50多年前，图佐?威尔逊(TuzoWilson)发表题为《大西洋是关闭了吗？然后又重新打开？》的论文，这篇论文出现在板块构造理论发展的关键时期(Oreskes,)，也是威尔逊撰写的一系列影响对板块构造理解的开创性论文之一。
这并不是人类历史上第一次提出要重建北大西洋地图，在威尔逊之前包括Wegener()、Argand()、Choubert()和DuToit()在内，都曾发表过关于重建北大西洋地图的文章。然而，北大西洋边缘(中生代形成)与更古老的动物群分水岭非常接近，威尔逊认为，今天的大西洋一定是沿着更古老的晚古生代海洋的残留缝合线形成，将其命名为原大西洋（IapetusOcean）。通过这一观察，威尔逊从根本上改变了板块构造的概念，从一些人认为是一个相对年轻的(中生代和更年轻的)地质现象，到今天看到的控制几乎所有地壳结构的关键因素。这些观测结果是后来被命名为威尔逊旋回概念的基础(BurkeandDewey)，在威尔逊旋回中，连续的大洋底盆地在伸展和扩张过程打开，然后在俯冲和碰撞造山作用中关闭。
图佐·威尔逊年重建的北大西洋地图与用GPlates恢复的北大西洋地图
(b)、(d)、(f)中所示的板块重建模型来自CGG板块运动学研究
(AmanteandEakins)
一、威尔逊旋回概述
威尔逊旋回，也被称为板块构造旋回，与一些超大陆旋回(Nanceetal.)相结合，是板块构造理论的基础。它概述了沿同一板块边界的海洋盆地的反复开闭是大陆和超大陆组合和分裂的关键过程，这意味着裂陷和造山过程在某种程度上预先影响和削弱了这些地区的岩石圈，使它们在未来的变形过程中容易受到应变局部化的影响。
威尔逊旋回示意图
（Sorkhabi,）
威尔逊旋回的六个主要阶段包括:(1)大陆的分裂（dispersal）(或裂陷)(海洋雏形)；(2)海底扩张形成年轻的新大洋(年轻大洋)；(3)大陆漂移形成大型洋盆(成熟洋)；(4)新的俯冲起始(大洋下降)；(5)大洋岩石圈俯冲对大洋盆地的闭合(大洋末期)；(6)陆-陆碰撞和大洋盆地闭合(缝合带遗迹)。
威尔逊在年的论文中提出这一旋回理论，Dietz()和BurkeandDewey()对其进行了进一步修改。近年来，越来越多的人认识到这些早期工作中没有考虑到的构造变形阶段，如陆内/陆表坳陷盆地(如巴西Paranaiba盆地和俄罗斯的西西伯利亚盆地)。
威尔逊旋回阶段划分示意图
（Welsonetal.,）
最近发表了一些回顾性论文，突出威尔逊在板块构造方面的工作和显著贡献(Garland,;Polat,;Dewey,)和更普遍的威尔逊旋回概念(Burke,;BuiterandTorsvik,)。在年至年之间，威尔逊对地球科学的理解做出了重要贡献，确定了主导地球星球演化全球动力学的一些关键因素，即板块构造、深源地幔柱和洋盆开闭的“威尔逊旋回”(Burke,)。在接下来的几十年里，威尔逊旋回的概念得到了进一步的发展，并在全球范围内得到了应用。
二、威尔逊旋回理论之前的研究
与大多数概念的发展一样，在威尔逊旋回理论提出之前就已经有许多值得注意的先驱作品在对全球的构造演化过程进行研究和讨论。AlfredWegener（)的论文《论大陆的起源》(OntheOriginofContinental)被广泛认为是大陆漂移概念的开创性论文，认为欧洲和非洲曾经是泛大陆(Pangea)。
由于观测结果无法用大陆漂移的物理理论来解释，魏格纳的概念遇到了激烈争论。émileArgand是魏格纳大陆漂移理论的早期支持者，他提出在阿巴拉契亚-加里东期，阿尔卑斯和喜马拉雅山脉链由大陆地体碰撞所形成(Argand)。正是在年的这篇论文中，Argand第一次描述了一个原始大西洋(后来威尔逊在年用这个名字来表示我们现在所知道的Iapetus和RheicOceans)与北美加里东期造山带（Caledonides）起源的关系。
威尔逊是20世纪60年代所谓的“板块构造革命”的主要贡献者之一。众所周知，在20世纪60年代之前，威尔逊一直反对大陆漂移和地幔对流模型，而更倾向于围绕固定的太古宙陆核(Archeannuclei)的大陆渐进增生的“固定模型”。然而，到年后期，威尔逊对大陆漂移的看法开始迅速改变，明显是因为阅读了Dietz()和Hess()关于海底扩张及其在大陆漂移中的作用的论文(Wilson,;Hoffman,)。在放弃了对大陆漂移理论的怀疑之后，威尔逊很快就对我们理解海底扩张、地幔柱、板块构造和海洋盆地的生命周期做出了许多开创性的贡献(Wilson,;VineandWilson,)。
年，威尔逊在剑桥休假，与HarryHess和TeddyBullard)开展合作研究。此时，威尔逊也认识到大洋中脊转换断层的作用(Wilson,)，而Bullard则发表了他的环大西洋大陆定量拟合(Bullardetal.,)。很可能正是这种密切的互动促使威尔逊利用布拉德的重构理论作为他年论文的基础。
在接下来的几年里，其他几篇开创性的论文也发表并建立了板块构造的概念，作为后来理解地质学的基础。不久之后，威尔逊继续描述地球动力学的三个关键要素：板块构造、地幔柱和洋盆的打开和关闭(Burke,)。正是在这篇年的论文中，首次发表了构造旋回的早期版本，清楚地描述了构造旋回(后来被称为威尔逊旋回)中洋盆开放和关闭的六个关键阶段，以及它们更广泛的地质影响，也包含了关于大陆凹陷盆地和地幔动力学的新思路。
三、威尔逊旋回理论的发展
大陆漂移的观点最初是受到地质观测的启发，但板块构造和威尔逊旋回是在两个主要事件的发展之后被地球科学界普遍接受的。首先，全球地震仪观测网可以精确确定地震位置和机制，划定地幔中容纳的海洋闭合过程中的俯冲板块。其次，一旦地磁场倒转的概念确立，海洋磁异常数据使得几乎所有地方的海底年龄都可以确定(VineandMatthews,)。20世纪50年代Tharp和Heezen的早期海底地图(Barton,)对中大西洋洋中脊的识别，极大地补充了海底扩张的概念。
关于板块构造形成原因的理论发展得较慢，而这一发展的关键一步是Holmes()认识到放射性衰变是地球的一个重要热源。同样重要的是Haskell()的认识，即Fennoscandia地区之前被冰川覆盖的土地在冰期后的隆起可以归因于地幔的粘性流动，从而可以估算出地幔的粘性。
计算机革命和地震观测网的快速扩展，也使全球地球物理学的另一个重大发展成为可能，这对我们理解全球板块构造周期至关重要。在20世纪80年代以前，地球的大尺度结构基本上被理解为径向分层，但除了存在Wadati–Benioff地震带外，几乎没有人知道地球内部的横向变化。
由Dziewonski()和WoodhouseandDziewonski()引入的全球地震层析成像概念，使地球科学家能够绘制地震速度横向变化，为推动对流和板块构造的力量提供了新见解。摆脱全球地震断层的是未知的大规模的密度异常，现在被两个巨型地球物理结构所解释，即上升数百公里的地幔边界和大型低剪切速度带，位于非洲和太平洋下面。热点活动通过地质时间的重新定位表明，低剪切速度带位置相对固定，可能为地幔对流系统提供长期的稳定性(BurkeandTorsvik,)，即使岩石圈板块运动，可能在威尔逊旋回过程中发生不可预测的变化。地震快速区通常被认为是温度相对较低的区域，它们由从较冷的浅部下沉的物质组成。更低的温度与更大的密度有关，提供了有助于推动对流流动的局部向下的动力。
因此，地幔对流模型试图结合地震速度结构以及板块运动的复杂性，用冷俯冲板提供向下流动的驱动，热地幔柱型结构驱动向上流动。地震层析成像在区域尺度上解释岩石圈下板内过程中也被证明是必不可少的(Renetal,)。
威尔逊旋回示意图
（Sorkhabi,）
大洋板块的历史通常比包括大陆区域的板块要简单得多。它们通过俯冲返回地幔，只留下蛇绿岩的证据：在碰撞域中保存的小片先前的海洋地壳(Moores,)，以及在不同的岩石圈下地幔域中明显保存的异常同位素特征(Hofmann,)。蛇绿岩是海洋闭合的重要标志，但威尔逊旋回的进一步证据是在经历了裂谷作用、剪切作用和造山作用旋回的长期但多次变形的大陆上。
地质年代学和利用可控震源方法的深地震反射成像，为构造填图提供了必要的支持，而构造填图是解释板块构造旋回的基础。基于计算机的环境如GPlates(Mülleretal.，)的开发促进了过去板块结构的重建和假设的测试。广泛的GPS网络的发展使我们能够精确测量跨板块边界的位移率，并绘制现在正在经历分布式变形的大陆区域的地图。
矿物流变学规律的研究进展和岩石圈变形机制由上层的断裂作用和脆性-塑性转变下面的粘滞或塑性蠕变控制，可以用于岩石圈强度的定量模型。从地震、重力和地震层析成像数据中估算出的全球地壳和岩石圈厚度和结构，已经很容易获得。热状态和孔隙流体压力的变化一方面可以解释克拉通的稳定性，另一方面可以解释伸展或造山运动中活动带的激活。总的来说，这些岩石圈变形模型能够准确描述当今岩石圈分布变形的应变率场，从而对过去影响大陆的伸展和造山运动阶段提供了重要的认识。然而，对过去变形的解释自然更为复杂，因为大陆岩石圈局部可能经历了多个活化阶段，其中变形、变质和岩浆作用发生在不同的时间。对地壳流变学、再活化和再加工以及弱化过程的更好认识，都有助于解释支撑威尔逊旋回理论发展。
四、经典威尔逊理论与超大陆旋回
DalzielandDewey()重新评估了劳伦古老早古生代演化及其与冈瓦纳大陆的最终碰撞，提出了比Wilson()最初提出的模型更复杂的板块碰撞模型，该模型突出了逻辑推论，即球面上的板块运动本质上具有倾斜分量，从而扩展了原始威尔逊旋回的正交视图。“超大陆周期”这个术语被提出作为“威尔逊周期”的一个更描述性的替代。
Heron()讨论了威尔逊和超大陆周期之间的异同，强调尽管威尔逊周期可能与个别洋盆的开启和关闭相关，而超大陆的形成可能会超过一个的洋盆活动周期(即一个威尔逊循环)。此外，还提出超大陆旋回可能影响地幔的热动力学。然而，这些区别主要是由周期和波长定义。在现实中超大陆周期可能是更大规模的同义词，即较长波长的威尔逊周期。
五、威尔逊旋回与地幔动力学
地幔动力学在威尔逊旋回理论发展的初期发挥了重要作用。近几十年来，全球地震仪网络和层析成像研究让我们对深部地幔结构有了更深入的理解。Heron()详细回顾了目前关于大规模构造事件(如泛大陆形成)后地幔热演化的过程，并在其综述论文中研究了地幔柱和地幔动力学在威尔逊和超大陆旋回中的作用。本文重点介绍了我们在理解深部地幔动力学方面的一些最新进展，以及有关地幔内部热变率的新概念(如增厚地壳下地幔的加热、深部地幔储层、热上涌/下涌和地幔流)，俯冲板块和地幔柱在地幔动力学中的驱动作用(即自上而下和自下而上)。
地幔柱理论在威尔逊旋回中的应用
（Heron,）
六、大洋盆地的张开和闭合
如果要用简单的术语来定义威尔逊旋回，地球科学家可能会回答说，它描述了海洋盆地的打开和关闭，从根本上说，这正是它最初被描述的样子(Wilson,)。尽管威尔逊循环的概念通常是二维的，但在一个球形的地球上，在不同方向上存在薄弱区域的板块的变形不可避免地会导致三维运动。因此，大陆可能会断裂和重新碰撞，但这些运动和变形的结果通常是倾斜的，并随着时间的推移发生显著变化。
LundinandDoré()强调了斜向和转换段(transformsegments)在裂陷边缘早期发育中的重要性，强调了通过走滑剪切比通过地壳正交裂陷更容易破坏板块，以北大西洋和北极的开放为例，论证了大陆边缘断裂通常会被前一阶段的走滑运动削弱。由于这些走滑活动重新激活了原有的地壳薄弱点，该模型虽然仍然与威尔逊旋回中概述的一般概念一致，但强调了破裂过程本质上是三维的，而且比通常在垂直剖面中描述的二维模型更复杂。
Schiffer等()也重新评估了北大西洋的张开过程，特别
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