海底扩张学说 PPT

同时，虽然大西洋与太平洋的扩 张形式是不同的：大西洋在洋中脊处 扩张，大洋两侧与相邻的陆地一起向 外漂移，大西洋不断展宽；太平洋底 在东部的洋中脊处扩张，在西部的海 沟处潜没，潜没的速度比扩张的快， 所以大洋在逐步缩小。但是它们的洋 底却都是在不断更新的，这使得古老 的太平洋与大西洋的洋底一样年轻。 深海钻探的结果证实，海底扩张说的 上述观点是成立的。
• 海洋地球物理调查结果还 表明，大洋中脊裂谷系属 于张性构造，它既是强烈 的地震带，又具有显著的 高热流值，暗示中脊轴部 是高温地幔物质上涌的地 方。这就使人自然而然地 联想起霍姆斯的地幔对流 假说。
海底扩张说认为，高热 流的地幔物质沿大洋中脊的 裂谷上升，不断形成新洋壳； 同时，以大洋脊为界，背道 而驰的地幔流带动洋壳逐渐 向两侧扩张；地幔流在大洋 边缘海沟下沉，带动洋壳潜 入地幔，被消化吸收。
三大洋海底磁异常有明显的共 同特征，正负磁异常条带与洋 脊平行、相间排列、以洋脊为 轴两边对称。
两个相邻地磁场正、反向时间 之比与正、反向条带宽度之比 与沉积物正、反向磁异常厚度 之比都是一致的。
上述现象均因海底扩张形成。
在地质历史中，地磁场 南、北极发生周期性反 转导致这一情况发生。
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地质历史中地磁极的南、 北极在不断交替，称为 地磁场倒转。地磁南北 极方向与现在一致时称 正向，有的时期为反向。
• 超级计算机中的地球磁场模型。左侧为通常所见具有两个 磁极的地磁场，这是两次倒转之间漫长年代的典型形态； 右侧为短时间（相对而言）内处于磁极倒转过程中地磁场 发生了剧烈变化的复杂形态。（图片来自向断裂切割。主要
断裂长度可达几千km，位移(中脊)达 几百km--几千km.
转换断层现象的提出 1965年，由加拿大学者威尔逊首先提
出。它不是一般的平移断层，而是由 于自洋脊轴部向两侧扩张量不同引起 的一种特殊断层——运动方向和运动 性质在断层的两端发生了转换——转 换断层。
转换断层的形成与沿洋中 脊脊轴的扩张和新洋壳的形 成相伴而生，即以脊轴为海 底扩张轴，两侧洋壳分离， 并以断裂为剪切错动面同步 地相对运动。
通常认为，这一过程的动力来源于地幔对流。地幔物质不断从洋中脊 涌出，经冷却固结形成新的大洋地壳，以后涌出的熔融岩浆又把原先形成 的大洋地壳向外推移。断层两侧海底推移的方向就是海底扩张的方向。
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， 沉积物的层序变化在 洋脊两侧对称
沉积物年龄随深度增 加而增加。
洋脊火成岩的年龄最 新，愈向外愈老，最 老不老于中生代或侏 罗纪。
岩石年龄以洋脊为轴 两边对称。
成因：老的岩石和沉 积物随着海底扩张被 带走，在海沟处下沉 到地幔中或被焊接到 大陆边缘上。
转换断层的概念 转换断层是一种水平错动在两端突
然中止并改变为另外一种方向和构 造类型的断层。
转换断层的类型 转换断层分布于洋脊－洋脊间，沟
弧－沟弧间和沟弧－洋脊间。洋脊 －洋脊型转换断层是海底扩张的主 要运动型式。
转换断层具平移剪切断层性质，但与平移断层不同，后者在全断层线 上均有相对运动。但转换断层只在错开的两个洋中脊之间有相对运动；在 洋中脊外侧因运动的方向和速度均相同，断层线并无活动特征。由于洋底 岩石圈背离洋中脊向两侧推移，转换断层另一端最终与边界或消亡边界相 遇而中止。
• 第二次世界大战期间及其后来，由于军事和寻找海底矿产资源等目的，人们对 海洋进行了许多考察工作，对洋底地形和洋底地壳有了不少了解。
• 地震资料表明，洋壳的表层，即沉积层非常之薄，平均不到0.5km。当时以每千 年沉积一毫米的最低沉积速度计算，只要大洋存在过20亿年，其底部就应当有 2km厚的沉积物。但事实上洋底沉积层却是如此之薄。而且，通过对大洋裂谷 及断裂带的基岩崖壁处的拖挖采样，到20世纪60年代开展深海钻探以前，在洋 底尚未发现老于白垩纪的岩石。假如大陆和海洋的位置固定不变，那么洋底的 年龄就应当与大陆一样老，洋底也应该积累起巨厚的沉积地层，但事实却完全 相反！
洋中脊处新洋壳不断 形成，两侧离洋中脊越远 处洋壳越老，证明了大洋 底在不断扩张和更新。
海底扩张说较好地解释 了一系列海底地质地球物理 现象。它的确立，使大陆漂 移说由衰而兴，主张地壳存 在大规模水平运动的活动论 取得胜利。
不平坦，大致分为大陆边缘、 大洋盆地和洋脊三个区域。
洋脊轴部最高，向两侧逐渐 变低，海沟及大陆坡底部最 低。原因是新洋壳从洋脊向 两侧扩张变冷，岩石圈密度 变大下沉的结果。
• 海底扩张说（sea-floor spreading hypothesis）是海底地壳生长和运 动扩张的一种学说。
它是在20世纪 60年代初，美国 地质学家、普林 斯顿大学地质系 主任H.H.赫斯和 美国海岸与大地 测量局的地质学 家R·S·迪茨在地 幔对流说的基础 上提出的。
• H.H.赫斯于1960年首先提出海底扩张说。 随后R.S.迪茨于1961年用海底扩张作用讨 论了大陆和洋盆的演化。1962年，赫斯教 授发表了他的著名的论文--《大洋盆地的 历史》。赫斯对洋盆形成作了系统的分析 和解释。他明确强调地幔内存在热对流， 洋中脊下的高温上升流使中脊保持隆起并 有地幔物质不断侵入、遇水作用成蛇纹石 化而形成新洋壳，先存洋壳因此不断向外 推移，至海沟、岛弧一线受阻于大陆而俯 冲下沉、融熔于地幔，达到新生和消亡的 消长平衡，从而使洋底地壳在2～3亿年间 更新一次。