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板块构造的基本原理
板块构造的基本原理地球的岩石圈并不是一个整体，而是由许多大型板块构成，这些板块在地球表面移动和相互作用。
本文将介绍板块构造的基本原理，主要包括以下方面：岩石圈板块概念、板块边界类型、板块移动和漂移、板块内构造和变形、板块俯冲和碰撞、板块构造与地球动力学以及板块构造与成矿作用。
岩石圈板块概念岩石圈板块是地球表面的大型地质单元，由地壳和上地幔顶部组成。
它们通常被称为“板块”，因为它们在地球表面移动并与相邻板块相互作用。
板块的尺寸可以从几百千米到数千千米不等，地球上的岩石圈可以划分为数个不同的板块。
板块边界类型板块之间的边界类型主要有以下三种：(1) 洋脊：这是两个板块分离形成的长条形区域，通常沿着这个区域可以找到高热流值的地带。
(2) 海沟：当一个板块俯冲到另一个板块下方时，会形成深而狭窄的海沟。
这些海沟通常伴随着火山活动和地震。
(3) 缝合线：这是两个板块碰撞并融合在一起的地方，通常会形成山脉和地震。
板块移动和漂移板块在地球表面的移动和漂移是由地幔的流动和地球的自转引起的。
板块的运动速度很慢，每年只移动几厘米。
板块的运动方式和驱动力主要是由地球内部的热能、重力能和地球的自转能共同作用。
历史上的板块运动导致了地球表面的地形和气候的演变。
板块内构造和变形在板块内部，地壳和地幔的变形和构造是复杂的。
在板块内部可以观察到地壳的抬升和下沉，以及地震活动和火山活动。
这些活动主要由地壳和地幔的密度差异、地壳应力以及地球的自转等因素引起。
板块俯冲和碰撞当两个板块相互碰撞时，会发生俯冲和碰撞。
俯冲是指一个板块俯冲到另一个板块下方，而碰撞是指两个板块在缝合线处融合。
这些过程会导致大规模的地震和构造运动，例如山脉的形成和地壳的抬升。
地球深处的作用力和能量在这些过程中起着关键作用。
板块构造与地球动力学板块构造与地球动力学密切相关。
地球动力学是研究地球内部运动和演化的学科，而板块构造研究的是地球表面的大型地质单元。
这两个领域的交互作用体现在地震学、地质学和地球物理学中。
第三章 板块基本原理
@
2 敛合边界（会聚边界） 敛合边界（会聚边界） （Convergent boundary） ）
两侧板块相向运动， 垂直或斜交于边界线运动， 两侧板块相向运动 ， 垂直或斜交于边界线运动 ， 其应 力状态是挤压的，故地壳强烈变形，伴有大量岩浆活动， 力状态是挤压的， 故地壳强烈变形， 伴有大量岩浆活动， 可形成造山带，可分为俯冲边界 碰撞边界两种 俯冲边界和 两种。 可形成造山带，可分为俯冲边界和碰撞边界两种。 （1）俯冲边界：相当于海沟，相邻板块相互叠覆，由于大 ）俯冲边界：相当于海沟，相邻板块相互叠覆， 洋板块厚度小，密度大，位置低，而大陆板块厚度大， 洋板块厚度小，密度大，位置低，而大陆板块厚度大，密 度低，位置高，故大洋板块俯冲于大陆板块之下， 度低，位置高，故大洋板块俯冲于大陆板块之下，或大型 洋壳板块俯冲于小型大洋板块之下， 洋壳板块俯冲于小型大洋板块之下， 并潜没消亡于地幔之 中，所以称消亡型或破坏型板块边界，又包括三种类型： 所以称消亡型或破坏型板块边界，又包括三种类型： A、弧后盆地 岛弧 海沟型 岛弧-海沟型 、弧后盆地-岛弧 B、陆缘弧 海沟型（安底斯型） 海沟型（ 、陆缘弧-海沟型 安底斯型） C、大洋岛弧 海沟型 、大洋岛弧-海沟型
地
外
E层
板块运动 滑动面
@
一、岩石圈 软流圈 岩石圈板块的概念
在固体地球的上层， 在固体地球的上层 ， 存在着物理性质截然不同 的两个圈层。下面为塑性的软流圈 软流圈， 的两个圈层。下面为塑性的软流圈，上面的一层包 括地壳和地幔最上部的橄榄岩层， 括地壳和地幔最上部的橄榄岩层，具有较高的刚性 和弹性，叫做岩石圈（lithosphere） 和弹性，叫做岩石圈（lithosphere）。 整个地球的岩石圈并不是连续完整的圈层， 整个地球的岩石圈并不是连续完整的圈层 ， 它 被中脊、海沟、 被中脊、海沟、转换断层及年青造山带几种活动带 分割成若干大小不一的块体，叫做岩石圈板块 岩石圈板块， 分割成若干大小不一的块体，叫做岩石圈板块，简 板块（ plate） 称板块（lithosphere plate）。 板块” plate） 1965在关于转换 “ 板块 ” （ plate ） 是 Wilson 1965 在关于转换 断层的论文中提出的， 断层的论文中提出的，指为活动带所分割的岩石圈 构成的球面岩板。其面积很大（数万构成的球面岩板。其面积很大（数万-亿km2）。厚 度很小（ km左右 并同地球表面轮廓一致地弯曲。 左右） 度很小（百km左右）并同地球表面轮廓一致地弯曲。
板块构造原理
海
啸
海啸是一种具有强大破坏力的海浪。这种波浪运动引发 的狂涛骇浪，汹涌澎湃，它卷起的海涛，波高可达数十米。 这种“水墙”内含极大的能量，冲上陆地后所向披靡，往往 造成对生命和财产的严重摧残。智利大海啸形成的波涛，移 动了上万公里仍不减雄风，足见它的巨大威力。 海啸是由海底激烈的地壳变化引起的海洋巨浪。当海啸 发生时，海水陡涨，突然形成几十米高的“水墙”，惊涛骇 浪向陆地席卷而来，所到之处一片废墟。世界上近80％的海 啸发生在太平洋沿岸地区，其中遭受海啸袭击最多的是夏威 夷群岛，其次是日本。据统计，1900—1983年间，太平洋地 区共发生405次海啸，其中造成伤亡和重大经济损失的达84 次，大约有18万人死亡。
形成原因
发现大西洋两岸的轮廓竟如此相互对应，特
别是巴西东端的直角突出部分，与非洲西岸 呈直角凹进的几内亚湾非常吻合 远隔重洋的大西洋两岸，许多生物之间存在 着亲缘关系，保存在地层中的古生物化石存 在相似性 在大洋两岸的大陆对应位置上的地质构造可 以相互拼接
结
论
大约在两亿年前，地球上现有的大陆—欧亚
现代全球板块
欧亚板块 北美板块
阿拉伯板块
菲律宾板块
非洲板块 印澳板块
太平洋板块
加勒比板块 科科斯板块
纳兹卡板块
南美板块
南极板块
板块边界的基本类型
离散型边界 汇聚型边界 转换型边界
离散型边界
Divergent boundery
会聚型边界
Convergent boundery
转换型边界
Transform boundery
离散型边界
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 离散边界可发生在大洋岩石圈板块之间，也 可发生在大陆岩石圈板块之中或之间。前者 为大洋裂谷带，如大西洋中脊、东太平洋中 隆；后者为大陆裂谷带，如东非裂谷等
板块构造理论课件
板块构造理论课件
目录
板块构造理论简介板块的划分与运动板块边界与地震板块内部的构造与演变板块构造理论与地球科学研究
01
CHAPБайду номын сангаасER
板块构造理论简介
1912年，德国科学家魏格纳提出了大陆漂移学说，认为地球上所有大陆在很久以前都是一个统一的大陆，由于地壳运动，大陆分裂并漂移到现在的位置。
20世纪50年代，美国科学家赫斯和迪茨提出了海底扩张学说，认为海底扩张是地壳运动的主要形式，海底扩张中心的新地壳不断形成并向两侧推移。
地球自转
地球自转是指地球绕自身轴线旋转一周的运动，对板块运动和演化具有重要影响。
地球重力
地球重力是指地球对物体的吸引力，对板块运动和演化具有重要影响。
03
02
01
05
CHAPTER
板块构造理论与地球科学研究
03
气候变化研究
板块构造理论对研究气候变化具有重要意义，有助于理解地球气候系统的演变。
01
对人类生活和生产活动产生了重要影响，如地震预测、矿产资源勘探、工程地质勘查等领域的应用。
02
CHAPTER
板块的划分与运动
洋中脊是新的地壳形成的地方，板块边界沿着洋中脊向两侧扩张。
洋中脊板块边界
转换断层板块边界
俯冲带板块边界
两个板块在相对方向上平移，形成转换断层。
一个板块俯冲到另一个板块下面，形成海沟和岛弧。
地球岩石圈被分割成若干个板块，每个板块都由地壳、地幔和部分地核组成。
板块之间相互作用，包括板块俯冲、板块碰撞、板块开裂等。
板块运动是地壳运动的主要形式，板块间的相对运动包括汇聚、离散和共轭三种类型。
解释了地球上地壳的运动规律和地貌的形成机制，如山脉、海沟、火山、地震等。
目录
板块构造理论简介板块的划分与运动板块边界与地震板块内部的构造与演变板块构造理论与地球科学研究
01
CHAPБайду номын сангаасER
板块构造理论简介
1912年，德国科学家魏格纳提出了大陆漂移学说，认为地球上所有大陆在很久以前都是一个统一的大陆，由于地壳运动，大陆分裂并漂移到现在的位置。
20世纪50年代，美国科学家赫斯和迪茨提出了海底扩张学说，认为海底扩张是地壳运动的主要形式，海底扩张中心的新地壳不断形成并向两侧推移。
地球自转
地球自转是指地球绕自身轴线旋转一周的运动，对板块运动和演化具有重要影响。
地球重力
地球重力是指地球对物体的吸引力，对板块运动和演化具有重要影响。
03
02
01
05
CHAPTER
板块构造理论与地球科学研究
03
气候变化研究
板块构造理论对研究气候变化具有重要意义，有助于理解地球气候系统的演变。
01
对人类生活和生产活动产生了重要影响，如地震预测、矿产资源勘探、工程地质勘查等领域的应用。
02
CHAPTER
板块的划分与运动
洋中脊是新的地壳形成的地方，板块边界沿着洋中脊向两侧扩张。
洋中脊板块边界
转换断层板块边界
俯冲带板块边界
两个板块在相对方向上平移，形成转换断层。
一个板块俯冲到另一个板块下面，形成海沟和岛弧。
地球岩石圈被分割成若干个板块，每个板块都由地壳、地幔和部分地核组成。
板块之间相互作用，包括板块俯冲、板块碰撞、板块开裂等。
板块运动是地壳运动的主要形式，板块间的相对运动包括汇聚、离散和共轭三种类型。
解释了地球上地壳的运动规律和地貌的形成机制，如山脉、海沟、火山、地震等。
板块构造的基本原理
• 根据转换断层的应力状态（兼具有拉张或 挤压性质），可分为张性转换断层和压性 转换断层。 • 压性转换断层：构造变形十分强烈，往往 有软流圈物质上涌，出现火山活动，局部 可形成新洋壳。 • 张性转换断层：往往发育狭长的沟槽。
• 转换断层的形成机制： • 大陆分成两块时，新的张性破裂追踪先成的 断裂或脆弱带、或受其影响出现拉张段和平 移段，地幔物质沿拉张段上涌演化为洋中脊 ，平移段演化为中脊-中脊型转换断层（解释 赤道大西洋中脊-中脊型转换断层）。 • 原始海沟两侧的A板块和B板块各自在不同地 段上俯冲到对方之下：一侧为A板块俯冲， 一侧为B板块俯冲，消耗和增生情况的差异 导致剪切破裂和平移，形成转换断层（解释 新西兰阿尔卑斯断层）。
对于三个刚性板块 A、B、C而言，三 个板块在三联点上 的相对速度矢量和 满足： VAB+VBC+VAC=0
可据此确定板块的性对运动状态及边界类型
• 旋转极的确定： 转换断层指示欧拉纬线的走向，沿球面做 这些纬线的垂线就是欧拉经线，欧拉经线 的交点就是旋转极。 • 求板块旋转的角速度：
式中：—角速度（单位：°／a）， V—线速度（cm／a）， R—地球半径（cm）， —欧拉纬度。
一、板块构造理论的要点
• （1）强调地球的物理性质截然不同的两个圈层— —上部的刚性岩石圈和下部的塑性软流圈——的 对立。 • （2）岩石圈可以划分成为若干大小不一的板块， 板块是运动的。 • （3）岩石圈板块横跨地球表面的大规模水平运动 为一种球面上的绕轴旋转运动，全球范围内分离 型板块边界的扩张增生与汇聚型边界的压缩消亡 相互补偿抵消，使地球的半径保持不变。即：新 板块的增生与旧板块的消亡是相互补偿的 • （4）岩石圈板块运动的驱动力来自地球内部，最 可能是地幔物质的对流。
09板块构造
南非－南美大陆的漂移
非洲
南美洲Βιβλιοθήκη 大陆漂移证据 1、 古 生 物 证 据
2、 造 山 带 证 据
3、冰川分布的证据
晚古生代冰川
第二节 海底扩张
第三节、板块构造
板块构造--地球科学革命
板块构造理论的问世,标志着地学界的 一场深刻的革命,它把各种地质作用统一到 板块的相互作用这一根本性的动力中,从而 将许多分离的地质学分科又纳入到综合研 究的轨道。 它找到了各种地质作用之间的内在联 系,对各种地质现象作出了合理的回答,把 地质科学推向了一个崭新的阶段。
1.固体地球外层在垂向上可划分为物理性质完全不同的两个 圈层，上部的刚性岩石圈和下垫的塑性软流圈。 2.岩石圈在侧向上可划分为由不同类型活动边界分隔的若干 大小不同的岩石圈板块，板块边界有三种类型：离散扩张型、俯 冲汇聚型和平移转换型。 3.岩石圈板块横跨地球表面作大规模水平运动，可用欧拉几 何定律描绘为一种球面上的绕轴旋转运动。 4.岩石圈板块运动的驱动力来自地球内部，最可能是地幔中 的物质对流。
第九讲 板块构造
第一节 大陆漂移
第二节 海底扩张
第三节 板块构造
第一节 大陆漂移
阿尔弗雷格· 魏格纳（Alfred Lothar Wegener， 1880年11月1日－1930年11月2日）
1912年由德国气象学家和地球 物理学家魏格纳（A.L. Wegner) 提出。 主要理论：
• 大陆比较轻，可以像冰山一样 在容易变形的Si-Mg壳层上漂移。 • 海岸山脉是大陆漂移受阻形成 的；岛弧是大陆漂移残留的块 体。 • 动力源是地球自转和日月引力。 • 晚石炭纪出现联合古陆。
板块构造的基本原理 PPT
（2）洋底在扩张中的沉降：
冷却结晶后，玄武岩熔体密度增加、体 积减小，软流圈顶部玄武岩熔体冷凝转化为 岩石圈的组成部分，伴随体积减小，洋底岩 石圈表层向下陷落。
大家好
24
（3）海底扩张与海平面变动：
洋中脊的形成与消失，对大洋盆地的容积有显 著影响：
洋中脊上升→洋盆体积缩小→海进
洋中脊下降→洋盆体积扩大→海退
（4）平顶海山、珊瑚礁与洋底的沉降：
① 大洋中平顶海山的形成与洋底扩张沉陷有关 ，中洋脊轴部火山活动强盛之处往往形成火山 岛，火山岛随板块向外扩张推移，火山活动逐 渐平息。
②珊瑚礁追随海平面上升而生长，生长速度大
• （4）岩石圈板块运动的驱动力来自地球内部，最
可能是地幔物质的对流大。家好
4
二、板块的划分
• 板块之间的界线：洋中脊、转换断层、海 沟或年轻的造山带
• 板块划分的标志：
①地震带：全球的地震带是板块边界的相 对运动造成的，全球各地震带相互交接、 首尾相连。
②地貌标志：板块边界由于强烈的构造运 动，对地面形态有强烈的塑造作用，容易 形成洋中脊、海沟、褶皱山系等。
大家好
5
• 六大板块的划分方案：
• 全球板块的划分至今仍然存在争议，但全 球主要板块的划分方案却是清晰的。一般 将岩石圈划分为六大板块，此外还有十二 板块、十五板块等分类方法，每个大板块 也可再分为许多次一级的小板块。
• 目前常用的六大板块的划分方案是由法国 的勒皮雄（X. Le Pichon，1968）提出的。
• 平错型（剪切型）板块边界：相当于转换
断层，两侧板块相互滑过，既没有板块的
生长，也没有板块的破坏。
大家好
9
大家好
10
离散型
冷却结晶后，玄武岩熔体密度增加、体 积减小，软流圈顶部玄武岩熔体冷凝转化为 岩石圈的组成部分，伴随体积减小，洋底岩 石圈表层向下陷落。
大家好
24
（3）海底扩张与海平面变动：
洋中脊的形成与消失，对大洋盆地的容积有显 著影响：
洋中脊上升→洋盆体积缩小→海进
洋中脊下降→洋盆体积扩大→海退
（4）平顶海山、珊瑚礁与洋底的沉降：
① 大洋中平顶海山的形成与洋底扩张沉陷有关 ，中洋脊轴部火山活动强盛之处往往形成火山 岛，火山岛随板块向外扩张推移，火山活动逐 渐平息。
②珊瑚礁追随海平面上升而生长，生长速度大
• （4）岩石圈板块运动的驱动力来自地球内部，最
可能是地幔物质的对流大。家好
4
二、板块的划分
• 板块之间的界线：洋中脊、转换断层、海 沟或年轻的造山带
• 板块划分的标志：
①地震带：全球的地震带是板块边界的相 对运动造成的，全球各地震带相互交接、 首尾相连。
②地貌标志：板块边界由于强烈的构造运 动，对地面形态有强烈的塑造作用，容易 形成洋中脊、海沟、褶皱山系等。
大家好
5
• 六大板块的划分方案：
• 全球板块的划分至今仍然存在争议，但全 球主要板块的划分方案却是清晰的。一般 将岩石圈划分为六大板块，此外还有十二 板块、十五板块等分类方法，每个大板块 也可再分为许多次一级的小板块。
• 目前常用的六大板块的划分方案是由法国 的勒皮雄（X. Le Pichon，1968）提出的。
• 平错型（剪切型）板块边界：相当于转换
断层，两侧板块相互滑过，既没有板块的
生长，也没有板块的破坏。
大家好
9
大家好
10
离散型
第一篇第四章 板块构造基本原理
转 换 断 层 类 型 及 实 例
走滑－转换板块边界
Sm-Nd age of coesite-bearing eclogites from the Dabie Mountains and Su-Lu terrane published by Li et al.1993,1994,1996
陆 内 古 板 块 转 换 边 界
沿球面作这些纬线的垂线，即可得出欧勒径向，欧勒经线的交点 就是旋转极的位置。 • 如果已知两条转换断层的坐标位置和走向方位，根据球面三角 中的正弦和余弦定理，也可求出旋转极的地理坐标位置。 • 根据板块边界上各点移动的线速度，也可以求旋转极的位置。 作为一种旋转运动。各点的线速度随着远离旋转极而增大，并于 相应的欧勒纬度的余弦成正比关系。 • 此外还可以利用震源机制得出的滑动向量求旋转极。
② 威尔逊（Wilson,1965）则强调大洋张开之前，可能存在断层，板 块在沿中脊分裂时追踪先成断裂形成； ③ 张文佑等（1978）用锯齿状断裂发展解析； ④ 板块在汇聚过程的差异运动。
3.板块边界与大陆边缘类型
① 被动大陆边缘（大西洋型大陆边缘、 离散型大陆边缘）： ——大陆边缘位于板块内部，相邻 的陆壳和洋壳作为统一板块组成部 分处于长期稳定状态，其间无俯冲 作用、强烈地震和火山活动，并整 体被动地随板块的运动而移动。 • 动力学背景：板块离散过程的伸展 作用
Bixiling: 210±2Ma 219±24Ma (Li et al.1996) Sci.in China(Ser.D)
Shuanghe: 226±3Ma (Li et al.1996) Sci.in China(Ser.D)
转换断层形成机制:
① 迪茨（Diets,1961）提出海底扩张时认为，中脊处的横断带可能是 地幔对流速度不同造成的剪切作用所致；
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1
0
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倚
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பைடு நூலகம்
寄
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之
易
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66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
板块构造的基本原理
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。