍麵下方就是地幔。地幔的表層由於溫度升高,已超過1000℃,而壓力又未加大,岩石質具有塑態,可以流動。這一流動層叫做“軟流圈”。軟流圈內物質的流動依舊受地心引力的作用。流速很小,每年可達0.5厘米或1厘米。不要小看這1厘米,100萬年在地球星曆史上是很短暫的,然而高熱的岩漿上升已有10公裏。這一股子衝力可以突破8公裏厚的洋殼,出現大裂縫,形成大洋中脊,例如大西洋中脊(Mid-AtlanticRidge),兩側的洋殼卻會因受地心引力而移動。

據魏格納的推想,二迭紀以後,赤道以南有岡瓦納大陸。這大陸以非洲為中心,周圍連接許多地塊。白堊紀時南美大陸離開非洲,向西漂移,愈漂愈遠,中間出現大西洋。這大西洋洋底的構造,下部是新生代玄武岩洋殼,上部是新生代沉積層,年代都不古老。魏格納的設想發表於1921年。到1968年,法國人勒皮瓊創立板塊運動假說,大陸漂移的現象又得到新的解釋,更引人注意。因此地心引力和岩漿活動對於板塊移動的關係顯得更為重要。下文說明勒皮瓊的六大板塊。

勒皮瓊創立的六大板塊說1968年勒皮瓊發表的六大板塊說,如下述。

歐亞板塊(EurasianPlate)。範圍包括歐大陸,北有東部北冰洋,西有大西洋的東北部,東有太平洋海溝帶以西部分。菲律賓板塊位於亞洲大陸斜坡,雖然它介於兩條海溝帶之間,又是中板塊,但在位置上也屬於歐亞板塊一部分。菲律賓群島是陸殼,不是洋殼,不能列入太平洋板塊以內。歐亞板塊包括歐洲板塊、中國板塊、伊朗板塊、土耳其板塊,這些板塊的邊緣都有山脈包圍著。

印度洋板塊(IndianOceanPlate)。這一地區以前是岡瓦納大陸。後來大陸沉降,剩下的兩個殘塊,一為澳大利亞,一為印度板塊,都是古陸的殘餘。印度洋中部海嶺,叫做印度洋中脊,中脊以西屬於非洲板塊,中脊以東屬於印度洋板塊。又,阿拉伯半島與非洲之間出現紅海裂穀,自成一板塊。在性質上,阿拉伯板塊依舊屬於非洲板塊,但紅海裂穀為西北-東南向,與印度洋中脊大裂穀互相連接,從這一點來看,阿拉伯板塊應該列入印度洋板塊內。阿拉伯、印度和澳大利亞三個板塊十分古老。澳大利亞中部有一古老岩塊叫做艾爾斯岩塊(AyersRock)是前寒武紀內一座傾斜極陡的古砂岩。

美洲板塊(AmericanPlate)。美洲板塊形狀完整。除包括北美大陸、南美大陸和西印度群島外,尚包括大西洋西半部及北冰洋西半部。東界是大西洋中脊。西接太平洋板塊。這西界又可分為南北兩段。

北段:為太平洋板塊。這板塊東北邊緣向東移,俯衝而侵入北美板塊西部邊緣下方,兩板塊互相撞擊而有破損。受破損的區域約有10多萬平方公裏,叫做胡安德富卡板塊(JuanDeFucaPlate)。這板塊北起加拿大溫哥華島(Van-couverIsland)海床,南至加利福尼亞州沿海北部海床。由此向南就是加州居民最關心的聖安德烈斯斷層(SanAndresFault),這斷層近年來尚為安定。

南段:太平洋板塊與中美洲之間有科科斯板塊(CocosPlate),與南美洲板塊之間有納斯卡板塊(NazcaPlate)。這兩個板塊都是中板塊,也都是太平洋板塊的一部分。由於地殼下方有岩漿上升,成為“岩漿柱”,衝破洋殼,出現太平洋中脊。這中脊的上部無裂穀,而有平頂山。據說這是已中止活動的現象。中脊以東是科科斯板塊及納斯卡板塊。由於岩漿上衝,洋殼不安定,常有地震。墨西哥有地震,哥倫比亞有火山爆發,都不是偶然的事。

美洲板塊可分為北美板塊和南美板塊。距今1.7億年前北美板塊與歐亞板塊尚是聯合古陸的一部分,到白堊紀才分開。北美板塊向西移,其間出現大西洋。南美板塊與非洲板塊在侏羅紀之末已開始分裂而向西移,其間正是新出現的大西洋。

非洲板塊(AfricanPlate)。這是聯合古陸的中心,比較安定。勒皮瓊規定非洲板塊的四界為東至印度洋中脊,西至大西洋中脊的南段,北至阿爾卑斯山脈,南至南極洲板塊邊緣。由於南美板塊西移,非洲板塊受震蕩,出現東非裂穀。這裂穀不深,未達到地幔,非洲依舊是一個完整的板塊。

太平洋板塊(PacificPlate)。這是完全由洋殼構成的板塊,範圍最廣。東界是東太平洋中脊(EastPacificRidge)。這中脊是南北方向。新西蘭與南美洲之間,海麵上有一係列南北成行的小島,島的下方就是中脊,頂部無裂穀。中脊附近洋殼最新,由此向西,愈西洋殼愈老,到太平洋西部,洋殼最老,最老也不超過中生代。遇到亞洲板塊,由於比重較大,且位置低下,就向下俯衝成為俯衝帶,沉降於地幔層內。洋底出現深海溝,最深的地區叫做海淵(deep)。著名的海溝有菲律賓海溝、馬裏亞納海溝、湯加海溝,向西北去,尚有日本海溝及阿留申海溝。

南極洲板塊(AntarcticPlate)。南極洲板塊位於南極之上,比較穩定,屬於寧靜型。可用以察看其他板塊的移動。其他板塊每年移動的距離由2厘米到20厘米不等。

鑽深洞可知板塊如何移動地質學家為求了解地下構造與板塊移動的關係,大多主張向地下鑽深洞。由陸地表麵向下鑽洞,或由海床表麵向下鑽洞,采取岩石樣品,以求了解地下深處岩層的溫度、熱的傳導、壓力、地心引力的差異、液體壓力、磁場變化及傳電性質。

資力雄厚的國家競相鑽探。蘇聯領先,已在芬蘭以東蘇聯境內的科拉半島上鑽成12公裏深的洞。聯邦德國計劃鑽14公裏深的洞。據說瑞典已鑽成一深達7.5公裏的洞。證實地下石油和天然氣的來源不是有機質的分解,而是一團碳氫化合物被掩蓋。

眾所周知,兩手互相摩擦,可以發熱。如果兩個板塊相遇,互相摩擦,也必然生熱。深洞內岩塊如有高熱,可以推知地下板塊正在移動。在洋底鑽洞,可以測知新洋殼已出現,舊洋殼將摧毀。

西藏高原受板塊擠壓而隆起中國西南部有許多條略成東西向的大山脈,由北向南有阿爾金山脈、昆侖山脈、唐古拉山脈、岡底斯山脈和喜馬拉雅山脈。這些山脈高峻、寬廣而長,都是大山脈。它們的生長愈北愈老,愈南愈幼。阿爾金山出現最早,喜馬拉雅山出現最晚。前者約在4億年前相當於古生代。後者出現最晚,距今隻有1000萬到2000萬年左右(第三紀)。可是當喜馬拉雅造山運動開始發生時,喜馬拉雅山脈立即隆起上升。它北麵的岡底斯山脈及更北的各大山脈(包括阿爾金山脈)一一跟著上升,造成空前未有的大山脈群。不僅中國境內山脈受影響而上升,緬甸境內的阿拉幹山脈和阿富汗境內興都庫什山脈也一一升起,遠至台灣的台灣山脈(在台灣境內叫做中央山脈)也隆起上升。它們上升的動力從什麼地方得來?答案是:印度板塊猛力碰撞中國板塊的緣故。中國板塊是歐亞板塊的骨幹,印度板塊向北一撞,撞到西藏高原下方,使西藏高原升高,也使雲貴高原升高,陝甘黃土高原也輕微地升高。可見印度板塊的力量之大。

西藏地區在第三紀以前是一片準平原,南濱古地中海,溫暖多雨,森林茂密。印度板塊向北移,衝力很大,把海床沉積物掀起、擠壓,使它發生褶皺,高出海麵。本來是一條東西向的大海,經這麼一擠,就成為一條東西向的大山脈。開始時,山還不很高。後來,印度板塊繼續北進,俯衝插入西藏高原下方,西藏地區由準平原逐漸升高而成為高原。當它還是準平原時,北方的山脈尚不很高,西伯利亞高氣壓中心並不明顯,亞洲季風尚未形成。當喜馬拉雅山脈成為高山時,西藏高原上多條東西方向大山脈阻止冬季西伯利亞高氣壓氣流南下,使之不能進入印度洋,而改變為西北季風,吹向華北及日本群島。夏季內,印度洋西南季風也不能吹入西藏高原。西藏高原由於高度增加,氣溫降低,成為冷區;又由於西南季風不能吹入,水汽進不來,又成為幹區。西藏地區由溫暖多雨、森林茂密的地理景觀一變而為荒寒幹燥的大高原。喜馬拉雅山脈是氣候上的大障壁,南側坡多雨而又多森林,北側坡幹寒無植物。在交通方麵,喜馬拉雅山脈已形成南北往來的一道不易逾越的高牆。

板塊運動與地震火山爆發可以出現地震。這一類屬於淺源地震,即“震源”(focus)在地麵下不過數公裏深。通常試驗地下核爆炸,或探測海底油源的爆炸都屬淺源地震範圍,威力都不大。另一種是深源地震,震源在地麵下數十公裏或數百公裏,或者更深,其震動強烈,災區廣大。這樣的大規模地震,由於板塊有移動,往日叫做斷層地震。所謂斷層就是板塊移動的結果。因板塊運動而形成開裂的斷層線非常長。1985年墨西哥的大地震,明顯地來自板塊互撞。1976年中國唐山突然出現斷層地震,也屬於板塊在地下深處的移動。如板塊在地下深處移動1厘米遠,地麵上可能就是一個大災難。

中國主要地震帶中國東半部接近太平洋地震帶,西半部接近歐亞新褶皺山脈地震帶。因此,東西兩半部都有地震。主要地震帶有五個:(A)台灣地震帶。這是地震出現次數最多的地區;(B)燕山與太行山地震帶;(C)陝甘地震帶;(D)滇西地震帶;(E)喜馬拉雅山地震帶。1920年,中國西部固原、海原、通渭等縣出現大地震,住宅全部掃平,死者10多萬。

預報地震難要預報地震何時發生是很難的。中國有一次預報成功,時為1975年2月4日,震區在營口及海城。卻未能預報1976年7月27日唐山大地震。如果是淺源地震,在地震將要發生之前,地層已有輕微震顫,或者地下有熱氣上升,住在洞穴以內的小動物受岩石顫動,或受地熱幹憂,不能安居而逃出洞外。如發現大量動物從洞穴中外逃,可能要有地震,必須立即開始采取措施。如果屬於深源地震,由軟流圈內“岩漿柱”上衝,引起板塊移動,不易預測。小地震可能預測,大災難的地震不易測知。預報地震與預報天氣完全不同。天氣預報何時下雨,屆時如果不下雨,也沒有人過問。如果預報有大地震,人皆外逃,工作停頓,屆時又不敢回來,怕遇上地震,如報不準,這時就會怨聲載道。美國聖安德烈斯斷層如果移動,就要出現大地震。地震專家鑽深洞,察知岩層未熱。如果板塊移動,岩層必熱;岩層未熱,就是地層安定而未移動,不會出現大地震。日本有許多小地震,但無大地震。日本人研究地震預報,已有數十年之久,成就不顯著。但日本已發展抗震方法,使用抗震材料與抗震設計,改善建築物,尤其注意改善發電廠、蓄水池、橋梁、隧道、碼頭、醫院、學校、大會堂及體育場等建築物。

地殼演化各期長短

隱生宙和顯生宙地質時期由地殼成立時開始,距今約45億年。地殼出現以前是天文時期,由質點算起可超過50億年。由距今5.75億年到距今46億年間是“前寒武紀”(PrecambrianPeriod),約有39億年之久。這一大段時間叫做“隱生宙”(CryptozoicEon)。所謂“宙”(eon)是地質年代上最大的單位。所謂隱生,是說這39億年內已有生物,但在地層內卻找不到任何證據,生物遺骸完全隱藏在地層以內。在隱生宙內所建立的地層叫做“隱生宇”(CryptozoicEonothem),其中包括火成岩、沉積岩及變質岩。