普通地质学—板块构造

第九章板块构造第一节大陆漂移大陆漂移学说：1912-1915年魏格纳提出，证据：海岸线弯曲形状、古生物化石、地质构造、古气候；此外还有重力、地磁、地震波、大地测量等方面。大陆漂移学说的含义及基本内容：地球表层存在大规模的水平运动—活动论：较轻的硅铝质大陆块在较重的硅镁层之上漂移，年均漂移速率可能在米级以上（快速）。古生代晚期全球大陆连成联合古陆或泛大陆，其周围的广阔海洋称为泛大洋。自中生代开始，在某种作用力影响下，泛大陆逐渐破裂、分离和漂移，形成现代海陆分布格局。大陆漂移：由于大陆硅铝层在硅镁层上作大规模的水平漂移，从中生代开始，使晚古生代泛大陆分裂、漂移，并形成现今海陆分布基本轮廓的过程，叫大陆漂移。大陆漂移的证据——古生物学证据、蒸发盐、珊瑚礁、红层和煤等古气候证据、古冰川、南美和非洲岩石和构造的拼合。第二节海底扩张一、海底地质考察二战结束后，大陆漂移学说逐渐得到学者更多关注。在原有理论基础上创立了海底扩张说。海底地质考察主要集中在：1、水深探测2、深潜器探测3、海底地球物理调查二、海底扩张的论证1、洋中脊的发现2、洋脊地震的特征3、洋底沉积物的分布特征①沉积物在裂谷带中极薄，甚至缺失，向两坡方向呈对称式逐渐增厚。②洋底沉积物最厚只有500～600m。③洋底沉积物的形成不会早于侏罗纪。4、海底热流值和重力值的分布规律三、海底扩张说的提出要点归纳为：①洋底不断在洋脊裂谷带形成、分离，分裂成的两半分别向两侧运移，洋底不断扩张。同时，老的洋底随对流圈在海沟处潜没消减。这种过程持续不断，因而洋底不断更新。②洋地扩张速度平均每年数厘米，3亿～4亿年洋底便更新一次。③洋地扩张表现为刚性岩石圈块体托在软流圈之上运动，其驱动力是地幔物质的热对流。④洋脊轴部是对流圈的上升处，海沟是对流圈的下降处。如果上升流发生在大陆下面，就导致大陆的分裂和新生大洋的开启。四、海底扩张说催生的新成果1、海底磁异常条带的发现2、深海钻探所揭示的海底年龄3、洋壳剖面的发现4、洋底海山与地幔柱5、海底转换断层的发现与确认第三节板块构造板块构造的含义是岩石圈分裂成许多巨大块体-板块，它们驮在软流圈上做大规模水平运动，致使相邻板块相互作用。板块边缘便成为地质活动最强烈的地带。一、板块边界类型-板块划分的依据板块边界是板块之间的接触带，有三种类型：离散型、聚敛型、剪切型。1、离散型边界（生长型板块边界）在边界，岩石圈发生分裂和扩张，导致地幔物质涌出，产生洋壳和岩石圈地幔，出现巨量的玄武岩堆积、频繁的浅源地震、广泛的地堑断裂活动。如大洋的洋中脊和大陆的裂谷带。2、聚敛型边界（消减型板块边界）沿边界，两个相邻板块做相向运动，密度大的板块俯冲潜没于密度小的板块之下。表现方式：（1）俯冲边界：海沟是俯冲聚敛边界。它导致大洋板块沿着俯冲带朝另一板块（大洋或大陆）之下逐渐潜没消亡。在俯冲带及其附近，发生强烈的挤压变形、地震活动和动力变质。在俯冲带上盘，俯冲板块在深部被熔融而成岩浆，岩浆上涌引发火山-侵入作用，形成岛弧（山弧），以及相关的构造变形和变质带。（2）碰撞边界：造山带是碰撞聚敛边界。它是两个大陆板块的碰撞焊接带，又称缝合带。碰撞带均位于大陆内部。当大洋板块俯冲殆尽时，与大洋板块紧密连接的大陆板块就会在大洋板块即将消失的边界处（地缝合线）与边界上盘的大陆板块发生强烈碰撞，产生巨大挤压应力，形成高耸的山脉。伴随强烈的构造变形、岩浆活动、区域动力变质和沉积堆积。3、剪切型边界（转换断层型边界）此边界既无板块的增生，也无板块的消减，而是相邻两个板块在转换点之间沿陡立界面的剪切错动，诱发地震、变形与岩浆作用。它与洋脊相伴。二、全球板块的划分六大板块(1968年法国勒皮雄划分)：美洲、太平洋、欧亚、非洲、印度-澳大利亚、南极洲板块。若干次级板块（许多微板块）：欧亚板块、北美板块、南美板块、非洲板块、阿拉伯板块、南极洲板块、太平洋板块、菲律宾板块、印度-澳大利亚板块、加勒比板块、纳兹卡板块和可可板块。三、两种大陆边缘大陆边缘是大陆与大洋的过渡地带。大陆边缘有两种类型，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（被动大陆边缘）特点：大陆与大洋呈连续过渡关系，没有海沟，缺少地震和岩浆活动。由以下单元组成：陆架（陆棚）、陆坡（大陆斜坡）、陆隆（大陆麓、大陆裙、大陆基）、大洋盆地。2、活动大陆边缘特点：大陆与大洋之间以海沟相接触，二者呈突变关系。陆架与陆坡均很窄，缺失陆隆。是世界上地震最强烈、火山-侵入作用最活跃的地带。（1）海沟：横剖面呈不对称V字形的狭长凹地。（2）岛弧：由一系列呈弧形展布的岛屿组成。组成岛屿的特征性岩石是安山质熔岩及相关的侵入岩。如阿留申群岛等。（3）山弧：由一系列呈弧形展布的山脉组成，与大陆直接接触，也是现代火山与地震活动最强烈的地带。如北美洲科迪勒拉山脉和南美洲安第斯山脉。（4）弧前增生楔：位于岛弧或山弧与海沟之间，由大洋地壳的碎片（蛇绿岩套）、浊积岩以及一系列与俯冲带平行的逆断层组成。（见图9-25）（5）弧后盆地与边缘海：与岛弧紧密相伴的海盆地。凡其基底为陆壳者，称弧后盆地；基底为洋壳者，称为边缘海。弧后盆地：台湾岛弧西侧的东海、黄海和台湾海峡。3、海沟岛弧（山弧）系的地震与火山活动（1）地震活动：在沟弧系中，地震都位于海沟靠大陆一侧，其震源深度变化的规律非常明显：在近海沟处均为浅源地震，远海沟处出现中源地震，到大陆内部出现深源地震。其震源排列（毕鸟夫带）呈一个由海沟向大陆方向倾斜的面。（2）火山活动：大洋板块下插到地幔一定深度之后，因强烈受热，洋壳上层岩石尤其是具有较低熔点的、富含水分的海洋沉积物发生部分熔融，加上上覆岩石圈板块也发生部分熔融，便形成岩浆。四、海洋的开闭旋回（威尔逊旋回）当今的海洋是由大陆裂开与扩张而成的。海洋的开闭：从大陆分裂到大洋形成，然后到大洋收缩、关闭和消失，是一个连续演变的过程。板块运动及大洋的闭合。五、地体构造地体理论产生的背景——经典的板块构造理论在深入到大陆内部及其古老的造山带研究中遇到了一系列的难解之迷：①在北美科迪勒拉山系和东亚陆缘地区，先后发现空间紧邻的地区之间，其古生物群落、地层序列、岩相特征、古纬度等差异巨大，不能用沉积环境的突变来解释。②在中生代钙碱性火山岩的走向延伸处、在朝大洋一侧的方向上，出现了时代更老的地质体或古克拉通块体，无法用大陆地壳增生的俯冲铲刮机制来说明。③在地层学、古生物学和古地磁学的研究基础上，地体构造理论在20世纪80年代应运而生。它是板块学说的最新进展和重要补充（1）定义：构造地层地体指的是以区域断裂为边界的，具有区域性延伸的、与相邻地体具有完全不同地质发展历史的地质实体。在成因学与运动学上，地体是曾经作为洋底高原或岛屿的岩石圈碎块或地壳碎块随板块运移到活动大陆边缘的增生体。（2）增生作用：地体合并于大陆边缘上，形成大陆地壳的新增部分，使大陆边缘不断扩大的过程。这种增生是高效率的。不是一点一点地铲刮，而是把一个一定规模的地体整块地拼贴到大陆边缘上。（3）拼贴作用：发生在地体增生到大陆之前，两个或两个以上地体在洋区拼合成一个联合地体的构造运动。它与增生作用的差别：①它发生在增生之前；②拼合产生的效应只限于联合地体内，而增生产生的效应可波及到大陆边缘相当深入的地带。（4）离散作用：地体增生后，通过拉伸或走滑剪切，可使地体变成碎片脱离大陆边缘而运移。现代大陆轮廓本质上是由增生作用和离散作用联合而成的。