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0 引言
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旋涡是物质世界各层次中最普遍的一种结构特征和运动方式：包括银河系在内的大多数星系是旋涡星系；太阳表面有旋涡运动的黑子及旋涡状结构的黑子群，木星表面有稳定的气体旋涡大红斑，火星两极有螺旋形冰帽。地球上：江河湖海中常见水旋涡，大洋中有中尺度旋涡及全球性的大洋环流；刮风时，常见气体旋涡，再大的有龙卷风及热带气旋，全球性的则有大气环流；动物的毛旋、缠绕植物攀缘茎的螺旋形生长等，是复杂机体中的旋涡； 晶体螺旋形生长与基因螺旋形结构等，则是旋涡在微观层次的表现。
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固态地壳中，中小型的旋涡如帚状、涡轮状、S 型及歹字型等旋扭构造及火山岩的旋涡结构非常普遍（李东旭等，2019），全球海陆大地构造同样可能表现出旋涡构造特征。从世界地壳厚度图上可见，全球莫霍面有一些规律性分布的漏斗状形态，这正是旋涡结构与运动在地球内部的表现；1987 年，笔者首次提出“全球构造及演化规律新假说”，随后发表“地球活动与演化规律新假说”（马晓旻， 1989a）、“全球旋涡大地构造假说”（马晓旻，1989b）、 “太阳系在银河系的运动假说与地球演化的关系” （马晓旻，1990）及“贵州省旋涡构造特征”（马晓旻， 1991），初步提出了原创性的“旋涡构造”观点。
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2014 年以来，笔者在中国地质调查局“区域成矿图件编制及相关找矿问题研究”、“全国海陆成矿图件编制更新”及“全国海陆矿产资源图件编制更新”等基金项目中，先后开展了“旋涡大地构造与成矿”、“中国及邻区海陆大地构造综合编图”等课题研究，归纳总结了“旋涡构造”基本观点，大致完善了“旋涡构造”基本内容；通过对比分析“板块构造” 产生的动力学基础、板块驱动力主要观点、相对运动模型更替与板块数量等问题，阐述旋涡构造研究的相对合理性和必要性；传承地幔对流传送带模式的主要研究方法，依据地震层析、海底年龄及 GPS 等资料，首次提出“核幔旋涡对流”模型；对全球构造单元合理数量、软流圈对流与岩石圈运动关系、起源与登陆、地球自转动力学意义及旋涡构造与成矿等进行了探讨。
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1 旋涡构造基本内容
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1.1 旋涡构造定义
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旋涡构造系指：地球岩石圈在规律性核幔旋涡对流控制下表现出全球海陆旋涡大地构造活动演化特征。主要内容为：核幔对流上平流层软流圈因地球自转惯性偏转而呈数量恰当排列稳定的 12 个旋涡对流单元，赤道北侧的5个旋涡呈顺时针、北极旋涡呈逆时针方向旋转，赤道南侧反对称排列 5 个逆时针旋涡，南极旋涡则呈顺时针方向旋转；岩石圈在旋涡对流控制下表现出不同类型、不同程度的旋涡构造特征；地球活动演化与太阳系在银河系中的运动规律有关，椭圆轨道运动使核幔对流升降脉动及岩石圈构造活动呈银河年（187.5 Ma）周期，银河天体周期性撞击使全球旋涡构造受到银河年周期的撞击破坏，全球大陆具 4 个银河年（750 Ma）聚散周期变化。全球构造总体表现为“旋涡构造-撞击破坏-旋涡恢复，周而复始、逐步演进”的活动演化规律。
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1.2 旋涡构造基本观点
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（1）全球海陆岩石圈表现为数量恰当（12 个）、排列稳定（卡门涡街）、规律性活动、周期性演化的旋涡构造特征。
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（2）岩石圈旋涡构造动力为核幔旋涡对流（后文论及）。
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（3）旋涡构造边界主要有：赤道北侧旋涡的顺时针旋转和南侧旋涡的逆时针旋转，在赤道附近形成“赤道西移构造带”，在极圈附近则形成“环北极东移构造带”和“环南极东移构造带”；在赤道北侧顺时针旋涡间形成“经向左行剪切构造带”、南侧则形成“经向右行剪切构造带”（图1），以及部分洋脊、海沟、断裂带及推测边界。
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图1 旋涡单元划分及综合构造图
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1—旋涡边界及推测边界；2—旋涡代号及名称（NP—北太旋涡、SP—南太旋涡、NA—北美旋涡、SA—南美旋涡、EU—欧洲旋涡、AF—南非旋涡、WA—西亚旋涡、IN—印洋旋涡、EA—东亚旋涡、AU—澳洲旋涡、AR—北极旋涡、AN—南极旋涡）；3—弥散区；4—左行剪切边界；5—右行剪切；6—中心裂谷；7—西部强烈构造区；8—地幔柱涌升区
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（4）旋涡单元呈稳定的排列分布和规律性的运动变化：Von Karman 提出，“只有反对称排列、旋转方向相反、相邻旋涡的距离有一定比例的两列旋涡，方为稳定状态”，赤道两侧的两列10个旋涡对流单元的分布，正是这种稳定排列的卡门涡街 （VKVS）；“VKVS 以比两列旋涡间流速低的速度相随前进”，即软流圈对流旋涡当具西向滑移（马晓旻，1989b；Song and Richards，1996）；“VKVS 两列旋涡中心间距具有周期性的振动特征”，形成旋涡高纬度边界附近的开合旋构造（杨巍然等，2019）。
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（5）旋涡单元不同程度的表现出旋涡构造特征：旋涡单元多具旋转运动，如南美、中国大陆（马晓旻，1989a；邱瑞照等，2010）、澳洲、西亚、南极、北美、非洲等；南太旋涡海底的逆时针旋转，表现为汤加海沟俯冲速度由北向南的递减（Schellart et al.， 2008）。旋涡单元东西部的反向剪切可形成中心裂谷；其反向运动与离极力的叠加则在西部形成高原地貌、大的地壳与岩石圈厚度、较发育的壳内低速层（邱瑞照等，2006）、密集大陆地震、强烈构造活动等与东部相反的东西反对称构造（图2），如西亚、东亚、北美、澳洲等。
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（6）旋涡单元应力特征：软流圈旋涡对流对岩石圈的拖拽作用，产生圆周方向的旋转和半径方向的挤压。向心挤压的应力分布：最大拉应力轨线是同心圆，最大压应力轨线为半径线，可能的剪破裂线是与半径线成±20°～±30°的对数螺线（图3）；旋转运动的应力分布与向心挤压正好相反。规律性的张、挤、剪应力及相互转换，在旋涡单元内大陆岩石圈可形成具成生联系的构造体系（马晓旻， 1991），如涡轮构造、环状构造、多级层块构造、盆山相间的波浪镶嵌构造等。
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图2 旋涡单元剖面构造示意图（据马晓旻，1989b）
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a—软流圈漏斗及向心对流；b—向上递减的对流引拽力；c—壳内低速层及滑脱构造；d—向心挤压力；e—推覆构造；f—铲状断层；g—冲断层；h —中心挤压熔融体；i—中心地堑裂谷；j—西部高原；k—大陆深根
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（7）地球理想的海陆分布像足球一样：地质历史早期，原始岩浆海初始分异的铝硅酸盐在各个旋涡中心聚集成陆核，随后分异出的依次增积其上，随着大陆生长，活动的地槽单元依次演化为稳定的陆内地台单元（赵国春和张国伟，2021）。至古太古代，地球理想的海陆分布为，12 个旋涡单元的中心大陆就像足球上 12 块五边形球皮一样，或者以 12 个旋涡中心为顶点，地球就像一个五次对称的二十面体。
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（8）核幔对流升降脉动及岩石圈构造活动具银河年周期：地球活动演化与太阳系在银河系中的运动有关，地球随太阳系沿椭圆轨道绕银心旋转，使核幔对流升降脉动及全球岩石圈构造活动呈187.5 Ma 银河年周期（马晓旻，1990），地球演化中气温下降、冰川形成、二氧化碳含量下降、生物种平均寿命、生物量降低、油气储量下降及各种地质活动增强等均具银河年周期；地球自转速度中长期变化是核幔对流升降脉动的标示。
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（9）太阳系天体受银河天体周期性撞击破坏：地球随太阳系绕银心运动，会受到银河年周期的银河天体撞击破坏（马晓旻，1990；徐璐媛，2021），不同程度改变软流圈对流特征，形成冲击对流，破坏理想海陆分布。6.3亿年前的撞击使南北非大陆拼贴，4.4 亿年前的撞击使欧美拼合（李江海等， 2014），2.5 亿年前的撞击使太平洋古陆（黄汲清和陈炳蔚，1987）裂解漂移形成环太平洋地体（郭令智等，2000），0.65 亿年前的撞击使印巴大陆裂解北漂、北极旋涡中心大陆分裂（刘传周等，2022）。全球大陆不同程度北移形成北陆南水、大陆形态北钝南尖等特征以及生物周期性大灭绝，也是银河天体周期性撞击的结果。
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（10）超大陆聚散之银河年变化周期：每 4 个银河年中太阳系有一次在银盘内的连续运动（马晓旻，1990），由于宇宙环境的改变，密集星际物质的影响及银河天体连续撞击，使得地球上大气圈、生物圈的演化具 750 Ma 银河年变化周期，沉积作用、岩浆活动、变质作用及大陆生长等都达到高峰。软流圈旋涡对流因连续撞击破坏成冲击对流，全球大陆因此漂移到主要撞击区的另一侧拼合成超大陆如 Pangea（0.25 Ga）、Rodinia（1. 00 Ga）、Columbia （1.75 Ga）、Kenorland（2.50 Ga）及 Vaalbara（3.25 Ga）；银河天体撞击在 4. 00 Ga 前后起着重要作用，最早的陆壳 TTG 杂岩形成于 4.2 Ga（Dobretsov and Turkina，2015）。
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（11）旋涡恢复：撞击完结后，破坏作用减弱消失，软流圈冲击对流仍然因地球自转而恢复为旋涡对流，超大陆也将分裂并重新表现出旋涡构造特征，LLSVP 和超大陆一样会发生聚合离散 （Maruyama et al.，2007；Puchkov，2016；李献华， 2021；Flament et al.，2022）。全球海陆大地构造因此表现为“旋涡构造-撞击破坏-旋涡恢复，周而复始、逐步演进”的活动演化规律（马晓旻，1989a）。
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a—计算结果；b—泥巴模拟；c—压应力与张应力；d—剪应力
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2 板块构造评述
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2.1 板块构造学说产生的动力学基础
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经典板块构造学说产生的动力学基础是“地幔对流传送带模式”。1912年，Wegener提出的大陆漂移说，因动力推测受到固定论者驳斥而沉寂；1928 年，Holmes（1931）提出地幔对流可作为大陆漂移动力，但未引起重视；Hess（1962）提出洋中脊是地幔对流的上升翼，海底在此扩张，Dietz（1961）推测扩张的海底可能向海沟俯冲；Wilson（1963）提出洋中脊上升、海沟下降的“地幔对流传送带模式”，解释大陆漂移。
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在传送带模式上形成板块构造：Wilson（1965） 提出转换断层和刚性板块概念；McKenzie and Parker（1967）提出球面上刚性板块运动可按欧拉定理来描述；Morgan（1968）对应传送带模式提出离散、汇聚及转换 3 种板块边界类型；LePichon（1968）将全球岩石圈简化为太平洋、美洲、非洲、欧亚、印度及南极洲 6 个刚性板块，建立了第Ⅰ代板块运动模型LP68，完成了板块构造学说的创立。
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可见，地幔对流传送带模式的建立是大陆漂移说复活并发展到板块构造学说的前提及动力学基础，板块构造基本观点与传送带模式对应。但传送带模式一直受到质疑，未被普遍接受，板块构造基础并不牢固。
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2.2 板块数量与刚性板块问题
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刚性板块是板块构造学说的主要基本观点，板块构造学说的标志性进展体现为相对运动模型对全球刚性板块欧拉运动的不断精细描述。第Ⅰ代模型建立后，陆续提出了第Ⅱ代、第Ⅲ代（Chase， 1972，1978；Minster et al.，1974； Minster and Jordan， 1978）及第Ⅳ代（DeMets et al.，1990，1994）模型，板块数量从6个、8个、11个、12个逐步增加到14个、16 个。2000 年以来，PB2002 板块边界模型，板块数量达 52 个（Bird，2003）；更有 159 板块模型，却号称仍不是板块数量的上限（Harrison，2016）。
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可见，随着板块构造的进展，出现了板块数量问题：新增的大多数板块在边界类型、运动方向、块体规模及动力条件上，不符合地幔对流传送带模式，这一矛盾的解决，需要放弃板块刚性的观点； PB2002模型包含 13个不能由欧拉极模型描述的非刚性造山带，也反映了板内存在构造变形事实 （Bird，2003）。板块数量与旋涡数量问题，后文进一步讨论。
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2.3 板块运动驱动力评述
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前述，传送带模式一直未被普遍接受。针对板块数量的过度增长， DeMets et al.（2010）按照传送带模式，以洋脊扩张速率数据为依据提出了25板块模型，但有6个板块缺少洋脊边界，反映了传送带模式的局限性。其实，一些洋脊超慢速扩张、中印度洋脊的左行剪切（Kamesh et al.，2012）、海洋核杂岩与高速区对应（Whitney et al.，2013）反映一些洋脊段被动伸展，现在普遍认为板块运动不依赖于洋脊推力。
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俯冲构造：根据传送带模式，既然洋脊推力不够，板块运动驱动力则只能依赖俯冲构造 （Richards，1998； Anderson，2001）。俯冲构造认为，海沟处的大洋板块在自身重力作用下发生俯冲，其受到的负浮力对地表的板块运动起了重要的驱动作用（郑永飞，2023）。但是，俯冲构造的驱动作用争议颇多：有些板块缺少海沟边界、大陆克拉通仅靠海沟吸力难以驱动（Lowman，1986）、汇聚造山带也难以解释（Schellart and Rawlinson，2010）、负浮力作为板块运动初始驱动力不符合客观事实（周辉等，2020）。
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板块构造创立之初，洋脊两侧局部的海底磁异常年龄递增数据（Heirtzler et al.，1968）提供了关键证据；但是，随着全面的磁异常年龄数据发布，大多数洋脊与海沟之间却未出现预期的年龄连续递增图像（马宗晋等，1998）。许多弧前年龄递增，南北太平洋西部海底年龄分别呈现环状向心递增 （Müller et al.，2008）。千岛海沟、汤加海沟弧前年龄不明（CGMW，2009），实为存在化石洋脊与地震波低速区。许多海沟并非俯冲形成（张文佑等，1981，1985；马晓旻，1989a），其上覆大陆逆冲速度大于海底俯冲速度（皇甫鹏鹏等，2016）。事实上，俯冲构造作为板块运动驱动力不仅难度大、也很局限。
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地幔柱构造：Morgan在板块构造创立初期就提出，地幔柱热点是下地幔对流涌升的表现，加上板块之间相互作用产生的应力，将决定板块运动 （Morgan，1971，1972）；丸山茂德提出源于核幔边界的巨型地幔柱是大陆裂解和海底扩张的基本动力 （Maruyama，1994）；来自核幔边界作为涌升源的地幔柱可能是存在的，大量已知热点之下存在深地幔柱（Montelli et al.，2006）；在地球演化过程中，地幔柱构造对板块运动产生了不可忽视的影响（陈凌等，2020）。但是，传送带模式并不容纳洋脊涌升之外的地幔柱涌升，所以地幔柱构造受到板块构造学说驳斥（Foulger，2010）而不归于板块运动驱动力。
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陨击构造：陨击构造是地外天体表面最常见的地貌单元（肖智勇，2021）；许多学者提出了地球构造陨击观点（周瑶琪，1987；傅恒等，2010；李扬鉴等，2014；Lagain et al.，2022）。根据全球中、新生代 7 次板块运动模式的变化，万天丰（2018）提出板块的运动是由巨大的陨石撞击地球表层而推动；印度板块在白垩纪向北运移的速度达 18 cm/a（Müller， 2011），可能是陨击所致。马晓旻（1989a，1990）提出了银河年周期的规律性陨击构造观点，视为旋涡构造被撞击破坏的动力；在银河年周期，陨击构造可能与地幔柱的活跃同步（Abbott and Isley，2002）。
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可见，作为板块构造创立基础的传送带模式虽然演变为俯冲构造，仍未被普遍接受；地幔柱构造又不容于经典板块构造；陨击构造虽不能忽视但也不能充当板块动力。板块运动驱动力的本质没有随着技术飞跃而取得突破，没有从根本上阐明驱动地球运行的基本动力学机制（李三忠等，2019），建立统一的地球动力学模型，是地球科学发展的重大课题，本文提出“核幔旋涡对流”模式。
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3 从地幔对流到核幔旋涡对流
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地幔对流传送带模式的发展方向：从洋脊涌升增生-软流圈对流传送-海沟俯冲消亡的动力模式，演变为俯冲构造，不是理想选择。传送带动力模式基本思路并没有错，根据技术进步和资料积累获得的客观事实，可以修正完善。传送带模式可以发展成核幔旋涡对流。
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3.1 从洋脊涌升到地幔柱涌升
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最初，洋脊因地震波速低而被判定为地幔对流涌升区（Hess，1962），但现在认为洋脊的涌升是局限性的；同理，现代可以根据全球地震层析成像图 （Becker and Boschi，2002）判定来自地球深部（核幔边界）的对流涌升地幔柱。地震波速低、伴随热点活动、具递增古地磁年龄，可判定为涌升区。涌升区可以位于旋涡单元边界或三联点，更多的是位于单元内部；相对线状的洋脊涌升，柱状地幔涌升具有更集中的动力和更强的穿透力；每个旋涡单元都有 2个以上涌升区（图1、图4）。涌升地幔柱包含部分扩张洋脊、热地幔柱（主要热点）、弧后扩张、化石洋脊（MacLeod et al.，2017）、洋裂等，可植根于外地核（於文辉等，2024），不同级别不同深度的地幔柱热点直接或间接与核幔边界的超低速区有关 （Maruyama et al.，2007；石宇通等，2023）。将地幔对流传送带模式的洋脊扩张增生改变为包含洋脊涌升的核幔旋涡对流的地幔柱涌升，可以弥补单一洋脊涌升的局限性。将地幔柱构造纳入核幔旋涡对流模式的重要组成部分，建立新的地球动力学模型，可以带动全球大地构造理论的发展。
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3.2 软流圈对流方向
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采用海底磁异常年龄递增趋势判定地幔对流及海底扩张方向，是板块构造学说创立之初有效且重要的方法。但是，随着磁异常年龄数据的增加和海底面积的覆盖，没有出现传送带模式预期的连续递增图像。地震层析成像图、PB2002小板块运动方向、GPS 观测的中国大陆构造变形（王敏和沈正康， 2020）、北美西部构造变形（McCaffrey et al.，2007） 及全球海底磁年龄变化，均反映出因地球自转，软流圈对流呈对数螺线旋转向心运动，方向符合牛顿第一定律在旋转球面上的惯性偏转，即北半球右行偏转、南半球左行偏转。各类涌升点的对流偏转汇聚成了数量恰当、分布稳定、向心凹陷的旋涡对流单元。笔者坚持依据海底磁年龄递增趋势判定对流运动方向的方法，并获得旋涡对流方向之认识。
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图4 220 km深度全球地幔层析成像图（据Becker and Boschi，2002）
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3.3 软流圈凹陷漏斗下降区
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按俯冲构造观点，海沟俯冲下降几乎承载了板块运动驱动力的全部期望（郑永飞，2022），但却不堪重负，许多海沟并未发生俯冲。软流圈形成旋涡对流后，在内部凹陷漏斗中心下降顺理成章。大陆岩石圈厚度变化大致能反映软流圈表面凹陷漏斗形态（Audet and Bürgmann，2011），与旋涡中心凹陷漏斗对应的大陆呈根柱形态，多为稳定的克拉通 （Lowman，1986）。从海洋板块到大陆岩石圈再到克拉通，板块运动速度呈递减趋势（Zahirovic et al.， 2015），反映了旋涡单元对大陆的汇聚作用和速度变化。对厚度相对均一的板块而言，大陆根是软流圈对流的障碍；对旋涡对流而言，大陆根则是旋涡中心凹陷漏斗的反映，旋涡中心的稳定性提供了大陆生长聚集及克拉通化条件。与冷地幔柱重力下降不同，旋涡对流下降流仍是温度、可流动性相对较高的低速热地幔柱。
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3.4 外地核反向平流层
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作为核幔旋涡对流的下反向平流层，近核幔边界熔融态的外地核具足够的热源和可流动性。一些地幔柱源自外地核，核幔边界的起伏大致与旋涡对流的升降区对应，外核顶部的流场大致表现出由旋涡中心向旋涡边缘反向平流的特征（傅容珊等， 1999）。
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核幔旋涡对流同样可以驱动全球海陆岩石圈大地构造运动，同样可以维持地球表面均衡补偿，同样可以接受岩石圈俯冲拆沉；同时，为地球内部升降脉动、垂向分异、角动量矩守恒提供了合理机制。
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4 讨论
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4.1 全球构造单元数量问题
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LP68模型提出后，描述刚性板块相对运动的模型不断改进，板块数量从 6个逐步增加到 16个直至 52个、159个甚至更多。板块数量无限制的增多，偏离了早期地幔对流传送带模式，出现了板块刚性与板块构造其他基本观点的矛盾，是为板块数量问题。理论计算表明，球面上块体构造单元数量以12 个最稳定合理（Anderson，2002），旋涡构造单元数量正好是稳定合理的12个（马晓旻，1989a，1989b）；同时，旋涡构造单元内部具规律性的构造活动而非刚性，体现了旋涡构造观点的客观性和合理性。
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4.2 软流圈对流与岩石圈运动的关联性
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传送带模式要点即软流圈对流带动岩石圈板块运动，但有人认为软流圈对流速率比浅表的海底扩张速率低一个数量级（Bercovici，2003），就此否定地幔对流传送带模式。其实，软流圈中间层具相对高速对流，可超过岩石圈速度，可以提供板块运动驱动力，而不是板块阻力（Semple and Lenardic， 2018）。郑永飞重新强调了岩石圈与软流圈之间的相互作用，板块离散-汇聚耦合（肖文交，2023；郑永飞，2023）。岩石圈运动总体受软流圈对流拖拽，因核幔对流升降脉动，或银河天体撞击破坏，软流圈对流速度和方向会周期性变化，软流圈对流减速时，相对刚性的岩石圈惯性前冲可表现出更快的运动速度；而软流圈对流方向的改变与未及时改变方向的岩石圈则会形成立交结构。
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4.3 板块构造与旋涡构造的起源和登陆
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板块构造迄今依然遗留了3大难题：板块起源、板块登陆和板块动力（李三忠等，2019）。板块动力本文已述，并提出新的核幔旋涡对流模式。板块起源实为板块构造的初始俯冲问题，因为俯冲构造本身存在争议，初始俯冲自然成为难题；旋涡构造的起源则相对简单：只需讨论早期多旋涡地球何时演变为 12 个旋涡且具有 12 个旋涡中心原始陆核，推测临近太古宙，原始岩浆海雷诺数降低到了适当范围（40<Re<125），形成了相对稳定的 VKVS 及原始陆核，至今雷诺数不断降低但仍在适当范围内。登陆方面：板块构造初创于地质构造相对简单的海底并认为板内刚性，登陆自然困难；而理想旋涡构造单元，大陆位于旋涡中心，动力应力清晰（图3），构造活动演化有规律可循（图2），撞击破坏与旋涡恢复也有迹可查。
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4.4 地球自转动力学意义
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地球自转离极力、自转速度变化惯性力的地球动力学作用被大陆漂移说、地质力学等寄予了太大期望，而板块构造学说基本无视其作用。地球自转显然具有动力学意义：首先，牛顿第一定律在旋转球面上的表现，就是运动方向发生惯性偏转，这是软流圈对流形成旋涡的物理规律，是不需要计算的必然结果；相对应的表现是形成赤道西移构造带和环极东移构造带。其次，根据角动量守恒定律，地球自转速度变化具有核幔旋涡对流升降脉动之标示意义：自转减慢标示核幔旋涡对流涌升为主，地表增温、气候变暖，北半球地震主压应力方位以北东向为主、南半球以南西向为主（安欧，2011，2014），发震优势区域为北东和南西区，自转速度加快时反之；太阳年中，地球在近日点受潮汐摩擦力影响，年度脉动表现为火山活动的相对高发，银河年中，地球随太阳系在银河系运动同样具各种周期性脉动和自转速度变化，伴随各种地质活动演化的银河年周期。再次，地球自转离极力与旋涡对流的叠加，形成旋涡单元东西部反对称构造。
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4.5 旋涡构造与成矿
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岩石圈陆核及地块的形成、大陆裂解与增生、洋壳的新生与消减、陆-陆碰撞拼接形成具有不同构造特征的海陆构造区（裴荣富等，2023），表现出旋涡构造特征，中国成矿区带划分（徐志刚等， 2008）反映了全球海陆旋涡大地构造活动演化特征。岩浆活动是成矿规律的基础，从旋涡边缘到旋涡中心，岩浆活动依次出现基性超基性（地幔柱涌升，铁、镍、铬等成矿作用）、中性中基性（海陆碰撞带、岛弧带，铜、金、钼等成矿作用）、酸性中酸性及碱性（陆内成矿作用）。周期性银河天体撞击破坏，使大陆块体破裂分离、碰撞拼合，使旋涡中心克拉通（如太平洋古陆）重新处于不稳定区域而活化（陈国达，1986），产生广泛的动力变质、花岗岩活动和热液成矿作用（张德会，2020）。全球海陆旋涡大地构造的活动演化、旋涡单元内应力特征与块体差异，控制了成矿构造活动及演化特征（马晓旻， 1991；秦克章等，2017；彭永明等，2024；张星培等， 2024）。
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5 结论
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（1）原始创新的“旋涡构造”观点虽已发表30 多年，但因初创期的脆弱性及发行面小，学界对其知之甚少。本文反映旋涡构造近10年研究进展，较完整论述了旋涡构造的定义与基本观点，“旋涡构造”已大致完善。
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（2）当代最盛行的板块构造，其基础地幔对流传送带模式一直未被普遍接受，板块相对运动模型的更替又产生了板块数量问题；板块构造迄今遗留板块起源、登陆、动力 3 大难题；板块构造缺少地球自转与银河年周期元素。旋涡构造不存在这些问题。
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（3）核幔旋涡对流模式，采用了从洋脊涌升改变而成的地幔柱涌升认识、坚持了软流圈对流带动岩石圈运动的合理认识、提出了海沟成因类型的多样性和核幔对流新的下降部位，相对于地幔对流传送带模式，更易于被接受。
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（4）全球海陆岩石圈在核幔旋涡对流控制下表现出旋涡构造特征，旋涡构造单元数量恰当、排列稳定、活动变化有规律，与地球自转、银河年周期关联，展现了大自然的规律性美。全球海陆大地构造表现为“旋涡构造—撞击破坏—旋涡恢复，周而复始、逐步演进”的活动演化规律。
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（5）旋涡构造研究可以推动全球海陆大地构造研究、中国大地构造研究、地震预报研究、地气候学研究、大地构造与成矿学研究，并能集成板块构造学说研究成果。
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（6）地球科学的发展趋势必然是科学性、规律性及逻辑性越来越强。“旋涡构造若得到证实、完善并发展成为理论，无疑将会如同其他新学说的问世一样，在地学界引起一场轩然大波，继而使人们对地球科学进行新的思考”（韩亚卿，1987）。
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致谢 裴荣富院士对全球旋涡大地构造的探索研究给予了充分肯定、支持和鼓励，指出地球动力学问题是研究的重点，谨以此文庆祝裴老 100 华诞。项目团队内与姚永坚、方平、张金良、何拥军、潘晓萍、谭文娟、陈强、熊宽、孙景贵等进行了交流讨论，在此一并表示衷心感谢。感谢二位审稿专家的宝贵意见。
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参考文献
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摘要
旋涡构造是笔者原创提出的大地构造新观点。旋涡是物质世界最普遍的一种结构特征和运动方式，全球大地构造同样表现出旋涡构造：岩石圈在12个稳定排列的软流圈旋涡对流单元控制下表现出旋涡构造特征；其演化具 187. 5 Ma银河年周期和 750 Ma银河年变化周期，并受到银河天体周期性撞击破坏；全球构造总体表现为旋涡构造-撞击破坏-旋涡恢复，周而复始、逐步演进的活动演化规律。本文论述近10年旋涡构造的研究进展，阐述旋涡构造定义与基本观点；通过评述对比板块构造存在的动力、数量、起源及登陆等问题，论述研究旋涡构造的必要性和相对合理性；依据地震层析成像图、海底磁异常年龄及GPS速度场等资料，提出核幔旋涡对流模式；初步分析了地球自转动力学意义、旋涡构造与成矿关系。旋涡构造观点可以使人们对地球科学进行新的思考。
Abstract
Whirlpool tectonics is a new view of geotectonics originally proposed by the first author. Whirlpool is one of the most ubiquitous structural features and modes of motion in the material world， and the global tectonics also exhibits whirlpool tectonics features：the lithosphere exhibits a kind of structure of whirlpool tectonics under the control of 12 stable whirlpool convection units； the evolution of global tectonics has a galactic year cycle of 187. 5 Ma and a galactic year variation cycle of 750 Ma， and is periodically destroyed by galactic impacts； the overall global tectonics show a pattern of whirlpool tectonics-destruction by impacts-whirlpool recovery， repeating and evolving gradually. This paper discusses the research progress of whirlpool tectonics in recent 10 years， and expounds the definition and basic views of whirlpool tectonics； the relative rationality of whirlpool tectonics is discussed by reviewing the dynamics， quantity and landings of plate tectonics； a core-mantle whirlpool convection model is proposed based on seismic tomography， magnetic anomaly age of seafloor and GPS velocity field； the significance of the earth rotation dynamics and the relationship between the whirlpool tectonics and mineralization are preliminarily analyzed. The view of whirlpool tectonics can make people think about earth science in a new way.
