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1、普通地质学 笫九章 板块构造第1页，共38页，编辑于2022年，星期日 六十年代晚期板块构造的诞生，它标志着地球科学的革命。六十年代晚期板块构造的诞生，它标志着地球科学的革命。1968年地球科学家把板块构造学说这一系列进展和发展宣布为年地球科学家把板块构造学说这一系列进展和发展宣布为“新全球构造新全球构造论论”，它的重要性可与天文学上哥白尼的，它的重要性可与天文学上哥白尼的“太阳中心论太阳中心论”和生物学上达尔文和生物学上达尔文的的“进化论进化论”相提并论。相提并论。板块构造是全球构造理论。它将各种地质作用统一到板块的相板块构造是全球构造理论。它将各种地质作用统一到板块的相互作用这一根本性的动
2、力之中，成功地解释了互作用这一根本性的动力之中，成功地解释了100多年来在地球上发多年来在地球上发现的许多地质事实，把地球科学的发展推到一个崭新的阶段。板块构造说是现的许多地质事实，把地球科学的发展推到一个崭新的阶段。板块构造说是怎样产生？它是由怎样产生？它是由大陆漂移大陆漂移和和海底扩张海底扩张学说发展而来的。学说发展而来的。第2页，共38页，编辑于2022年，星期日第一节第一节 大陆漂移大陆漂移一、大陆漂移学说的创立一、大陆漂移学说的创立 大陆漂移的设想早在大陆漂移的设想早在19世纪初就出现了。世纪初就出现了。最初提出是为了解释大西洋两岸明显的对应最初提出是为了解释大西洋两岸明显的对应 性
3、。性。1915年德国气象学家兼地质学家魏格纳年德国气象学家兼地质学家魏格纳（18801930）正式提出大陆漂移说。它在）正式提出大陆漂移说。它在大陆和海洋的起源大陆和海洋的起源一书中，不仅从古气侯，一书中，不仅从古气侯，而且从整个科学领域论证了大陆漂移。大陆漂移学说提出后，受而且从整个科学领域论证了大陆漂移。大陆漂移学说提出后，受到来自固定论的地质学家和地球物理学家的强烈反对。到来自固定论的地质学家和地球物理学家的强烈反对。1930年魏年魏格纳在格陵兰的一次科学考察中因心脏病突发，死于雪原中。在格纳在格陵兰的一次科学考察中因心脏病突发，死于雪原中。在魏格纳生前，大陆漂移说没有得到广泛接受。魏格
4、纳生前，大陆漂移说没有得到广泛接受。第3页，共38页，编辑于2022年，星期日1、大陆漂移的七个主要证据、大陆漂移的七个主要证据（1）大西洋两岸大陆轮廓非常吻合，）大西洋两岸大陆轮廓非常吻合，即南美洲和非洲可以拼接起来。即南美洲和非洲可以拼接起来。（2）大西洋两岸许多浅海和陆生古）大西洋两岸许多浅海和陆生古生物种属相同。二叠纪内陆爬行动物生物种属相同。二叠纪内陆爬行动物中龙，分别发现在非洲和南美洲。中龙，分别发现在非洲和南美洲。（3）非洲南部开普山脉的二叠纪地层）非洲南部开普山脉的二叠纪地层向西延伸至南美的布宜诺思艾利斯一带。向西延伸至南美的布宜诺思艾利斯一带。（4）非洲的前寒武纪片麻岩可与巴
5、西的）非洲的前寒武纪片麻岩可与巴西的同类地层对比。同类地层对比。（5）在北半球，挪威苏格兰加里东褶皱）在北半球，挪威苏格兰加里东褶皱带越过大西洋后出现在加拿大和美国海岸；带越过大西洋后出现在加拿大和美国海岸；（6）在印度、澳大利亚、非洲、南美洲和南极大陆发现石炭纪二叠纪的冰川遗迹、）在印度、澳大利亚、非洲、南美洲和南极大陆发现石炭纪二叠纪的冰川遗迹、而冰川遗迹指示的古冰川运动方向均符合大陆漂移的结论；而冰川遗迹指示的古冰川运动方向均符合大陆漂移的结论；（7）部分地球物理和大地测量资料。）部分地球物理和大地测量资料。南南美美洲洲非非洲洲布宜诺思艾利斯布宜诺思艾利斯开普山脉开普山脉大大 西西 洋洋
6、第4页，共38页，编辑于2022年，星期日 2、大陆漂移学说的主要论点、大陆漂移学说的主要论点 魏格纳认为，大陆是由较轻的刚性硅铝质岩层组成，它漂浮在其下粘性较大的硅镁质岩层之上。魏格纳认为，大陆是由较轻的刚性硅铝质岩层组成，它漂浮在其下粘性较大的硅镁质岩层之上。晚石炭纪地球表面只有一个大陆，这个大陆称为晚石炭纪地球表面只有一个大陆，这个大陆称为联合古陆或泛大陆联合古陆或泛大陆。由于受地球自转时产生的离。由于受地球自转时产生的离心力和潮汐力的影响，侏罗纪开始，联合古陆裂解、漂移，最终形成现在的地理格局。心力和潮汐力的影响，侏罗纪开始，联合古陆裂解、漂移，最终形成现在的地理格局。联联合合古古陆陆
7、北北美美南南美美欧欧亚亚非非洲洲南极洲南极洲澳澳洲洲晚石炭纪晚石炭纪现现 在在第5页，共38页，编辑于2022年，星期日 海底扩张和板块构造的提出给早期的大陆漂移说注入了新的生命力。现已获得海底扩张和板块构造的提出给早期的大陆漂移说注入了新的生命力。现已获得证据表明，魏格纳的大陆漂移说的基本设想是正确的。经过几代地球科学家的努力，证据表明，魏格纳的大陆漂移说的基本设想是正确的。经过几代地球科学家的努力，现在己经建了各地质时期大陆漂移的路径和各时期古地理格局，并得到大多数科学现在己经建了各地质时期大陆漂移的路径和各时期古地理格局，并得到大多数科学家的赞同。家的赞同。6060年代初布拉德，取大陆坡
8、一半深度，年代初布拉德，取大陆坡一半深度，沿约沿约900900米的等深线作为拼接基线，运用米的等深线作为拼接基线，运用计算机将南大西洋两侧大陆拼接成最佳计算机将南大西洋两侧大陆拼接成最佳图式，拼接结果发现大陆漂移过程中并非图式，拼接结果发现大陆漂移过程中并非单纯的测向平移，还兼有不同程度的旋转。单纯的测向平移，还兼有不同程度的旋转。第6页，共38页，编辑于2022年，星期日 迪茨和霍迪茨和霍尔登在新的理尔登在新的理论基础上，利论基础上，利用古地磁方法用古地磁方法测定极移路线测定极移路线重建了重建了2 2亿年来亿年来联合古陆解体的系联合古陆解体的系列略图，为全球性列略图，为全球性大陆漂移提供了直
9、大陆漂移提供了直观的图像。观的图像。由于海底扩由于海底扩张说的兴起以及张说的兴起以及众多的新事实的众多的新事实的发现，大陆漂移发现，大陆漂移说经过半个世纪说经过半个世纪的沉默之后又再的沉默之后又再度兴起。度兴起。劳亚古陆劳亚古陆冈瓦纳古陆冈瓦纳古陆特提斯海特提斯海晚三叠纪晚三叠纪(180百万年前百万年前)二叠纪二叠纪（225百万年前）百万年前）晚侏罗纪晚侏罗纪（135百万年前百万年前）晚白垩纪晚白垩纪(65百万年前百万年前)现在现在联联合合古古陆陆南方湾南方湾北方湾北方湾特提斯海特提斯海联合古陆阶段特特提提斯斯海海开开始始裂裂解解特提斯海基本贯通，印度离开非洲特提斯海基本贯通，印度离开非洲南北
10、美洲与欧洲、非洲裂开形成大南北美洲与欧洲、非洲裂开形成大西洋，非洲与南极洲裂开形成印度西洋，非洲与南极洲裂开形成印度洋，非洲与欧洲碰撞。洋，非洲与欧洲碰撞。大西洋、印度洋扩大，澳大利亚离开南大西洋、印度洋扩大，澳大利亚离开南极洲，印度与欧亚地块碰撞。极洲，印度与欧亚地块碰撞。大大西西洋洋印印度度洋洋大大西西洋洋印度洋印度洋北北美美南南美美非非洲洲欧亚欧亚洲洲澳澳南极洲南极洲第7页，共38页，编辑于2022年，星期日第二节第二节 海海 底底 扩扩 张张第8页，共38页，编辑于2022年，星期日一、海底扩张的起源一、海底扩张的起源1、洋底地质考察、洋底地质考察 第二次世界大战后广泛开展了海洋地质和
11、海洋地球物理研究，取得第二次世界大战后广泛开展了海洋地质和海洋地球物理研究，取得了前所未有的成果。为海底扩张说的兴起提供了丰富的第一手资料。了前所未有的成果。为海底扩张说的兴起提供了丰富的第一手资料。水深测量：水深测量：采用回声测深仪和侧向扫描采用回声测深仪和侧向扫描声纳等仪器。声纳等仪器。查明了大洋的水深和海底及查明了大洋的水深和海底及海底基岩起伏变化情况。海底基岩起伏变化情况。利用潜水装置深入洋底直接观测、取样利用潜水装置深入洋底直接观测、取样和摄影：和摄影：1960年深潜器潜到马里亚纳海沟年深潜器潜到马里亚纳海沟10919米深度，创造了世界上最深的潜水记米深度，创造了世界上最深的潜水记录
12、。录。1961年和年和1966年核潜艇穿过北极考察，年核潜艇穿过北极考察，确定了洋脊系统在北冰洋底的延伸确定了洋脊系统在北冰洋底的延伸。1966年到年到1971年美法联合完成了对大西洋年美法联合完成了对大西洋洋脊裂谷的深潜考察。洋脊裂谷的深潜考察。海洋地球物理研究：海洋地球物理研究：对洋底进行地磁对洋底进行地磁,重力重力,地地震和地热等测量，震和地热等测量，为查明洋底构造物质成分以及为查明洋底构造物质成分以及洋壳结构提供了重要资料。洋壳结构提供了重要资料。海底钻探取样及对样品分析及综合研究。海底钻探取样及对样品分析及综合研究。格洛玛号第9页，共38页，编辑于2022年，星期日2、海底地形单元的
13、认识、海底地形单元的认识 根据海底起伏状况和海水深度，海底地形分为四个基本单元：根据海底起伏状况和海水深度，海底地形分为四个基本单元：大陆架：大陆架：大陆岸外的浅水水底，大陆岸外的浅水水底，是与大陆相接的非常平缓的平台，是与大陆相接的非常平缓的平台，平均坡度约平均坡度约 0.1。一般水深由数。一般水深由数十米至十米至100200米。各地大陆架米。各地大陆架的宽度不均等，宽者达的宽度不均等，宽者达1千多公里千多公里（北冰洋的欧亚沿岸），窄者仅（北冰洋的欧亚沿岸），窄者仅几公里或基本缺失（南美两岸）。几公里或基本缺失（南美两岸）。大陆坡：大陆坡：大陆架向外海的延续大陆架向外海的延续部分。坡度部分。
14、坡度3 6，平均，平均 4。它是海底地形的转折带。其宽度。它是海底地形的转折带。其宽度2090Km不等，基部水深不等，基部水深14003200米。米。第10页，共38页，编辑于2022年，星期日 陆隆：陆隆：环绕大陆坡的基部环绕大陆坡的基部并过渡为洋底，沉积物厚。并过渡为洋底，沉积物厚。坡度小于坡度小于1 1400400。宽度不等，宽度不等，最大宽度可达最大宽度可达1000Km1000Km。环太平洋洋底缺失陆隆。环太平洋洋底缺失陆隆。大陆架、大陆坡、陆隆是大大陆架、大陆坡、陆隆是大陆的水下延伸部分，统称为陆的水下延伸部分，统称为大陆边缘。大陆边缘。大洋盆地：大洋盆地：是海水最深的地区，水深是海
15、水最深的地区，水深4600460055005500米。大洋盆地中的米。大洋盆地中的平坦部分为深海平原，起伏坡度为平坦部分为深海平原，起伏坡度为1 110001000以下。大洋盆地是洋壳的组成以下。大洋盆地是洋壳的组成部分。部分。第11页，共38页，编辑于2022年，星期日3、海底在扩张海底在扩张 洋脊的发现洋脊的发现 洋底并不是一望无际的平原，表面有巨大的地形起伏。洋脊是全球大洋洋底并不是一望无际的平原，表面有巨大的地形起伏。洋脊是全球大洋洋底的巨大山脉。在大西洋，洋脊是一条对称平分大西洋为东西两部分的洋脊，洋底的巨大山脉。在大西洋，洋脊是一条对称平分大西洋为东西两部分的洋脊，称为称为大西洋洋
16、中脊大西洋洋中脊；在太平洋，洋脊偏于东侧，称为；在太平洋，洋脊偏于东侧，称为东太平洋洋隆东太平洋洋隆；在印度洋，在印度洋，洋脊洋脊呈倒呈倒 Y字型字型。其西南支与大西洋洋中脊相联，东南支与东。其西南支与大西洋洋中脊相联，东南支与东太平洋洋隆相接。大西洋洋中脊向北经过冰岛向北冰洋延伸。太平洋洋隆相接。大西洋洋中脊向北经过冰岛向北冰洋延伸。全球洋中脊延伸总长为全球洋中脊延伸总长为64000Km，洋脊宽达，洋脊宽达10004000Km，高出洋，高出洋底底20004000m。洋脊横切面为平缓的等腰三角形，两侧呈地垒型隆起，。洋脊横切面为平缓的等腰三角形，两侧呈地垒型隆起，中间为地堑式陷落的裂谷。火山活
17、动，以基性岩浆作裂隙式喷发。中间为地堑式陷落的裂谷。火山活动，以基性岩浆作裂隙式喷发。第12页，共38页，编辑于2022年，星期日 洋中脊地震洋中脊地震 洋中脊是全球洋中脊是全球重要地震带之一。重要地震带之一。震中沿脊顶轴部呈震中沿脊顶轴部呈狭长带状分布。震狭长带状分布。震源深度大多只有源深度大多只有25Km，震级在，震级在45.5级，以正断层性质的活动为主，故属浅源地震。级，以正断层性质的活动为主，故属浅源地震。洋中脊上地震常成群分布并在同一时间内同时发震，无明显主震、余洋中脊上地震常成群分布并在同一时间内同时发震，无明显主震、余震之分。例如震之分。例如，在北大西洋冰岛的西南部雷克雅内斯洋中
18、脊地区，在北大西洋冰岛的西南部雷克雅内斯洋中脊地区，8天内共发生了天内共发生了14600次地震，震源深度仅为次地震，震源深度仅为1.55.0Km。而在缺乏中间。而在缺乏中间裂谷带发育的洋隆上（东太平洋洋隆），地震活动较稀少。裂谷带发育的洋隆上（东太平洋洋隆），地震活动较稀少。由此可知，洋脊地震的特点是，震级低、震源浅、地震频繁。由此可知，洋脊地震的特点是，震级低、震源浅、地震频繁。五年内发生的地震分布图第13页，共38页，编辑于2022年，星期日 洋脊上的沉积物洋脊上的沉积物 洋脊上的沉积物主要堆积在凹陷部位，其分布的特征是：洋脊上的沉积物主要堆积在凹陷部位，其分布的特征是：A A、沉积物在裂
19、谷中极薄甚至缺失，向洋脊两坡方向逐渐增厚；、沉积物在裂谷中极薄甚至缺失，向洋脊两坡方向逐渐增厚；B B、洋底沉积、洋底沉积物最厚只有物最厚只有500500600600米；米；C C、沉积物的年龄新，不早于侏罗纪。、沉积物的年龄新，不早于侏罗纪。洋脊沉积物的分布特征可以说明，洋底岩石是地幔物质在裂谷带涌出后洋脊沉积物的分布特征可以说明，洋底岩石是地幔物质在裂谷带涌出后冷凝而成的，洋底岩石形成后分裂成两部分并向两侧移动，其间的空隙又为冷凝而成的，洋底岩石形成后分裂成两部分并向两侧移动，其间的空隙又为新涌出的地幔物质所充填。这样持续地进行就导致充填在裂谷带中的岩石愈新涌出的地幔物质所充填。这样持续地
20、进行就导致充填在裂谷带中的岩石愈来愈新，而较老的洋底向两侧推移。说明海底在扩张中。来愈新，而较老的洋底向两侧推移。说明海底在扩张中。第14页，共38页，编辑于2022年，星期日 两种大陆边缘两种大陆边缘 大陆边缘分为稳定大陆边缘和活动大陆边缘。大陆边缘分为稳定大陆边缘和活动大陆边缘。A、活动大陆边缘：、活动大陆边缘：具有海沟以及与海沟共生的岛弧，缺失陆隆。具有海沟以及与海沟共生的岛弧，缺失陆隆。海沟海沟是位于洋底边缘的一种狭长、是位于洋底边缘的一种狭长、不对称的不对称的V V形凹地。如，在太平洋边缘存形凹地。如，在太平洋边缘存在着一条近于环形的海沟带，其深度一在着一条近于环形的海沟带，其深度一
21、般超过般超过6Km6Km，宽不，宽不超超过过8Km8Km。最深的海。最深的海沟是马利亚纳海沟，深达沟是马利亚纳海沟，深达11033m11033m。岛弧岛弧是大陆边缘呈弧形展布的岛屿，是大陆边缘呈弧形展布的岛屿，它是在海底火山喷发基础上形成的。组它是在海底火山喷发基础上形成的。组成岛弧的岩石是安山质熔岩及与其成分成岛弧的岩石是安山质熔岩及与其成分相当的侵入岩。如，太平洋周边的阿留申群岛、萨哈林岛、千岛群岛、日本群岛、印相当的侵入岩。如，太平洋周边的阿留申群岛、萨哈林岛、千岛群岛、日本群岛、印尼及新西兰等许多岛屿。尼及新西兰等许多岛屿。由于海沟与岛弧紧密相连，故称为由于海沟与岛弧紧密相连，故称为海
22、沟岛弧系海沟岛弧系。若海沟与海岸弧形山脉伴随，则为。若海沟与海岸弧形山脉伴随，则为海海沟山弧系沟山弧系。如，南美州西海岸的安第斯山，北美州西海岸的海山山脉。如，南美州西海岸的安第斯山，北美州西海岸的海山山脉。边缘海岛弧海沟洋壳第15页，共38页，编辑于2022年，星期日 海沟岛弧系海沟岛弧系(山弧系山弧系)中震源排列的规律性。中震源排列的规律性。地震均位于大陆一侧，近海沟处为浅源地震，远离海沟为中源地震均位于大陆一侧，近海沟处为浅源地震，远离海沟为中源地震，大陆内为深源地震。目前地震，大陆内为深源地震。目前已知最深的地震发生在马利亚纳海沟，已知最深的地震发生在马利亚纳海沟，震源深度的震源深度的
23、720Km720Km。海沟是板块的俯冲带海沟是板块的俯冲带 洋壳在海沟处向大陆板块之下俯洋壳在海沟处向大陆板块之下俯冲的带，称为毕鸟夫带冲的带，称为毕鸟夫带(或称俯冲带、或称俯冲带、消减带消减带)。俯冲带的角度变化很大，。俯冲带的角度变化很大，一般在一般在4545左右，上部较缓，约左右，上部较缓，约30 30 左右；下部较陡，约左右；下部较陡，约50 50 60 60；有的很平缓，只有有的很平缓，只有7(7(如，祚乃鲁海沟如，祚乃鲁海沟)；有的很陡，近乎直立有的很陡，近乎直立(如，马利亚纳海沟如，马利亚纳海沟)日本海沟附近震源分布平面图日本海沟附近震源分布平面图第16页，共38页，编辑于202
24、2年，星期日B、稳定大陆边缘：、稳定大陆边缘：无海沟的大陆边缘。如，大西洋。由大陆过渡无海沟的大陆边缘。如，大西洋。由大陆过渡到宽阔的大陆架与大陆坡，发育陆隆。稳定大陆边缘缺乏地震、到宽阔的大陆架与大陆坡，发育陆隆。稳定大陆边缘缺乏地震、火山和岩浆侵入活动，构造运动弱。火山和岩浆侵入活动，构造运动弱。第17页，共38页，编辑于2022年，星期日（5）海山与火山岛链）海山与火山岛链 洋底玄武岩质火山高洋底玄武岩质火山高地称为海山，露出海面的地称为海山，露出海面的就是岛屿。隐没在水下的就是岛屿。隐没在水下的海山数量很多，大多为海海山数量很多，大多为海底平顶山。底平顶山。太平洋内许多海山呈太平洋内许
25、多海山呈北西向线状排列，其火山北西向线状排列，其火山岩的年龄由南东向北西依岩的年龄由南东向北西依次变老。地幔上部存在热源，称为次变老。地幔上部存在热源，称为热点热点。热点的成因与。热点的成因与地幔柱地幔柱（地地幔热物质呈柱状体上升幔热物质呈柱状体上升）有关。热点中地幔物质熔融形成岩浆，喷出后）有关。热点中地幔物质熔融形成岩浆，喷出后形成火山。由于热点长期保持固定位置，岩石圈板块却在热点上不断运形成火山。由于热点长期保持固定位置，岩石圈板块却在热点上不断运动，所以形成了线状排列的火山链。火山年龄近热点新，远离热点老。动，所以形成了线状排列的火山链。火山年龄近热点新，远离热点老。根据火山链的研究可
26、帮助判断海底的运动方向和扩张速率。根据火山链的研究可帮助判断海底的运动方向和扩张速率。太平洋中的海山及火山岛链图第18页，共38页，编辑于2022年，星期日（6）海底热流值）海底热流值 据热流值测定，海底平均热流值据热流值测定，海底平均热流值为为1.641.11.641.1，大陆平均热流值为，大陆平均热流值为1.641.640.890.89，差别很小，但海底不同部位热流，差别很小，但海底不同部位热流值就有很大差别。洋脊轴部的热流值极值就有很大差别。洋脊轴部的热流值极高，最高达高，最高达8-108-10，平均，平均2.262.26；而海沟地；而海沟地区热流值极低。平均区热流值极低。平均1.121
27、.12，最低为，最低为0.440.44（秘鲁（秘鲁 -智利海沟智利海沟)。产生热流值变化的主要原因是：产生热流值变化的主要原因是：地幔对流地幔对流 在洋中脊地幔流呈上升势，把深部的热源源不断地带出。它一方面使上覆岩石圈受到在洋中脊地幔流呈上升势，把深部的热源源不断地带出。它一方面使上覆岩石圈受到烘烤，同时地幔高温物质沿裂谷带涌出也使洋脊轴部热流值大大提高。海沟则相反。地幔烘烤，同时地幔高温物质沿裂谷带涌出也使洋脊轴部热流值大大提高。海沟则相反。地幔流呈下降势，由于大洋岩石圈远离洋中脊，温度己降低。此外，板块向下俯冲时携带大量流呈下降势，由于大洋岩石圈远离洋中脊，温度己降低。此外，板块向下俯冲时
28、携带大量海水进入地幔，因此海水进入地幔，因此,海沟的热流值就很低。海沟的热流值就很低。地幔对流示意图第19页，共38页，编辑于2022年，星期日4、海底扩张说的提出、海底扩张说的提出 美国地震地质学家迪茨（美国地震地质学家迪茨（R.S.DietzR.S.Dietz）和美国地质学家赫斯（）和美国地质学家赫斯（H.H.HessH.H.Hess）于）于1961196119621962年提出了海底扩张的概念。他们认为，洋底在洋脊裂谷带形成并不断向两侧年提出了海底扩张的概念。他们认为，洋底在洋脊裂谷带形成并不断向两侧扩张，老的洋底在海沟处消减，使洋底不断更新。扩张，老的洋底在海沟处消减，使洋底不断更新。
29、洋底的扩张是刚性的岩石圈块洋底的扩张是刚性的岩石圈块体驮在软流圈上运动的结果。运动的动力是地幔对流。体驮在软流圈上运动的结果。运动的动力是地幔对流。洋脊轴部位于对流圈的上洋脊轴部位于对流圈的上升处，海沟位于对流圈的下降处。如果上升流发生在大陆内部就会导致大陆的分升处，海沟位于对流圈的下降处。如果上升流发生在大陆内部就会导致大陆的分裂。裂。第20页，共38页，编辑于2022年，星期日二、海底扩张说的证实二、海底扩张说的证实第21页，共38页，编辑于2022年，星期日1、古地磁学的成就古地磁学的成就 地磁资料表明，地磁场方向与强度除与大阳辐射及地震等应有短期变化外，还存在微弱而持续的长期变化。地质
30、历史中地磁极的南、北极处在不断交替中，有时古地磁南北方向与现在一致（正向），有时则相反（反向）。现己查明，在最近340万年期间有三次重要转向，每次转向持续约100万年。它们分别在：现在69万年前（正向）；69243万年前（反向）；243332万年（正向）；332万年以前（反向）。在这些持续时间较长的转向中还有多次持续时间较短的转向。地磁转向年的建立是古地磁研究最重要成就之一，为进一步论证海底扩张打下了基础。对海底地磁测量发现，在垂直洋脊方向的一系列剖面中确实存在这种对称分布的玄武岩磁性条带。并发现各磁性条带的宽度和地磁转向期与事件的持续时间长短成正比关系。因而，海底地磁条带的确立就证实了海底扩
31、张的假设。若将磁性条带的宽度除以该条带所延续的时间就能求出海底扩张的速率。现已计算出海底扩张的速率是在每年数厘米范围内变化。第22页，共38页，编辑于2022年，星期日2、深海钻探成果、深海钻探成果 六十年代后期美国四个海洋研究机构共同制定了一项深海钻探六十年代后期美国四个海洋研究机构共同制定了一项深海钻探计划，从计划，从19681968年年8 8月开始，在各大洋中进行深海钻探。月开始，在各大洋中进行深海钻探。19751975年年1111月后，月后，参加这项工作的还有法、德、英和日本。到参加这项工作的还有法、德、英和日本。到19781978年初，在各大洋的年初，在各大洋的446446个地点共钻
32、了个地点共钻了680680个孔，钻探最大水深个孔，钻探最大水深62476247米，钻进洋底最大深度米，钻进洋底最大深度17681768米。钻探资料表明，洋底岩石年龄小于米。钻探资料表明，洋底岩石年龄小于2 2亿年，从洋脊向两侧逐渐变老。亿年，从洋脊向两侧逐渐变老。这一结果与根据地磁条带建立的海底岩石年龄一致，从而为海底扩这一结果与根据地磁条带建立的海底岩石年龄一致，从而为海底扩张说提供了佐证。张说提供了佐证。第23页，共38页，编辑于2022年，星期日3、洋中脊的直接考察、洋中脊的直接考察 19711971年到年到19741974年夏，法美联合对大西洋亚速尔年夏，法美联合对大西洋亚速尔群岛西南
33、群岛西南650Km650Km的大西洋洋中脊进行了深潜水考察。的大西洋洋中脊进行了深潜水考察。考察发现：考察发现：（1 1）轴部裂谷带内堆积着极为新鲜的玄武质枕）轴部裂谷带内堆积着极为新鲜的玄武质枕状熔岩和大小不一的熔岩碎块。火山锥体由枕状熔状熔岩和大小不一的熔岩碎块。火山锥体由枕状熔岩构成。这些火山产物证明洋脊裂谷带就是地幔物岩构成。这些火山产物证明洋脊裂谷带就是地幔物质的涌出口。质的涌出口。（2 2）洋中脊发育大量的陡立的节理，并沿这些）洋中脊发育大量的陡立的节理，并沿这些节理发育成地堑或阶递状断裂。这反映洋壳在这里节理发育成地堑或阶递状断裂。这反映洋壳在这里被拉开。被拉开。（3 3）冰岛是
34、大西洋洋中脊唯一露出水面的地段。中部有一个纵贯全岛的巨大槽状裂谷）冰岛是大西洋洋中脊唯一露出水面的地段。中部有一个纵贯全岛的巨大槽状裂谷带。沿裂谷带的张裂缝分布着玄武质熔岩构成的盾状火山。在深谷内见层状熔岩带。沿裂谷带的张裂缝分布着玄武质熔岩构成的盾状火山。在深谷内见层状熔岩,向地下深向地下深处转变为垂直的玄武质岩脉（席状岩墙），岩墙之下为辉长岩，再向下为超基性岩，主要成分处转变为垂直的玄武质岩脉（席状岩墙），岩墙之下为辉长岩，再向下为超基性岩，主要成分为橄榄石。为橄榄石。综合对水下和陆地上洋脊的考察结果，洋壳的结构由上而下分为四个带：综合对水下和陆地上洋脊的考察结果，洋壳的结构由上而下分为四
35、个带：洋底沉积物、枕状玄武质熔岩、席状岩墙、辉长岩。洋底沉积物、枕状玄武质熔岩、席状岩墙、辉长岩。最底部为橄榄岩。最底部为橄榄岩。第24页，共38页，编辑于2022年，星期日4 4、转换断层的发现、转换断层的发现 洋脊被一系列横断层切割。这洋脊被一系列横断层切割。这种规模巨大的横断层早在种规模巨大的横断层早在5050年代就年代就发现，当时认为是一种平移断层，发现，当时认为是一种平移断层，以此解释地壳中存在大规模的平移以此解释地壳中存在大规模的平移运动。但是从地震波的研究得出，运动。但是从地震波的研究得出，断层两盘的运动方向与脊轴被错开断层两盘的运动方向与脊轴被错开的方向相反。因此它不同于普通的
36、平移断层。的方向相反。因此它不同于普通的平移断层。19651965年加拿大地球物理学家威尔年加拿大地球物理学家威尔逊提出，这类逊提出，这类横切洋中脊并使裂谷和磁异常条带错开的断层，称为转换断层横切洋中脊并使裂谷和磁异常条带错开的断层，称为转换断层。转换断层两盘的相对位移只发生在被错开的洋脊之间，越过洋脊，断层两盘同转换断层两盘的相对位移只发生在被错开的洋脊之间，越过洋脊，断层两盘同步向远离洋脊的方向运动。即由平错转换为拉开。步向远离洋脊的方向运动。即由平错转换为拉开。转换断层的发现不仅证明了海底扩张，同时还说明了海底扩张的运动方式。这个重要发现，它使转换断层的发现不仅证明了海底扩张，同时还说明
37、了海底扩张的运动方式。这个重要发现，它使当时所有地球物理工作者都接受了海底扩张这一学说。当时所有地球物理工作者都接受了海底扩张这一学说。第25页，共38页，编辑于2022年，星期日第三节 板块构造第第三三节节 板板块块构构造造第26页，共38页，编辑于2022年，星期日一一、板块构造要点板块构造要点 由地壳和软流圈之上的由地壳和软流圈之上的固态上地幔构成的岩石圈以固态上地幔构成的岩石圈以洋中脊、俯冲带和转换断层洋中脊、俯冲带和转换断层为界，分成若干个刚性岩石为界，分成若干个刚性岩石圈板块。以地幔对流为基本圈板块。以地幔对流为基本动力。岩石圈板块在软流圈上作大规模的水平运动。由于板块是刚性动力。
38、岩石圈板块在软流圈上作大规模的水平运动。由于板块是刚性体，其内部基本不变形。大规模的构造作用（变形、变质、岩浆活动体，其内部基本不变形。大规模的构造作用（变形、变质、岩浆活动等）主要发生在相邻板块接触部位。板块边缘是地壳活动最强烈地带。等）主要发生在相邻板块接触部位。板块边缘是地壳活动最强烈地带。板块的相互作用控制了各种内动力地质作用以及沉积作用过程，是地板块的相互作用控制了各种内动力地质作用以及沉积作用过程，是地球表面最重要的构造作用。球表面最重要的构造作用。第27页，共38页，编辑于2022年，星期日1、板块碰撞带的三种形式、板块碰撞带的三种形式 当大洋板块直接沿大陆边缘俯冲时，火山则沿大
39、陆边缘当大洋板块直接沿大陆边缘俯冲时，火山则沿大陆边缘呈带状展布而不发育岛弧，形成紧邻海沟的弧形火山山脉。呈带状展布而不发育岛弧，形成紧邻海沟的弧形火山山脉。大洋板块与大陆板块的碰撞大洋板块与大陆板块的碰撞第28页，共38页，编辑于2022年，星期日 大洋板块与大洋板块的碰撞大洋板块与大洋板块的碰撞日本海沟日本海沟岛弧岛弧 两个大洋板块之间的碰撞，所形成的岩浆便通过洋壳上升，两个大洋板块之间的碰撞，所形成的岩浆便通过洋壳上升，发生海底火山活动，逐渐形成高出海面的火山岛屿。发生海底火山活动，逐渐形成高出海面的火山岛屿。边缘海边缘海第29页，共38页，编辑于2022年，星期日 大陆板块与大陆板块的
40、碰撞大陆板块与大陆板块的碰撞碰撞造山带碰撞造山带喜玛拉雅山青藏高原 印度大陆向北漂移导致洋壳在欧亚板块下的俯冲与消亡，印度大陆向北漂移导致洋壳在欧亚板块下的俯冲与消亡，使两个大陆板块持续挤压和俯冲，最终导致印度大陆与青藏高使两个大陆板块持续挤压和俯冲，最终导致印度大陆与青藏高原的碰撞，陆壳的直接碰撞形成了喜玛拉雅山，同时形成了一原的碰撞，陆壳的直接碰撞形成了喜玛拉雅山，同时形成了一系列大规模的推覆构造，青藏高原的地壳厚达系列大规模的推覆构造，青藏高原的地壳厚达5070Km。这与。这与大陆的碰撞是紧密联系的。大陆的碰撞是紧密联系的。第30页，共38页，编辑于2022年，星期日2、板块构造与岩石类
41、型、板块构造与岩石类型铁镁质中性火山岩铁镁质中性火山岩铁镁质富硅火成岩铁镁质富硅火成岩铁镁质中性侵入岩铁镁质中性侵入岩玄武质熔岩玄武质熔岩第31页，共38页，编辑于2022年，星期日3、板块构造与成矿作用、板块构造与成矿作用第32页，共38页，编辑于2022年，星期日4、板块构造与变质作用、板块构造与变质作用第33页，共38页，编辑于2022年，星期日二、板块边界类型二、板块边界类型 板块边界划分的主要依据是板块边缘的构造、活动性和板块内部的整体性。主板块边界划分的主要依据是板块边缘的构造、活动性和板块内部的整体性。主要有三种类型边界：要有三种类型边界：1 1、离散性板块边界：、离散性板块边界
42、：洋脊扩张带是离散性板块边界。沿此边界板块相互分离，地幔物质涌洋脊扩张带是离散性板块边界。沿此边界板块相互分离，地幔物质涌出，形成新的洋壳。因此在扩张脊上产生大量的火山活动。在板块边界脊，板块拉张部分产出，形成新的洋壳。因此在扩张脊上产生大量的火山活动。在板块边界脊，板块拉张部分产生地震。这一边界又称生地震。这一边界又称生长型板块边界生长型板块边界。2 2、聚敛性板块边界：、聚敛性板块边界：海沟是聚敛性板块边界，沿此边界两个相邻板块作相向运动，大洋板块发海沟是聚敛性板块边界，沿此边界两个相邻板块作相向运动，大洋板块发生俯冲消减，因此它又称生俯冲消减，因此它又称消减型板块边界消减型板块边界。3
43、3、转换断层边界：、转换断层边界：这是一种特殊类型的板块边界。沿此边界既无板块的增生，又无板块这是一种特殊类型的板块边界。沿此边界既无板块的增生，又无板块的消减。相邻两板块作剪切错动。的消减。相邻两板块作剪切错动。以上三种板块边界主要位于洋底或洋以上三种板块边界主要位于洋底或洋陆交接处。此外，大陆内部的陆交接处。此外，大陆内部的地缝合线地缝合线，则是两个大陆之间的碰撞带，代表己经则是两个大陆之间的碰撞带，代表己经消亡的古海洋，是古板块划分的重要依据。消亡的古海洋，是古板块划分的重要依据。如，雅鲁藏布江地缝合线如，雅鲁藏布江地缝合线(印度印度板板块与欧亚板块的碰撞线块与欧亚板块的碰撞线)。第34
44、页，共38页，编辑于2022年，星期日三、全球板块的划分三、全球板块的划分 地球科学家根据三种板块边界类型，将全球板块划分为：地球科学家根据三种板块边界类型，将全球板块划分为：美洲板块、太平洋板块、美洲板块、太平洋板块、欧亚板块、非洲板块、澳洲印度板块、南极洲板块欧亚板块、非洲板块、澳洲印度板块、南极洲板块六大板块和加勒比板块、可可板块、六大板块和加勒比板块、可可板块、纳兹卡板块、富克板块、菲律宾板块等较小的板块。在大陆内部还可划分出一些更小的板块。除太纳兹卡板块、富克板块、菲律宾板块等较小的板块。在大陆内部还可划分出一些更小的板块。除太平洋板块由洋壳组成外，其余板块均包括洋壳和陆壳。平洋板块
45、由洋壳组成外，其余板块均包括洋壳和陆壳。非洲东部的红非洲东部的红海是大陆内部两个海是大陆内部两个次一级板块的边界。次一级板块的边界。它是大陆岩石圈内它是大陆岩石圈内部正在分裂扩张地部正在分裂扩张地带，是大洋形成初带，是大洋形成初期阶段的产物。如期阶段的产物。如果它进一步扩张，果它进一步扩张，将可能形成类似大西洋那样的大洋。将可能形成类似大西洋那样的大洋。第35页，共38页，编辑于2022年，星期日第36页，共38页，编辑于2022年，星期日四、板块运动及其驱动力四、板块运动及其驱动力 板块是地球表面上的曲面体，板块的运动是这些曲面板块是地球表面上的曲面体，板块的运动是这些曲面体绕各自旋转轴的球
46、面运动。板块的旋转轴通常不与地球体绕各自旋转轴的球面运动。板块的旋转轴通常不与地球的自转轴重合。板块上距离旋转极远近不同的地段，其运的自转轴重合。板块上距离旋转极远近不同的地段，其运动的线速度也不同。离旋转轴越近，线速度越小，反之，动的线速度也不同。离旋转轴越近，线速度越小，反之，则越大。为了适应和调节不同块段运动速度的差别，形成则越大。为了适应和调节不同块段运动速度的差别，形成了沿长了沿长轴轴方向与洋脊垂直的转换断层。转换断层呈弧形，方向与洋脊垂直的转换断层。转换断层呈弧形，曲率半径向着旋转赤道方向逐渐增大。曲率半径向着旋转赤道方向逐渐增大。板块运动的驱动力：板块运动的驱动力：1.1.主要来
47、自地幔对流。主要来自地幔对流。2.2.洋脊隆起使板块掀斜产生的重力滑动；洋脊隆起使板块掀斜产生的重力滑动；3.3.地幔物质从洋脊轴部楔入时伴随的侧向地幔物质从洋脊轴部楔入时伴随的侧向 推力；推力；4.4.俯冲带附近冷而重的板块前缘向下沉没俯冲带附近冷而重的板块前缘向下沉没 产生的拉力；产生的拉力；这些都可成为板块运动的驱动力。这些都可成为板块运动的驱动力。球面上板块的运动球面上板块的运动地幔对流体上板块运动的驱动力地幔对流体上板块运动的驱动力第37页，共38页，编辑于2022年，星期日五、地体的概念五、地体的概念 7070年代中期，地质学家对环太平洋地质构造研究发现，在聚敛型大陆边年代中期，地
48、质学家对环太平洋地质构造研究发现，在聚敛型大陆边缘的不同地区，存在着许多地质特征及发展历史相互独立的外来地质体，这缘的不同地区，存在着许多地质特征及发展历史相互独立的外来地质体，这些地质体之间均为断层接触，它们之间的关系并不遵循洋壳俯冲与大陆碰撞些地质体之间均为断层接触，它们之间的关系并不遵循洋壳俯冲与大陆碰撞模式。因此，在板块构造理论出台后又提出地体的新概念。模式。因此，在板块构造理论出台后又提出地体的新概念。地体是指长距运移并拼贴在大陆边缘的岩石圈碎块。地体是一地体是指长距运移并拼贴在大陆边缘的岩石圈碎块。地体是一种外来地质体。种外来地质体。它可以是大陆或火山弧中分裂出来的碎块，也可以是置
49、它可以是大陆或火山弧中分裂出来的碎块，也可以是置于洋壳之上的岛屿或海山。它们随岩石圈板块运动而移动，最终拼贴到于洋壳之上的岛屿或海山。它们随岩石圈板块运动而移动，最终拼贴到大陆边缘之上，导致大陆增生。大陆边缘之上，导致大陆增生。地体概念的提出，它不仅丰富和发展了板块构造理论，而且是地球科学地体概念的提出，它不仅丰富和发展了板块构造理论，而且是地球科学思想的又一次飞跃。我们相信，随着科学技术的发展，新技术、新方法、新思想的又一次飞跃。我们相信，随着科学技术的发展，新技术、新方法、新理论的不断出现，必将给发展中的地球科学带来灿烂的春天。理论的不断出现，必将给发展中的地球科学带来灿烂的春天。第38页，共38页，编辑于2022年，星期日