中國海洋大學李三忠教授著《微板塊構造》出版！構建超越板塊構造理論的新地學知識體系！

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1972 年之後，特別是1978 年中國改革開放以來，中國構造地質學界主要學習國際先進大地構造和構造地質學理念，先後掀起了大規模的逆衝推覆構造、走滑構造、伸展構造、變質核雜巖的研究，持續至今，取得了大量優秀成果。但如今，中國由地學大國成長爲地學強國，鄭永飛（2023） 提出中國要搶先構建“21 世紀板塊構造理論”，確實是新時代的呼喚。

在國家呼籲中國學者應建立原創理論的當下，筆者總結多年來“閱讀” 地球這本“地書”的心得，試圖發現並呈現一個“新地球”，並以此奉獻給感興趣的廣大同行和地球愛好者，渡己渡人，走向未來、走向未知。應當說，撰寫《微板塊構造》一書的靈感，還是來自海底科學研究。如傳統板塊構造理論的建立受惠于海洋地質和地球物理髮現一樣，海底科學新成就也是本書知識的源泉。

進入21 世紀，人類邁入了複雜科學的新時代，迎接第四次科學革命。第四次科學革命是依託系統科學、新老三論與超級計算機、量子計算機、人工智能、納米化學、生物醫藥、信息科學、數據科學等科學的技術集成與方法整合，從而形成了完整的實驗與系統二維度的科學體系。對於處於這個科技背景下的地球科學來說，從定性向定量快速發展，地球系統科學也得到高度重視，將不僅關注阿倫尼烏斯1896年首次推測化石能源燃燒會導致大氣二氧化碳增多從而引發“全球變暖” 的現今地球系統，而且深時地球系統中全球環境鉅變與微板塊運動耦合性的知識也必將得到拓展，碳構造必將成爲地球系統科學的候選理論（李三忠等，2023）。

爲此，撰寫《微板塊構造》的初心是:立足深時地球系統的理論構建，以系統論觀點，試圖構建超越板塊構造理論、體現四維固體地球理念的新地學知識體系——微板塊構造理論（Microplate Tectonics）。

《微板塊構造》試圖多途徑解決傳統板塊構造理論的三大難題，板塊起源問題歸結爲微幔塊—微洋塊—微陸塊系列演化過程，板內變形問題通過大板塊內鑲嵌的微陸塊之間克拉通化程度、微幔塊在地幔對流系統中的運動給予解決，板塊動力問題通過“自上而下” 的相變誘發的俯衝驅動新機制或終極的瑞利-泰勒不穩定給予解決。展望未來，筆者還要立足古今海洋，面向宇宙天地，在地球系統科學思想指導下，探索“碳構造” “氫構造” “氧構造” 理論，從宜居行星角度，認知並尋找40億年來生命與地球協同發展的新途徑；服務深海開發行動和海洋強國建設，採用人工智能、數據科學、超算等，開拓“元地球” 技術體系構建，數字孿生構建一個“新海底”，實現智能感知、精準勘探、數字預測，給世人呈現一個“新海洋”，也探索星際行星構造理論，努力發現星際海洋，爲人類祖孫後代永久發展積累新知。

▲ 基於岩石組成的微板塊三分方案（修改自Li et al. ，2023）

微板塊構造理論並不是板塊構造理論的救贖，而是需要衆多學者共同推動的板塊構造理論一次巨大拓展和一場範式變革，必將推動人類精細、準確利用地球一切可利用的，服務人類需求的方方面面，包括防震減災、氣候變化、關鍵礦產、能源供給、資源利用、環境健康、工程建設、交通航運等方面。

人類求存於地球的需求和慾望，更需要準確預測人類世地球的短週期行爲和環境，必將使“觸角” 深入到地球的每個“毛孔” 和“縫隙”，“吸盡” 一切可利用的人類“營養”。特別是，深海勘探、深海開發同時，佔地球表面三分之二的海洋應開發與保護並舉，因爲正如美國環保主義者西爾維婭▪厄爾所言“如果海洋有麻煩，我們就會有麻煩”。唯有開發與保護並舉，人類優秀文明成果纔可確保長久安全，而不會像地史期間5 次生物大滅絕那樣消失。

▲ 歐亞板塊南緣由兩個大陸型大板塊之間碰撞誘發的微陸塊及其擠出構造（Li S Z et al. ，2023）。箭頭爲GPS 速度方向，其長短表示擠出速率大小（GPS 數據主要據Vernant, 2015 修改，有補充）

地球是人類永久的家園和生活基地，隨着人類人口不斷增長，陸地自然資源越來越少，陸地空間資源也越來越擠，海洋無疑是未來開發的巨大空間資源。海洋潛力無窮，前景光明。現代海洋活動已遠遠超越遠古的“捕魚、鹽業、海運” 目的，進入了大規模開發“深藍” 牧場（海洋漁業）、“深藍” 能源（海洋石油、水合物和氫氣藏資源）、“深藍” 生命（深海和海底生物）、“深藍” 礦產（海底礦物資源）、“深藍” 藥庫（海洋藥物資源） 階段。同時，爲了地球健康，開啓實施“深藍” 碳匯（海洋負排放）、深海生境（海底生物羣落生態保護） 研究，牧海耕洋、深海開發時代已經來臨。海洋已成爲推動世界經濟和社會進一步發展的重要資源後盾、發展空間，正改變着人類的一切。

▲ 全球微板塊的OUC2022版本初步劃分方案（李三忠等, 2022a）

期待中國支持“微板塊構造” 國際大科學計劃；期待《微板塊構造》能爲中國海底科學，乃至地球科學，在參與國際學術競爭中贏得一席之地；也期待《微板塊構造》能切實服務國家深地、深海、深空開發計劃，爲中國造福，爲人類造福。

本書初稿始於2019 年，嘔心瀝血，歷時5 年整，由李三忠完成理論框架構建、系統整體、撰寫全書、不斷更新和修改完稿，索豔慧、劉博、周潔等協助清繪了大部分圖件並負責整理和統一了全部圖件，孫國正通讀了全稿。

▲《海底科學與技術》系列圖書

爲了全面反映微板塊構造理論核心內容，本書有些部分引用了前人優秀的論文、書籍中的圖件成果，精選、整合並重繪了500 多幅圖件，涉及內容龐大。本書以地球系統的理念，極力消化前人地球理論的優秀成果，重構了人類對地球探索的核心知識，特別是針對洋底動力學領域的知識。前幾年曾和同事整理、編著了《海底科學與技術》一系列教學參考書，這些教學參考書概括了板塊構造理論近60 年來的核心成就和基礎知識，是本書的重要補充和延伸閱讀。特別感謝很多同事、同行長期的支持和鼓勵，謹以此書奉獻給100 年慶典的中國海洋大學以及國內外同行，這裡面也有他們的默默支持、大量辛勞、歷史沉澱和學術結晶。

最後，要感謝以下項目聯合對本書出版給予的資助: 國家自然科學基金（42121005）、山東省泰山學者攀登計劃（TSPD20210305）、嶗山實驗室科技創新項目（LSKJ202204400）、深海圈層與地球系統教育部前沿科學中心重點項目（202172003）、國家自然科學基金委員會國家傑出青年基金項目（41325009） 等。

前人早就意識到，中國地質的一個顯著特徵就是“塊體小、造山帶多”。中國擁有得天獨厚的微板塊構造研究地域優勢，應當在此領域做出中國貢獻，提出中國理論，對傳統板塊構造理論三大難題（板塊起源、板內形變、板塊動力）作出中國解答。《微板塊構造》圍繞不同類型“微板塊”，從全球視野，海陸兼顧，以地球系統理念，系統總結岩石圈層次的伸展裂解系統、俯衝消減系統、洋脊增生系統、深海盆地系統、碰撞造山系統的微板塊等，也深入探討非岩石圈層次的深部地幔的微幔塊，地域涉及之廣泛，圈層涉及之多，令人耳目一新。微板塊構造研究明確追求的科學目標就是解決前述板塊構造理論三大難題，這不僅是洋底動力學要關注的科學目標，也是大陸動力學要集中攻關的研究目標，乃至行星動力學應重視的對象。特別是，前寒武紀板塊構造體制何因、何時、何地起始問題，是一個長期論爭而不得其解的難題。對陸殼起源難題，微板塊構造理論也做出了有益嘗試，提供了微幔塊、微洋塊到微陸塊進化的新途徑，也提出隨着地球熱演化階段不同，從非板塊體制，經初始板塊構造體制，到現代板塊構造體制的轉換機制。將微板塊構造理論推廣到深時地球系統中的構造問題應當是一個重大理論突破，也必將成爲未來研究的行動指南。李三忠教授帶領團隊另闢蹊徑，經過多年深入研究，在微板塊構造理論框架方面，取得了一些原創性重大突破，提出了一系列新概念，激發了一系列新思考，很大程度上突破了傳統板塊構造理論的侷限，值得引起大家重視。

總之，我很高興看到地學新理念下組織的《微板塊構造》出版。微板塊構造研究是區域構造解析與大地構造或板塊構造研究的橋樑和紐帶，不僅可以增強在全球視野分析區域構造的能力，而且可以密切構造解析與全球板塊重建的聯繫，從而彌補過往研究工作的不足和脫節現象。這對於發展板塊構造、重新審視大洋、推動精細深入的全球構造研究、探索“一帶一路” 的資源環境災害效應等前沿科學問題都很有意義，重要且必要。該書提出了很多新概念、新觀點、新認識、新思路，會有諸多啓發和思考與爭議，故推薦與讀者分享討論。

張國偉

中國科學院院士

2023 年9 月10

本文摘編自《微板塊構造》（李三忠著．北京: 科學出版社, 2024．10）一書“引言”“後記”“序”，有刪減修改，標題爲編者所加。

(海底科學與技術叢書)

審圖號: GS 京(2024)2172 號

ISBN 978-7-03-079608-0

責任編輯: 周　傑

《微板塊構造》一書以地球系統科學思想爲指導, 綜合回顧了板塊構造理論的發展歷史和核心內涵, 重點介紹了微板塊的概念、分類、起源、生消過程與機制, 大力拓展和發展了傳統板塊構造理論。本書是首部系統介紹微板塊幾何學、運動學和動力學及其構造範式的專著; 從多圈層相互作用、全球構造格局演變, 通過海陸耦合、深淺耦合、古今耦合、有機無機耦合, 全面深入探討了微洋塊與洋底動力過程、微陸塊與大陸動力過程以及微墁塊與地幔動力過程及其效應; 最後, 聚焦探索了微板塊起源與前板塊構造體制、早期俯衝啓動與微板塊進化以及微板塊、大板塊與超大陸聚散旋迴等關鍵基礎科學問題。

本書資料系統、圖件精美、內容深入淺出, 適合從事海底科學與探測技術研究的專業人員和大專院校師生閱讀, 也適合從事交叉科學研究的專業人員應用, 部分前沿知識也可供對海洋地質學、海洋地球物理學、地球化學、構造地質學、層析大地構造學、地球動力學等領域感興趣的廣大科研人員、地球科學愛好者參考。

（本文編輯：劉四旦）

信息來源：科學出版社。轉載請註明信息來源及海洋知圈編排。