第9章 板块构造学说

潜没和更新，运动速度为数cm/年，周期不超过200Ma
海底扩张模式（据Wyllie 1975）
③刚性的岩石圈块体驮在软流圈之上运动，其驱动 力是地幔对流。 ④洋中脊是对流体上升带或发散带，海沟是对流体 下降带或汇聚带。
三、海底扩张说的新成果
• 海底磁异常条带研究； • 深海钻探成果； • 转换断层的发现；
（2）海沟及贝尼奥夫(Benioff)地震带
（3）洋底地壳的新认识
（4）海底热流值的分布规律
洋中脊顶峰区的热流值：沿着 洋中脊的热流值特别高，但两 翼的热流值则锐减。
美国赫斯和迪茨在地幔对流说基础上，提出海底扩张说
二、基 本 观 点
• ①大洋中脊是洋壳生长的地方，称增生带。地幔物质由 洋中脊涌出，冷凝成为最新洋壳；新洋壳将先形成的洋 壳从洋中脊依次向两侧推开，洋壳年龄随着与洋脊距离 的增加而增大 ②当洋壳到达海沟时俯冲下沉熔融，重返软流圈，所以 海沟俯冲带又称为消减带。洋底在不断的形成、运动、
(1) 胚胎期—大陆裂谷 地幔物质上升，大陆地壳隆起、变薄，在拉力作用下， 地表形成一系列大陆裂谷盆地。现代实例：东非裂谷。
(2) 幼年期—微大洋
拉张作用继续，大陆完全裂开，裂谷中轴产生狭窄的洋壳，两 侧陆块分离，形成陆间裂谷。现代实例：红海、亚丁湾。
在 红 海发现 的 海底热液活动及 热液矿床，说明 红海是正在扩张 中的幼年大洋， 海底扩张速度约 为1.1cm/a 。
第三节 板块构造学说
板块构造归纳了大陆漂移和海底扩张所取得的重要成 果，从全球的统一角度，阐明了地球活动和演化的许多重 大问题。
板块构造学说的基本思想
1. 垂向上：固体地球上层可划分为物理性质截然不同 的两个圈层－－上部刚性岩石圈和下垫的软流圈。 2.侧向上：岩石圈在可分为若干大小不一的板块。板 块内部稳定，边界为最具活动性的构造带。 3.板块是运动的，其边界性质可分为三大类：分离扩 张型，俯冲汇聚型，平移剪切型。
第九章
板块构造学说
关于全球构造的看法或观点—
大地构造学说（派）
•膨胀、收缩说 •地槽—地台学说 •地质力学学说 •板块构造学说
•……
岩石圈板块漂浮在软流圈上运动
板块构造学说
板块构造学说的创立过程
板块构造学说是20世纪60年代兴起的一种 构造运动理论。它是在大陆漂移学说、海底扩 张学说基础上发展起来的。
（一）海底磁异常条带研究
（二）深海钻探成果
DSDP(1968)
ODP(1983)
IODP(2003—)
深海钻探证实：
1）洋壳很年轻且对称于大洋中脊轴分布； 2）洋壳层沉积厚度与层序对称于大洋中脊轴分布； 3）直接揭示洋底年龄，从中脊轴部向两侧递增。
（三）转换断层的发现
加拿大学者威尔逊（Wilson，1965）提出转换断层（transform fault）。
4.岩石圈板块横跨地球表面作大规模水平运动。板块的旋 回性：板块沿分离型边界的扩张增生，沿会聚型边界的压 缩消亡。 5.岩石圈板块运动的驱动力来自地球内部，最有可能的是 地幔物质对流。
三种板块边界
•离散型板块边界 •会聚型板块边界 •平错型板块边界 (转换断层型)
A、汇聚边界；B、离散边界； C、转换断层边界
地中海的海盆相当狭小，也不见活动的洋中脊，说明洋壳不再 增生，只有俯冲消亡。地中海总有一天会完全闭合。
(6)消亡期—地缝合线
残留海已消失，两侧大陆 碰撞，持续俯冲的陆壳板 块相互挤压形成高大山系。 沿碰撞带可出露古洋壳残 片，称地缝合线。
现代实例：青藏高原和喜 马拉雅造山带
大洋盆地演化的Wilson旋回各阶段的特征（据Jacobs 1974）
转换断层与平移断层的区别
中脊轴
A
B
C
D 扩张
平移断层
转换断层
1）运动方向：转换断层BC段两盘运动方向相反，断层外两盘运动 方向一致；而平移断层，断层两盘的运动方向始终相反。 2）断距：平移断层标志物之间的断距应随时间的增加而增加，而 转换断层之间的洋中脊之间的距离一般是稳定的。 3）地震活动：转换断层部分有浅源的地震活动，而沿整个走滑断 裂均有地震活动发生。
含大洋沉积物和 岩石圈碎块的混 杂堆积体
由于海沟与岛弧(山弧)紧密相随， 称之为海沟岛弧系。它们构成了特 征性环太平洋火山地震带（班尼奥 夫Benioff带 ）。
马里亚纳群岛
读书思考
• 知识点：大陆漂移、地幔对流、海底扩张、板块构造、大洋 中脊、海底地磁条带、转换断层、地幔对流、威尔逊旋回、 活动大陆边缘、稳定大陆边缘、大陆架、大陆坡、大陆隆、 海沟、岛弧、贝尼奥夫(Benioff)地震带 、地幔柱、热点； • 试述魏格纳大陆漂移学说的要点，并对该学说加以评价。 • 试述海底扩张说的要点。 • 板块构造的基本含义？ • 板块边界有哪些基本类型？ • 用板块俯冲观点解释全球火山与地震的分布规律。
大陆漂移说的疑点
大陆漂移说的主导思想是正确的，但是限于当时地质 科学的发展水平，魏格纳未能正确说明大陆漂移的机制。 刚性的花岗岩层不可能在刚性的玄武岩层上漂移； 潮汐力与离心力小，不足以引起大陆漂移； 大陆如何拼合的一些具体问题没有妥善解释； 魏格纳不是地质界出身的学者，备受地质界的排挤。
古生物证据
许多动物，尤其是陆生动物，只能 在同一大陆内迁移而不能远渡重洋， 在大西洋两岸许多浅海或陆地上，生 活的动物种属相同。
地质学证据
非洲南部二叠系岩层组成的开普山脉向西延伸，这种岩层也出现 在南美洲的布宜诺斯艾利斯。
在北半球，一条从挪威向西南延伸到苏格兰的加里东褶皱带消失 于大西洋之后，在北美东海岸的加拿大和美国境内又有再现。
1.分离（离散）型板块边界
东 非 裂 谷 和 红 海 裂 谷 地 貌 图
2.汇聚（挤压）型板块边界
3.平错（剪切）型板块边界
威尔逊旋回与大洋演化
大洋盆地从张开到闭合的六个阶段，威尔逊旋回
1、胚胎期：东非大裂谷 2、幼年期：红海、亚丁湾 3、成年期：大西洋 4、衰退期：太平洋 5、终了期：地中海 6、遗痕期：地缝合线
பைடு நூலகம்
大陆漂移说的证实
1 2 3 4 5 大陆边界的形态 古气候、古冰川的证据 古生物的证据 地质构造与岩石分布 地磁学证据 ---- 极移与极移曲线
大陆边界的形态(拼合)
联合古陆复原
古冰川及气候证据
石炭二叠纪的冰川 活动遗迹发现于印度、 澳大利亚、非洲、南美 洲与南极洲。现今热带 或赤道的气候条件无法 形成冰川。如果没有发 生过大陆分裂和漂移， 上述现象无法解释。
3 从中生代开始，在潮汐力和离心力的作用下，大陆逐渐 破裂、分离，造成现在的海陆分布；
4 大西洋、印度洋是在 大陆分裂漂移的过程 中形成的，太平洋是 泛大洋的残余。 5 大陆在向赤道和向西 漂移的过程中，前缘 受到挤压褶皱形成山 脉，后缘由于硅镁层 的粘结、拖曳而脱落 形成岛弧、岛屿。 大陆漂移假说提出至20世纪20年代在欧洲引起广泛 讨论，盛极一时. 30年代后就逐渐趋于沉寂。
(3)成年期—大西洋型大洋盆地
持续海底扩张，洋底不断展宽，逐渐形成宏伟的大洋中脊体系 和开阔的深海平原。实例：大西洋。
(4)衰退期—太平洋型大洋盆地
洋中脊虽继续扩张，但洋盆一侧或两侧出现俯冲消减作用，海洋 面积渐趋缩小。实例：太平洋。
(5)终了期—残留海
随着洋壳海域的缩小，两侧的陆壳地块相互逼近，其间仅残留 内陆海。现代实例：地中海。
地磁学证据
岩石中含有磁性矿物，在地球磁场的影响下，岩石形成时就受 到磁化，从而保存了古地磁记录。通过对岩石所记录的古磁场的倾 向和倾角的测量，可以计算岩石形成时地球磁极的位置和岩石标本 所在地的古纬度。
大陆漂移说的主要论点
1 石炭纪以前，全球只有一 个大陆和一个大洋，前 者称为泛大陆、后者称 为泛大洋； 2 大陆由较轻的刚性的硅铝 层组成，它漂浮在较重 的粘性的硅镁层之上；
• 何谓转换断层？转换断层与平移断层的主要区别？
• 何谓威尔逊旋回？ • 比较两种大陆边缘的特征。
板块运动的驱动力--地幔对流
大陆边缘构造
大陆边缘是大陆与洋底的过渡地带，大陆边缘有两类， 一类为稳定大陆边缘；另一类为活动大陆边缘。
1. 稳定大陆边缘
• 大陆架 • 大陆坡 • 大陆隆
2. 活动大陆边缘
活动大陆边缘具有海沟和岛弧，不宽的陆架与陆坡， 缺失陆隆，其典型代表见于太平洋的周边。
弧后盆地 火山岛弧 弧前盆地 弧前增生楔 海沟 陆壳 大陆
大陆漂移说的沉寂
由于大陆漂移说存在的诸多疑点，在当时未能被大部 分地质和地球物理学家所认同。
1930年代对于海底的研究所知有限，仅有陆地的证据， 难以让人接受如此先进的学说。
大陆漂移说一度沉寂下来
第二节 海底扩张学说
海底扩张模式（据Wyllie 1975）
一、海底扩张的提出
（1）全球大洋中脊及中央裂谷系的发现
海底扩张学说
大陆漂移学说
板块构造学说
1912
1963
1965
第一节 大陆漂移说
大陆漂移：魏格纳20年代提出。他发 现大西洋两岸大陆边缘形态相似，搜集 了大量有关地质构造、古气候、岩石和 化石资料，提出大陆漂移设想。
魏格纳 德国气象学家、地球物 理学家，1880年11月1日 生于柏林，终身献身于 科学事业，1930年11月 在格陵兰考察冰原时不 幸遇难。