地球科学概论 第12讲 板块构造及其动力学.ppt

1、第 12 讲板块构造及其动力学板块构造及其动力学申文斌申文斌，徐新禹，徐新禹，霍学深，金涛勇霍学深，金涛勇2012015 5年年4 4月月2 2日日1内容提要l 0 0 引言引言l 1 1 大陆漂移大陆漂移l 2 2 海底扩张海底扩张l 3 3 板块构造板块构造l 4 4 板块构造与地质作用板块构造与地质作用l 5 5 板块构造的驱动机制板块构造的驱动机制20 引言l 全球海陆面貌全球海陆面貌30 引言各种学说p 16世纪意大利学者布鲁诺最早提出收缩说，他把苹果干缩的褶皱表皮与地球表面的岩层褶皱相对比。p 19世纪中叶法国学者博蒙根据拉普拉斯的太阳系起源为由热变冷的假说又重新提出收缩说，认为地

2、球内部由热变冷是地球表部收缩和褶皱及其它构造形成的原因。40 引言各种学说p 17世纪英国学者培根最早提出了与收缩说相对立的膨胀说，到19世纪末和本世纪初一些学者如曼托瓦尼、希克森等用地球膨胀说来解释大西洋两岸形状的相似性和非洲裂谷系等现象50 引言各种学说p 19世纪中、后叶，由美国学者霍尔、丹纳和奥地利学者休斯相继提出地槽、地台概念，从而建立了地槽-地台学说。该学说认为地壳的基本构造单元是由地槽区和地台区组成，地槽褶皱回返后经剥蚀、夷平可转变为地台区。该学说自提出后直到20世纪中叶在地学界长期占据着统治地位。p 我国地质学家李四光于1926年提出地质力学学说，并在其后进行了不断补充和完善。

3、该学说主张运用力学原理研究地壳构造及其成因，并将地壳构造归纳为3大类构造体系：纬向构造体系、经向构造体系和扭动构造体系。60 引言各种学说l 垂直运动与槽台学说垂直运动与槽台学说p 意大利那不勒斯湾塞拉比斯古庙p 公元前105年建成，公元1500年被海水淹到6.3米p 1600-1826年升到海面之上，被发现升速4.2 mm/yr，p 1826年起又被海水所淹，降速17.2mm/yr。70 引言各种学说8固定论与活动论0 引言各种学说l 岩石圈板块构造学说岩石圈板块构造学说是现代地球科学对全球动力是现代地球科学对全球动力学认识的主流，被誉为是地球科学的革命，它是在学认识的主流，被誉为是地球科学

4、的革命，它是在确立了对大陆漂移与海底扩张的认识的基础上建立确立了对大陆漂移与海底扩张的认识的基础上建立起来的。起来的。91 大陆漂移l 大陆漂移大陆漂移(continental drift)(continental drift)的概的概念，今天已广为人们接受。但这一概念，今天已广为人们接受。但这一概念从提出到接受并不是一帆风顺的，念从提出到接受并不是一帆风顺的，而是经历了提出、衰落到重新兴起的而是经历了提出、衰落到重新兴起的过程。尽管大陆漂移的思想早有萌芽过程。尽管大陆漂移的思想早有萌芽，但是第一次全面、系统地论述大陆，但是第一次全面、系统地论述大陆漂移假说的是德国气象学家和地球物漂移假说的是

5、德国气象学家和地球物理学家魏格纳。理学家魏格纳。10Alfred Wegener (1880-1930)魏格纳最初于魏格纳最初于19121912年发表大陆漂移观点，至年发表大陆漂移观点，至19151915年进一步著年进一步著成成海陆的起源海陆的起源一书，系统地论述了大陆漂移问题。一书，系统地论述了大陆漂移问题。1 大陆漂移l 魏格纳认为：较轻的硅铝质的大陆块就像块状冰山一样漂浮在较魏格纳认为：较轻的硅铝质的大陆块就像块状冰山一样漂浮在较重的硅镁层之上，并在其上发生漂移；全世界的大陆在古生代晚期重的硅镁层之上，并在其上发生漂移；全世界的大陆在古生代晚期曾连接成一体，称为曾连接成一体，称为联合古大

6、陆或泛大陆联合古大陆或泛大陆(Pangaea)(Pangaea)，围绕联合古，围绕联合古大陆的广阔海洋称为大陆的广阔海洋称为泛大洋泛大洋( (图图9.1)9.1)；可能由于某种作用力的影响，；可能由于某种作用力的影响，自中生代开始，泛大陆逐渐破裂、分离、漂移，形成现代海陆分布自中生代开始，泛大陆逐渐破裂、分离、漂移，形成现代海陆分布的基本格局。的基本格局。111 大陆漂移l 魏格纳认为：较轻的硅铝质的大陆块就像块状冰山一样漂浮在较魏格纳认为：较轻的硅铝质的大陆块就像块状冰山一样漂浮在较重的硅镁层之上，并在其上发生漂移；全世界的大陆在古生代晚期重的硅镁层之上，并在其上发生漂移；全世界的大陆在古生

7、代晚期曾连接成一体，称为曾连接成一体，称为联合古大陆或泛大陆联合古大陆或泛大陆(Pangaea)(Pangaea)，围绕联合古，围绕联合古大陆的广阔海洋称为大陆的广阔海洋称为泛大洋泛大洋( (图图9.1)9.1)；可能由于某种作用力的影响，；可能由于某种作用力的影响，自中生代开始，泛大陆逐渐破裂、分离、漂移，形成现代海陆分布自中生代开始，泛大陆逐渐破裂、分离、漂移，形成现代海陆分布的基本格局。的基本格局。1213联联合合古古大大陆陆的的形形成成联联合合古古大大陆陆的的解解体体1 大陆漂移l 支持漂移学说的证据支持漂移学说的证据p 证据1：大陆形状相似p 证据2：古生物证据p 证据3：古气候证据

8、p 证据4：地质构造证据p 证据5：古地磁证据141 大陆漂移l 支持漂移学说的证据支持漂移学说的证据p 证据1：大陆形状相似 以前大陆边界的拼合是以海岸线为标准的，但陆壳与洋壳存在着原则性的区别，陆壳边界并不是以海岸线为界，而应以大陆坡的坡脚附近为准 一般采取大陆坡某一定的等深线进行拼合（例如915米等深线）。151 大陆漂移l 支持漂移学说的证据支持漂移学说的证据p 证据2古生物证据 古生物学家早就发现，在目前远隔重洋的一些大陆之间，古生物面貌有着密切的亲缘关系。如舌羊齿植物化石，广布于澳大利亚、印度、南美、非洲等南方诸大陆的晚古生代地层中。 为解释这些现象，古生物学家曾提出“陆桥说”，设

9、想在这些大陆之间的大洋中，一度有陆地或一系列岛屿把遥远的大陆联系起来，后来这些陆桥沉没消失了，大陆才被大洋完全分隔开来。161 大陆漂移l 支持漂移学说的证据支持漂移学说的证据p 证据2古生物证据 淡水爬行生物中龙，在南非和南美的P地层中均有发现，证明两个大陆在P时相连。171 大陆漂移l 支持漂移学说的证据支持漂移学说的证据p 证据2古生物证据18中龙中龙犬颌兽犬颌兽水龙兽水龙兽舌羊齿舌羊齿1 大陆漂移l 支持漂移学说的证据支持漂移学说的证据p 证据3古气候证据距今约3亿年前后的晚古生代，在南美洲、非洲、澳大利亚、印度和南极洲都曾发生过广泛的冰川作用，有的还可以从冰川的擦痕判断出古冰川的流动

10、方向(右图)。从冰川遗迹分布的规模与特征判断，当时的冰川为发育在极地附近的大陆冰川。而且南美、印度和澳大利亚的古冰川遗迹残留在大陆边缘地区，冰川的运动方向是从岸外指向内陆，反映古冰川不是源于本地。191 大陆漂移l 支持漂移学说的证据支持漂移学说的证据p 证据3古气候证据 南极洲的大量煤炭沉积表明，现在这个几乎完全为冰川覆盖的地区曾经是大量植物繁茂的地方。 其他一些大陆上的岩盐和风成砂岩沉积，也提供了古气候的特征标志，根据这些沉积物可以恢复以往的气候分带。201 大陆漂移l 支持漂移学说的证据支持漂移学说的证据p 证据4地质构造证据 地质构造带对比：大西洋两岸北美和北欧之间地质构造具有一致性，

11、非洲与南美古生代和中、新生代造山带易具有相似性，且可以越过印度洋跟踪至南极和澳大利亚。211 大陆漂移p 魏格纳的学说曾经盛行一时。但是，硅镁层实际是刚性的，硅铝质大陆不能在其上航行，人们不了解有什么机制能使大陆发生漂移。p 大陆漂移说本身的依据还不足，尤其是缺乏定量的证据，不易使人信服。加之传统的固定论势力强大，大陆漂移说在一些地质学和地球物理学权威的极力反对之下，到30年代，大陆漂移说便逐渐衰。p 到了50年代，由于一些新的、独立的大陆漂移证据的发现，使得大陆漂移说再度活跃起来。其中最有力的证据是古地磁学研究的成果。221 大陆漂移l 支持漂移学说的证据支持漂移学说的证据p 证据5古地磁证

12、据 由岩石中剩磁的偏角、倾角计算出来的磁极称之为虚磁极（或视磁极），将同一个块体不同时期的虚磁极按照年代顺序连接起来的曲线即视极移曲线。如果两个块体没有明显的相对移动，那么它们的视极移曲线应该是重合的。 假设大陆固定于目前的位置上不动，把大陆上不同时代的岩石化石磁性得出的磁极位置都标在地图上，发现地质时代越古老，古地磁极的位置偏离现代磁极的位置就越远，把各时代的古地磁极连起来即可得出该大陆的古地磁极的迁移轨迹。但实际上地磁极是基本上位于地理极附近不动的，极移曲线本身反映了大陆漂移的路线。231 大陆漂移l 支持漂移学说的证据支持漂移学说的证据p 证据5古地磁证据如果把各大陆大致按魏格纳的设想恢

13、复到漂移前的位置，则根据古地磁资料测出的各大陆同一地质时代的地磁极位置相当接近，各大陆的极移曲线亦可互相重合。所以古地磁资料再次令人信服地证实了大陆漂移241 大陆漂移l 支持漂移学说的证据支持漂移学说的证据p 证据5古地磁证据25印印度度板板块块的的北北移移1 大陆漂移l 古地磁研究使漂移说复苏以后，人们又开始深入古地磁研究使漂移说复苏以后，人们又开始深入探讨与大陆漂移有关的一些问题，并获得了许多新探讨与大陆漂移有关的一些问题，并获得了许多新的证据和资料。例如，英国学者布拉德等借助电子的证据和资料。例如，英国学者布拉德等借助电子计算机对大西洋两岸计算机对大西洋两岸( (按约按约1000m10

14、00m的等深线的等深线) )地行了地行了十分完美的拼接，为验证大陆漂移提供了最形象的十分完美的拼接，为验证大陆漂移提供了最形象的证据。证据。l 尽管到了尽管到了5050年代晚至年代晚至6060年代早期，大陆漂移说衰年代早期，大陆漂移说衰而复兴，然而，对大陆漂移的机制问题依然悬而未而复兴，然而，对大陆漂移的机制问题依然悬而未决。这期间，海底地质与地球物理的研究飞速发展决。这期间，海底地质与地球物理的研究飞速发展，终于为大陆漂移机制的解决带来了曙光。，终于为大陆漂移机制的解决带来了曙光。262 海底扩张27北大西洋中脊冰岛的辛格韦德利地堑是一条裂谷（实际是大西洋中脊出露在海平面上的一部分）2 海底

15、扩张28大西洋中脊的海底扩张过程2 海底扩张l 海底扩张说的提出（海底扩张说的提出（3 3个重要发现）个重要发现）p 大洋中脊及中央裂谷系的发现。洋中脊又名大洋中脊、中隆或中央海岭。隆起于洋底中部，并贯穿整个世界大洋，为地球上最长、最宽的环球性洋中山系。292 海底扩张l 海底扩张说的提出（海底扩张说的提出（3 3个重要发现）个重要发现）p 海沟及贝尼奥夫地震带。辽阔的大洋中，中部被高大的大洋中脊占据，而深陷的海沟却分布在大洋的边缘。海沟主要见于太平洋及印度洋东北部边缘，沿大陆边缘的岛弧或海岸山脉线状延伸。302 海底扩张l 海底扩张说的提出（海底扩张说的提出（3 3个重要发现）个重要发现）p

16、 海沟及贝尼奥夫地震带 在海沟附近都是浅源地震，离海沟较远出现中源地震，在更远的大陆内部则出现深源地震，最深达720km，震源排列成为一个由海沟向大陆方向倾斜的带，其倾角一般45度左右，称为贝尼奥夫地震带。这说明沿着大陆边缘的海沟，存在着倾向大陆的、正在活动的巨大断裂带。312 海底扩张l 海底扩张说的提出（海底扩张说的提出（3 3个重要发现）个重要发现）p 洋底地壳的新认识。 本世纪50年代，在各大洋进行了广泛的地震勘探，确定了洋底地壳的3层结构。未固结的沉积物。固结的沉积物，厚约1.7km。厚度不到5公里的可能是玄武岩或辉长岩层。 洋壳第一层，即沉积层非常之薄，平均不过0.5km。即使以每

17、千年沉积1mm的最低沉积速度计算，只要大洋存在过10亿年，就应当有lkm厚的沉积物。所以，洋底沉积物的年龄应当是比较新的。 如果大陆和海洋的位置是固定不变的，洋底的年龄就应当与大陆一样老，在洋底也应当存在大量古老的沉积岩或褶皱山系，但事实却完全相反。所有这一切，都说明洋底地壳形成较新。322 海底扩张l 海底扩张学说海底扩张学说p 海底地质新成果与新资料的积累，加之大陆漂移说的重新兴起，终于迎来了地球科学理论上的一场重大革新。60年代初，美国地质学家赫斯(Hess，1962)和迪茨(Dietz，1961)首先提出了海底扩张(sea floor spreading)说。p 大洋底部在洋中脊处裂开

18、，地幔岩浆从这里涌出，冷却固结成新的大洋岩石圈，并把先期形成的岩石向两侧对称地推挤，导致大洋海底不断扩张（大西洋）。另一方面，扩张的大洋岩石圈在到达大陆边缘的海沟处后，将沿着消减带向大陆岩石圈之下俯冲，重新消亡于地幔中，从而构成一个完整的循环（太平洋）。这就是被称作地质史诗的海底扩张。 332 海底扩张随着热地幔物质源源不断地上升并形成新的洋底，先成的老随着热地幔物质源源不断地上升并形成新的洋底，先成的老洋底不停地向大洋两缘扩张推移，洋底移动扩展的速度大约洋底不停地向大洋两缘扩张推移，洋底移动扩展的速度大约是每年几个厘米。是每年几个厘米。342 海底扩张l 海底扩张说的主要证据海底扩张说的主要

19、证据p 最有意义的是海底磁异常条带研究、深海钻探成果及转换断层的发现，它们被称为验证海底扩张说的3大论据。p 海底磁异常条带35上个世纪50年代以来的古地磁研究证实地质历史时期地球磁场的曾发生了多次倒转。地质历史时期的磁极反转序列被制成图表，并测定其绝对年龄，建立地磁年表。2 海底扩张l 海底扩张说的主要证据海底扩张说的主要证据p 海底磁异常条带 1963年，英国学者瓦因和马修斯结合海底扩张假说与地磁场倒转现象，对海底磁异常条带作了极为成功的解释。 认为海底磁异常条带不是由海底岩石磁性强弱不同所致，而是在地球磁场不断倒转的背景下海底不断新生和扩张的结果。36全球大洋地壳的年龄2 海底扩张l 海

20、底扩张说的主要证据海底扩张说的主要证据p 深海钻探成果 深海钻探工作开始于1968年，在几年的时间里，著名的深海钻探船“格罗玛挑战者”号在世界各大洋进行了广泛的钻探和取样，取得了丰硕的成果。 深海钻探证实，深海沉积物由洋脊向两侧从无到有，从薄到厚，沉积层序由少到多，最底部沉积物的年龄愈来愈老，并且与海底磁异常条带所预测的年龄十分吻合，深海钻探所采得的最老沉积物的年龄不老于1.7亿年(晚侏罗世)。因此深海钻探成果令人信服地证实了海底扩张理论。372 海底扩张l 海底扩张说的主要证据海底扩张说的主要证据p 转换断层的发现洋脊被一系列横向断层切割，断层长度可达数千公里，断层两侧洋脊被明显错断，错距可

21、达数百至千余公里。曾被认为是一般的平移断层，以证明地壳中存在着巨大规模的水平运动。加拿大学者威尔逊(Wilson，1965)指出，这种横断中脊的断裂带不是一般的平移断层，而是自中脊轴部向两侧的海底扩张所引起的一种特殊断层。威尔逊称之为转换断层。38转换断层2 海底扩张l 海底扩张说的主要证据海底扩张说的主要证据p 地震和转换断层393 板块构造l 19681968年前后，地球科学家麦肯齐、摩根、勒皮雄年前后，地球科学家麦肯齐、摩根、勒皮雄和威尔逊等人又进一步提出了板块构造和威尔逊等人又进一步提出了板块构造(plate (plate tectonics)tectonics)学说。学说。p 主要思

22、想： 固体地球上层在垂向上可划分为物理性质显著不同的两个圈层，即上部的刚性岩石圈和下垫的塑性软流圈； 刚性的岩石圈在侧向上可划分为若干大小不一的板块，它们漂浮在塑性较强的软流圈上作大规模的运动； 板块内部是相对稳定的，板块的边缘则由于相邻板块的相互作用而成为构造活动性强烈的地带； 板块之间的相互作用从根本上控制着各种地质作用的过程，同时也决定了全球岩石圈运动和演化的基本格局。403 板块构造l 板块的划分板块的划分p 根据地质学、地球物理学和地球化学的证据，全球岩石圈一共可以划分为12个板块，其中，规模较大的7个板块分别是：太平洋板块，南极板块，欧亚板块，非洲板块，澳大利亚印度板块，南美板块和

23、北美板块。413 板块构造l 板块的边界类型板块的边界类型p 板块边界的存在是划分板块的依据。板块的边界常常以具有强烈的构造活动性(包括岩浆活动、地震、变质作用及构造变形等)为标志。p 从板块之间的相对运动方式来看，可将板块边界分为3种基本类型：分离型板块边界、汇聚型板块边界、平错型(剪切、转换断层)板块边界 。423 板块构造l 板块的边界类型板块的边界类型p 分离型板块边界 两侧板块作垂直于边界走向的相背运动，使板块向两侧分离、散开。其应力状态是拉张的，地球上巨大规模的张裂构造带都发育在这种边界上。分离型边界也称为增生板块边界或建设性板块边界。433 板块构造l 板块的边界类型板块的边界类

24、型p 汇聚型板块边界。 两侧板块彼此相向垂直于边界线运动，其应力状态是挤压的。沿汇聚型边界，地壳发生强烈构造变形，伴有大量岩浆活动，形成造山带。汇聚型边界可进一步分为两种基本类型，一种是以俯冲作用为主；另一种则以碰撞作用为主。443 板块构造l 板块的边界类型板块的边界类型p 汇聚型板块边界。 地缝合线：是板块相互之间的俯冲消减和碰撞过程中,留下其拼合碰撞的标志。地缝合线本身是巨大而复杂的超岩石圈深裂带，其两侧地块的地质发展史往往有大的差异。453 板块构造l 板块的边界类型板块的边界类型p 平错型(剪切、转换断层)板块边界 相当于转换断层，两侧板块相互剪切滑动，通常即没有板块生长，也没有板块

25、消亡。它一般分布在大洋中，但也可以在大陆上出现，如美国西部的圣安德烈斯断层，就是一条有名的从大陆上通过的转换断层。463 板块构造l 板块的边界类型板块的边界类型47离散型板块边界和会聚型板块边界的离散型板块边界和会聚型板块边界的运动速率运动速率(单位：单位：mm/yr)3 板块构造l 威尔逊旋回威尔逊旋回p 加拿大学者威尔逊（J.T.Wilson,1973）从板块构造观点出发，将岩石圈从大陆破裂、裂谷出现到洋盆形成，再从洋盆俯冲、缩小到闭合的完整过程，划分为6个阶段（期）。p 观点：如果大陆漂移已经持续进行了相当长的一段地质时期，并以近来研究成果所认为的速率漂移，那就意味着一系列连续的洋盆曾

26、经经历过诞生、生长、消亡、再闭合的过程。483 板块构造l 威尔逊旋回威尔逊旋回49阶段阶段实例实例运动方式运动方式沉积物沉积物火山岩火山岩胚胎期胚胎期东非裂谷抬升 可以忽略拉斑质溢流玄武岩/碱性玄武岩青年期青年期红海/亚丁湾抬升/扩张小陆架/蒸发岩拉斑玄武岩质洋底/玄武岩质岛屿壮年期壮年期大西洋扩张大的陆架拉斑玄武岩质洋底/碱性玄武岩岛屿衰退期衰退期西太平洋挤压活动陆缘岛弧 安山质火山岩/花岗闪长岩/片麻岩、深成侵入岩终止期终止期地中海挤压/抬升蒸发岩/红层/碎屑岩安山质火山岩、花岗闪长岩-片麻岩、深成侵入岩残留痕迹残留痕迹期期印度河/喜马拉雅挤压/抬升红层可以忽略3 板块构造l 威尔逊旋回

27、威尔逊旋回p a.扩张初始阶段p b.扩张发展阶段p c.扩张萎缩并转向收敛阶段p d.俯冲阶段p e.闭合阶段。504 板块构造与地质作用l 岩浆作用岩浆作用l 变质作用变质作用l 地震作用地震作用l 地壳运动地壳运动l 表面地质作用表面地质作用l 沉积作用沉积作用514 板块构造与地质作用l 岩浆作用岩浆作用p 地质学家把岩浆在形成（熔融）、运移和冷凝的整个过程中，岩浆自身的变化以及对周围岩石影响的全部过程叫做岩浆作用。p 岩浆作用有两种方式：一种是岩浆从深部上升到达地壳随即冷凝结晶，这一过程称为侵入作用，冷凝结晶形成的岩石称为侵入岩。另一种方式是岩浆溢出地面，甚至喷射到天空或水体(海底喷

28、发)称为火山作用，流出地面的岩浆冷却凝结后叫做火山岩或喷出岩。524 板块构造与地质作用l 岩浆作用岩浆作用p 火山喷发类型：包括中心式喷发和裂隙式喷发。p 中心式喷发：火山物质从中央火山口或火山管溢出，形成典型的火山锥构造，连续的熔岩流形成熔岩锥。p 裂隙式喷发：熔岩与火山碎屑都是从狭长的裂隙群中喷射而出的，它和中心式喷发不同，具有一个线性的熔浆源。玄武质的熔岩流从裂隙中流出，称为溢流玄武岩。534 板块构造与地质作用l 变质作用变质作用p 变质作用的因素：温度、压力、流体。p 变质作用的类型：区域变质作用、接触变质作用、动力变质作用。p 区域变质作用：那些在地壳活动带的深部地质过程，由于长

29、期的高压高温条件使岩石发生广泛变质的地质过程。p 接触变质作用：高温岩浆侵入围岩引起的变质过程。p 动力变质作用：地壳运动产生的应力使岩石结构破坏和重结晶作用，主要发生在地壳活动强烈的构造变动带，如断裂带、挤压带，因此动力变质往往成带状分布。544 板块构造与地质作用l 变质作用变质作用p 在分离型板块边界的洋脊轴部附近，由于不断上涌形成新的洋壳，因而具有较高的地热梯度及热液作用，使先形成的洋壳岩发生中-低级变质作用，并随海底扩张分布于整个洋底，都成秋穗(1971)称之为“洋底变质作用”。554 板块构造与地质作用l 变质作用变质作用p 在汇聚型板块边界处，由于强烈的俯冲与碰撞，多发生区域变质

30、作用，并形成双变质带。在海沟附近出现以蓝闪石片岩为代表的高压低温变质带；在火山岛弧附近出现以红柱石和蓝晶石为代表的高温低压变带。 564 板块构造与地质作用l 地震作用p 过去，人们虽然相信浅源地震是由岩石破裂(或断层)所引起的，但对于中、深源地震的成因一直没能解决，因为按一般情况理解的话，在几百公里的地下深处，岩石已具很强的塑性，不可能发生脆性破裂并引起地震。但板块构造对这一问题作了成功的解释，并得到震源机制资料的验证。当冷的刚性岩石圈大洋板块沿海沟向下俯冲时，由于其下插速度较大，深部物质来不及对它马上加热、同化，因此这种刚性的下插板块常常可以到达很深的地方仍保持较强的弹性或脆性。这样，在俯

31、冲产生的机械力的作用，俯冲板块内部发生断裂和变形，便可以产生中、深源地震。574 板块构造与地质作用l 地壳运动p 板块构造学说认为，板块内部是比较稳定的，岩石变形一般较弱，通常以大面积的长期而舒缓的升降运动为主(即造陆运动)；p 板块边缘是构造活动强烈的地带，在分离型及平错型板块边界附近，岩石变形以断裂为主，但在汇聚型板块边界附近，岩石变形异常强烈，同时伴随强烈的岩浆活动与变质作用，可以形成高大的褶皱山系(即造山运动)。584 板块构造与地质作用l 地壳运动喜马拉雅造山带的形成59俯冲阶段：弧、弧前盆地、增生楔、大洋盆地、被动大陆边缘趋于闭合阶段：增生楔、弧前沉积发生褶皱冲断，蛇绿岩形成碰撞

32、作用开始：褶皱冲断、前陆盆地发育、蛇绿岩就位、双层陆壳造山作用阶段：深成变质、陆壳部分熔融，山脉形成4 板块构造与地质作用l 表层地质作用p 板块构造与表层地质作用关系也密切，不同类型板块边界其地质作用方式也不同。 （1）汇聚型边界：多形成了高山，因此以剥蚀作用为主。 （2）分离型边界：由于拉张作用，往往形成了地球上最主要的沉积盆地海洋和大陆裂谷，它们都是发生巨厚沉积的主要场所，以沉积作用为主。604 板块构造与地质作用l 沉积作用p 地壳的分类：陆壳、洋壳、过渡壳。p 陆壳：由厚的花岗质岩石组成，地理上表现为平原、高原或巨大的山系，是陆壳板块的地形反映。p 洋壳：由薄的玄武岩组成，三大洋的深

33、海盆地及高耸的洋脊、洋岛（海山）为典型景观，是洋壳板块的地形表现。p 过渡壳：由减薄的陆壳或增厚的洋壳组成，包括大陆边缘的陆棚陆波带、弧后盆地和火山岛弧等。p 沉积盆地：地球表面不同部位间的差异升降运动，导致出现不同深度的海洋和陆地上各种河湖平原、山间盆地等负地形，在地球外部地质营力（包括水流、风、冰川、生物作用）影响下是发生沉积作用的主要场所。614 板块构造与地质作用l 沉积作用p 陆内盆地：位于大陆克拉通内部，包括凹陷、裂陷、裂谷和坳拉谷。p 被动大陆边缘盆地：由陆架（正常浅海沉积）、陆波和陆隆（浊流沉积为主）组成。p 大洋盆地：由深海平原、中央海岭、海山和海底高原组成，可以出现从深水放

34、射虫硅质沉积、泥质沉积、钙质沉积到浅水碳酸盐沉积不同类型。624 板块构造与地质作用l 沉积作用635 板块运动的驱动机制l 关于板块运动的驱动机制或驱动力，目前还是一关于板块运动的驱动机制或驱动力，目前还是一个尚未解决的问题。主要有大地幔对流模式、软流个尚未解决的问题。主要有大地幔对流模式、软流圈对流模式、重力作用、陨星撞击说、地球自转说圈对流模式、重力作用、陨星撞击说、地球自转说。645 板块运动的驱动机制l 地幔对流模式。地幔对流模式。p 认为由于温度差或密度差的存在而引起物质的缓慢运动，热而轻的地幔物质上升，冷而重的物质下沉，这样就形成了对流环。在上升流处形成大洋中脊，下降流处则形成海

35、沟和俯冲带，在两者之间则由在软流圈顶部物质发生水平方向流动而拖拽其上的刚性岩石圈运动。这就是大的地幔对流。l 软流圈对流模式。软流圈对流模式。p 学者认为上述对流只发生在软流圈之中。655 板块运动的驱动机制l 地幔对流模式地幔对流模式- - -地幔柱地幔柱66超级地幔柱地幔柱分布5 板块运动的驱动机制67地幔对流模式存在的疑问：在密度粘度都很大的地幔中究竟能不能发生大规模的物质对流?即便能发生对流，其对流的速度是否能达到或超过板块运动的速度?这些问题目前尚未获得确着的事实依据，也没有成功的数学或物理模拟实验来得到验证。5 板块运动的驱动机制l 重力作用重力作用p 日本的上田城也（1975）等

36、人认为：板块从洋中脊到海沟的运动主要是由板块前缘的不断冷却、加重、下沉和顺坡下滑所引起的。他们通过计算认为，这种下沉拖拽力比洋中脊的推挤力大得多，足以引起板块产生具有现今速率的运动。685 板块运动的驱动机制l 陨星撞击说陨星撞击说p 近年来，根据大洋钻探的成果，发现大洋中有两次巨大的陨石撞击事件（据BPGlass，1982），在海底沉积物中形成上亿吨的微玻璃陨石。撞击中心点正好与几个板块的拼接点位置相近。巨大陨击作用有可能造成直径几十万米、深度几万米的陨击坑，使岩石圈表层物质发生显著的亏损，在岩石圈重力均衡补偿作用的影响下，诱发深部地幔物质上涌，造成海洋板块的张裂、扩张，从而使周邻板块沿着不同的方向运移。695 板块运动的驱动机制l 最新观点最新观点地球自转说地球自转说p 我国的莫茹波提出地球自转速度的变化是造成大陆漂移的主要原因，认为当自转速度（向东）加大时，造成地幔内对流加强、致使大陆向西、向极地漂移。当自转速度减慢时，大陆趋向联合，并向东、向赤道漂移，地幔对流减弱。70总结l 本讲主要讲授了大陆漂移、海底扩张、板块构造本讲主要讲授了大陆漂移、海底扩张、板块构造、板块构造与地质作用等。、板块构造与地质作用等。l 重点重点p 大陆漂移学说的证据p 海底扩张学说及其证据p 板块边界类型和威尔逊旋回p 板块构造与地质作用的分类l 下一讲：第下一讲：第1313讲讲 地震地震71