煤气站施工方案

第一章绪论第二章地球与海洋第三章地壳第四章大陆漂移、海底扩张与板块构造第五章海洋地质作用第六章海岸带的现代过程第七章河口与三角洲第八章大陆边缘及其地质构造第九章深海沉积第十章古海洋学第十一章海洋矿产资源海洋地质学第三节板块构造一、概述二、板块边界划分的标志及其类型三、全球板块的划分四、板块的运动及其驱动力五、板块构造学说面临解决的问题一、概述板块构造的基本原理1、固体地球上层在垂向上可划分为物理性质截然不同的两个圈层——上部的刚性岩石圈和下垫的塑性软流圈。2、岩石圈在侧向上又可分裂为若干大小不一的板块。板块是运动的，其边界性质有三种类型：(a)分离扩张型，伴随着洋壳新生和海底扩张；(b)俯冲汇聚型，伴随着洋壳消亡或大陆碰撞；(c)平移剪切型，沿着转换断层发生。地震、岩浆活动和构造变形主要集中在板块边界。3、岩石圈板块横跨地球表面的大规模水平运动，可以欧勒定律描绘为一种球面上的绕轴旋转运动。在全球范围内，板块沿分离型边界的扩张增生，与沿汇聚型边界的压缩消亡相互偿抵消，从而使地球半径保持不变。4、岩石圈板块运动的驱动力来自地球内部，最大的可能是地幔中的物质对流。板块构造的主要含义刚性的岩石圈分裂成为若干巨大块体——板块，它们驮在软流圈上作大规模水平运动，致使相邻板块相互作用，板块的边缘便成为地壳活动性强烈的地带。板块的相互作用，从根本上控制了各种内力作用，以及沉积作用的进程。板块构造说就是关于板块运动及其相互作用的理论。二、板块边界划分的标志及其类型板块边界划分的标志——构造活动性地带。表现为：地震、岩浆活动、构造变形、变质作用等。运动方向：海沟（或造山带）是板块构造的前缘，洋中脊是板块构造的后缘，转换断层则位于板块构造的两侧。比喻：海沟——为板块的方向盘；洋中脊——为板块的发动机；转换断层——板块的滑移的轨道。板块边界类型1、分离型（或离散）板块边界相当于大洋中脊轴部，两侧板块相背离散。沿此边界岩石圈分裂和扩张，地幔物质涌出，冷凝成新的海底岩石圈，并添加到两侧板块的后缘上，故分离型边界也是板块的增生边界，或称建设型板块边界。2、汇聚（敛合）型板块边界沿此边界两个相邻板块相向运动而聚合，造成大洋板块的俯冲或大陆板块的碰撞，产生强烈的地震和岩石的构造变形，甚至引发岩浆作用以及与构造变形及岩浆活动有关的变质作用。（1）俯冲边界于海沟，相邻板块相互叠覆。由于大洋板块厚度小、密度大、位置低，而大陆板块厚度大、密度小、位置高，所以总是大洋板块俯冲于大陆板块之下。此种边界主要分布在太平洋周缘，故亦称太平洋型汇聚边界，沿此边界大洋板块潜没消亡于地幔之中，因此又称消减型板块边界。a岛弧—海沟系，即岛弧远离大陆，发育于洋壳之上，如日本岛弧、马里亚纳岛弧、汤加岛弧，沿着岛弧外侧的海沟，大洋板块俯冲于大陆板块或另一大洋板块之下；b山弧—海沟系，即海沟与大陆上的山脉直接相邻，大洋板块沿陆缘俯冲于大陆之下，如南美安第斯山弧—海沟系，故又称安第斯型边界。（2）碰撞边界相当于年青的造山带，为大洋闭合，两个大陆之间碰撞汇聚而成的地缝合线。当大洋板块向大陆板块俯冲到最后阶段，位于大洋后面的大陆与其前方的大陆板块之间发生碰撞和挤压，在其接触地带形成高耸的山脉，并伴有强烈的构造变形、岩浆活动以及区域变质作用。现代碰撞边界主要见于欧亚板块与南缘的阿尔卑斯山脉和喜马拉雅山脉。故亦称阿尔卑斯山脉—喜马拉雅型汇聚边界。3、平错（剪切）型板块边界相当于转换断层，是一种特殊类型的板块边界。沿此种边界既无板块的增生,也无板块的消减,两侧板块仅作剪切错动.它既与洋脊相伴,也可同海沟共生.由于板块沿转换断层滑动,故常引起地震和构造变形.板块的边界类型•离散型板块边界•会聚型板块边界•平错型板块边界三、全球板块的划分1968年法国勒皮雄)根据地震带、地形和地质等方面的资料将全球岩石圈划分为六大板块：太平洋板块、欧亚板块、印度板块、非洲板块、美洲板块、和南极板块。欧亚板块太平洋板块美洲板块非洲板块印度板块南极板块1、欧亚板块包括欧亚陆壳的大部分以及大西洋中脊轴部以东的洋壳北部。其东侧与太平洋板块以消减作用带相接，形成西太平洋海沟系统；西界为大西洋中脊轴部；南侧与非洲板块以及印度洋板块主要以消减作用带（地缝合线）相接，部分地区接触边界的性质不明。2、太平洋板块位于太平洋洋隆轴部以西及西太平洋海沟以东，占据着太平洋的主体。东侧与美洲板块及一些小板块相接，边界类型多样，其中有洋脊扩张带，也有转换断层。其北部、西部与南部则是消减性边缘。该板块俯冲于北美洲板块（在北部）。欧亚板块（在西部）与印度板块（在西南部）之下，形成一系列海沟与岛弧。3、美洲板块美洲板块该板块可分为南美洲板块和北美洲板块，这样全球共有七大板块。该板块基本上位于大西洋中脊以西和太平洋洋隆以东，包括南、北美陆壳的全部与大西洋中脊以西的洋壳。总体向西运动，因而美洲大陆的东缘是稳定大陆边缘，而西缘则是活动大陆边缘。4、非洲板块由非洲的陆壳及其周围的洋壳组成。该板块的西部、南部与东部均以洋脊扩张带为界，东北部有局部地段以消减作用带与欧亚板块的关系不明。5、印度板块包括印度与澳大利亚的陆壳，印度洋洋壳及南太平洋洋壳的一部分，故又称澳大利亚—印度板块。其北侧以地缝合线与欧亚板块相接，西北部以转换断层与非洲板块及欧亚板块相接，西部及南部以洋脊扩张带与南极洲板块相接，东北侧主要以消减作用带与太平洋板块相接，形成西南太平洋的岛弧—海沟系。该板块主要向北运动。6、南极洲板块由南极大陆的陆壳及其四周的洋壳组成。其边界主要是洋壳扩张带，部分地段为转换断层或消减作用带。五个次一级板块分别是以上是全球规模的一级板块，它们的面积均达108km2以上。此外还有面积在106km2以内的5个次一级板块。共有12个板块。：纳字卡板块：位于东太平洋洋隆以东，秘鲁—智利海沟以西，即南美洲西岸外；可可板块（CoCo)：位于加拉帕戈斯海岭以北，东太平洋洋隆与中美海沟之间；加勒比海板块：位于中美海沟和西印度群岛之间；菲律宾海板块：位于琉球、菲律宾岛弧—海沟系与马里亚纳岛弧—海弧系之间；阿拉伯板块：位于红海、亚丁湾裂谷系与扎格罗斯褶皱山系之间。四、板块的运动及其驱动力一）板块的运动欧拉定律：1776年，瑞士数学家欧拉证明，任何一个刚体沿着球体表面的运动，都必定是一种绕轴的旋转运动。或者说，球面上任何一点的移动都不是沿着直线，而是沿着弧线进行。如果这种移动表现为复杂的曲线开式，那么它的移动轨迹将由许多圆弧小段所组成。当我们运用数学的方法来讨论板块运动时，可以把地球当作一个正球体，而岩石圈漂移时则具有相对刚硬的性质。这样一来，刚性板块的运动就应遵循欧拉定律，它只能是一种环绕某一通过地心的旋转运动。板块的旋转轴亦称扩张轴，它与地球表面的交点叫做旋转极或扩张极、欧拉极；离旋转极90°的大圆叫做旋转赤道或扩张赤道。它们与地球的自转轴、地理极、地磁极、地理赤道等并无直接联系。与板块旋转赤道相平行的一系列同轴圆弧，标明了板块上各点的移动轨迹，可称这为欧拉纬线。通过欧拉极的大圆，则构成了欧拉经线。1、板块的相对运动板块的相对运动：即某一板块相对于另一板块或其他参照系统的运动。板块的旋转运动：指某一板块相对于另一板块或球面上某一点的旋转运动。板块的旋转运动主要由板块的旋转轴（旋转极）的位置和旋转角速度来确定。板块2相对于板块1作旋转运动，其旋转角速度是相同的，但距离旋转极远近不同的地段，其运动的线速度却不相同。距旋转极较近者，其线速度小；距旋转极较远者，其线速度较大；而在旋转赤道上，其线速度最大。确定一对邻接板块的相对运动，就归结这查明它们的旋转极的地理坐标和旋转角速度。板块运动的这一特征得到了实测资料的证明。如大西洋中脊和扩张速度正是在赤道附近者最大，每年达2cm左右，向南、北方向则逐渐减小。横切洋脊的转换断层对于同一板块的不同块段具有不同运动速度，正好起到调节作用。1968年以来，勒皮雄、摩根等定量地描绘了全球各主要板块间的相对运动，求得了这些板块相对运动的旋转极位置和角速度。根据所求得的旋转极的位置和角速度大小，板块边界上各点的线速度可以很方便地换算出来。主要板块的旋转极和扩张角速度地区（相对旋转的一对板块）旋转极位置扩张角速度（10-7度/年）1.大西洋(美洲板块—非洲板块)58°N37°W3.72北太平洋(太平洋板块—美洲板块)53°N47°W6.63.南太平洋(太平洋板块—南极洲板块)70°S118°E10.84.北冰洋(美洲板块—欧亚板块)78°N102°E2.85.印度洋(非洲板块—印度板块)26°N21°E4.0原则上说，确定二板块相对运动的旋转极是很简单的。既然板块上各点的运动轨迹标出了欧拉线（它们是同轴圆弧），沿球面作这些纬线的垂线即可得出欧拉经线，欧拉经线的交点就是旋转极的位置。因此，只要已知板块上任何一点的线速度值，同时求出该点的欧拉纬度，便可以根据下式求旋转角速度：ω=v/R·cosθ·0.01745式中ω为角速度（单位：度/年）；v是线速度（cm/a）；R是地球半径，等于6.37×108cm；θ为欧拉纬度；0.01745是由角速度换算成弧长的系数。一对板块之间在各处可有不同的线速度值，但相对运动的角速度值只有一个，常用的板块运动角速度单位是10-7度/年，即每一千万年一度，这个值大约相当于旋转赤道上每年1cm移动的线速度（即扩张速度）。现代板块运动主要表现为具有一定方向的大规模水平运动，但不同的板块边界则有不同性质的相对运动形式。与板块边界类型相对应的板块运动形式有如下三种：(1)分离型主要出现在大洋中脊，中隆和大陆裂谷系统。板块在此作相背运动，板块边缘受到拉伸、引张作用。因此在洋脊轴部形成平行洋脊的张裂缝，随着板块的分离，地幔物质沿裂谷上涌，造成规模较大的侵入和喷出活动，形成新的洋底，促使板块边界不断增生。如1963年，由于北大西洋中脊的张裂作用，在冰岛附件的洋脊上发生火山喷发而形成尔特塞岛。板块分离过程中伴随着较弱的浅源地震，并出现高热流。高温的岩浆从洋脊轴部上涌直至喷溢，产生相当高的地热梯度，从而使冷的岩石圈发生热变质作用，而受热的海水使洋底岩石发生化学反应，使洋底的玄武岩、辉长石蚀变为蛇纹岩。这种洋底玄武岩、蛇纹岩与深海沉积物的组合叫蛇绿岩套。（2）汇聚型两个板块相向移动，造成板块边界的挤压、对冲，大洋板块俯冲和大陆板块仰冲等特征，主要发生在汇聚型板块边界，如海沟岛弧、年青的山脉等地带，洋壳在海沟岛弧地区向下俯冲、消亡，这些地带则称为消亡带。板块的汇聚速度，可以根据历年来所发生的水平移量时行计算。通过计算，得出阿留申海沟为6.7cm/a，千岛海沟为5.3cm/a，智利海沟为6.1cm/a。板块构造学说认为，地球的体积是保持不变的，海底扩张增生的板块，必须由汇聚消亡来补偿。在全球范围内，板块的新生和消亡的总量必须相等，这样才能保持地球和体积不变。因此，汇聚的速度可以进行理论上的计算。不同地区的汇聚速度见表4-2板块的汇聚造山作用的一种主要方式。板块碰撞本身就是造山带，在这里陆壳受到挤压，使海沟陆侧的沉积物和沉积岩产生褶皱、断裂、上升、滑动，形成褶皱山脉。仰冲板块上冲时，对俯冲板块有刮蚀作用。这咱刮蚀作用将俯冲板块上的大部分沉积物。甚至部分洋壳象“刨花”一样刮落下来，堆积到仰冲板块的前缘。它们与仰冲板块的物质一起被挤压、堆积，从而形成混杂堆积。出现在大陆的边缘，使大陆不断增生。喜马拉雅山珠穆朗玛峰，8844.43m汇聚速度边界类型地区速度（cm/a）太平洋型汇聚边界岛弧—海沟系阿留申海沟千岛海沟日本海沟菲律宾海沟马里亚纳海沟汤加海沟爪哇海沟6899.52.3～4.995～6山弧一海沟系智利一秘鲁海沟中亚美利加海沟北部10.1~11.16.4山弧一地缝合线土尔其阿富汗西藏4.33.75.41972年，杜威研究了板块碰撞所引起的造山作用类型。图B是大陆板块与大陆板块碰撞，由于质量都较轻，不能向下俯冲，因而消亡作用中止；图C表示板块继续运动，在陆壳的外侧形成新的消亡带。原来的消