板块构造学说_普通地质学

1、第九章第九章板块构造学说板块构造学说 从从“大陆漂移大陆漂移”到到“海底扩张海底扩张”板块构造学说板块构造学说板块运动的驱动力问题板块运动的驱动力问题一、从一、从“大陆漂移大陆漂移”到到“海底海底扩张扩张”Alfred Lothar Alfred Lothar Wegener (1880-1930)Wegener (1880-1930)19151915年魏格勒公开发表了年魏格勒公开发表了“大陆大陆漂移漂移”假说假说: :他提出：他提出：地球上的大陆曾是一个统一的地球上的大陆曾是一个统一的超级大陆超级大陆“泛大陆泛大陆”大约在距今大约在距今 2 2 亿年前，泛大亿年前，泛大陆解体成较小的陆块，并

2、漂移陆解体成较小的陆块，并漂移到了它们现今的位置到了它们现今的位置从“大陆漂移”到“海底扩张”观察：大陆外形的吻合性（南美非洲）观察：大陆外形的吻合性（南美非洲）从“大陆漂移”到“海底扩张”海岸线吻合（当用海岸线吻合（当用大大陆架边缘陆架边缘拼合时吻合拼合时吻合性更好）性更好）大陆架大陆架相 似 的 古 代相 似 的 古 代岩 石 组 合岩 石 组 合从“大陆漂移”到“海底扩张”主要证据之一：古生物分布主要证据之一：古生物分布分离的不同大陆上有分离的不同大陆上有同种淡水爬行类动物同种淡水爬行类动物整个南方大陆上都有整个南方大陆上都有蕨类植物舌羊齿蕨类植物舌羊齿的分布的分布从“大陆漂移”到“海底

3、扩张”澳大利亚西南部上二叠统地层中的舌羊齿叶化石澳大利亚西南部上二叠统地层中的舌羊齿叶化石从“大陆漂移”到“海底扩张”对同种生物在不同大陆上分布的可能解释对同种生物在不同大陆上分布的可能解释 漂游？漂游？ “大陆桥大陆桥”？ “岛屿垫脚石岛屿垫脚石”？ 大陆漂大陆漂移！移！从“大陆漂移”到“海底扩张”主要证据之二：古气候及古冰川证据主要证据之二：古气候及古冰川证据 在现今气候条件极不相同的大陆上，发现了反映相似在现今气候条件极不相同的大陆上，发现了反映相似古气候条件的沉积与生物特征。古气候条件的沉积与生物特征。冈瓦那大陆冰川遗迹的分布及特征冈瓦那大陆冰川遗迹的分布及特征从“大陆漂移”到“海底扩

4、张”从从“大陆漂移大陆漂移”到到“海底扩张海底扩张”煤沼煤沼盐类沉积盐类沉积沙漠砂沙漠砂生物礁生物礁沙漠沙漠冰川冰川热带热带2亿亿年年前前大大陆陆位位置置主要证据之二：古主要证据之二：古气候及古冰川证据气候及古冰川证据 在现今气在现今气候条件极不候条件极不相同的大陆相同的大陆上，发现了上，发现了反映相似古反映相似古气候条件的气候条件的沉积与生物沉积与生物特征。特征。石炭系二叠系地层完全相同石炭系二叠系地层完全相同 三叠系侏罗系岩层极为相似三叠系侏罗系岩层极为相似 主要证据之三：冈瓦那大陆的地层分布主要证据之三：冈瓦那大陆的地层分布从从“大陆漂移大陆漂移”到到“海底扩张海底扩张”主要证据之四：造

5、山带分布主要证据之四：造山带分布 一个大陆上的造山带与另一个大陆上的造山带与另一大陆上的造山带在一大陆上的造山带在岩石构造岩石构造和和年代年代上类似。上类似。阿帕拉契亚山脉阿帕拉契亚山脉( (美国东部、格陵兰美国东部、格陵兰) )英伦诸岛、斯堪的纳维亚英伦诸岛、斯堪的纳维亚从从“大陆漂移大陆漂移”到到“海底扩张海底扩张”Alfred Lothar Wegener (1880-1930)大陆漂移的驱动力大陆漂移的驱动力: 地球自转产生的离心地球自转产生的离心力造成潮汐的引力力造成潮汐的引力魏格勒的魏格勒的“大陆漂移大陆漂移”说说除了受到一些非洲和澳洲除了受到一些非洲和澳洲的地质学家支持外，就地的

6、地质学家支持外，就地质学界整体而言，受到了质学界整体而言，受到了怀疑和否定。其中怀疑和否定。其中“驱动驱动力力”问题是其一个致命弱问题是其一个致命弱点点从“大陆漂移”到“海底扩张”Glomar ChallengerJOIDES Resolution6060年代中期年代中期 “ “深海钻探计划深海钻探计划”“大洋钻探计划大洋钻探计划”从“大陆漂移”到“海底扩张”距今距今( (百万年百万年) )现代海底的年龄：在洋脊处最新，向两侧依次逐渐变老现代海底的年龄：在洋脊处最新，向两侧依次逐渐变老早侏罗世早侏罗世白垩纪白垩纪古新世古新世始新世始新世渐新世渐新世中新世中新世更新世更新世海底调查及全球地震台网

7、工作成果海底调查及全球地震台网工作成果-相当新的沉积物相当新的沉积物-沿大西洋沿大西洋一段洋中脊一段洋中脊两侧对称分两侧对称分布的磁异常布的磁异常条带条带具正极性和反具正极性和反极性的海底岩浆极性的海底岩浆岩条带以洋脊为岩条带以洋脊为对称轴相间分布对称轴相间分布海底调查及全球地震台网工作成果海底调查及全球地震台网工作成果从“大陆漂移”到“海底扩张”-海洋中古地磁分布海洋中古地磁分布海底调查及全球地震台网工作成果海底调查及全球地震台网工作成果从“大陆漂移”到“海底扩张”正向极性正向极性反向极性反向极性洋脊洋脊现今现今距今年代距今年代( (百万年百万年) )根据海洋勘测得根据海洋勘测得到的磁性剖面

8、到的磁性剖面假定海底扩张计算假定海底扩张计算得到的磁性剖面得到的磁性剖面岩石圈岩石圈岩浆上升、冷凝和岩浆上升、冷凝和地磁极性地磁极性“固化固化”带带海底调查及全球地震台网工作成果海底调查及全球地震台网工作成果从“大陆漂移”到“海底扩张”海底调查及全球地震台网工作成果地震分布地震分布从“大陆漂移”到“海底扩张”海沟大洋大陆贝尼奥夫地震带火山海底调查及全球地震台网工作成果地震分布从“大陆漂移”到“海底扩张”赫斯（赫斯（19621962）: : “海底扩张海底扩张”Harry Hammond HessHarry Hammond Hess由于地幔对流的结果，海底由由于地幔对流的结果，海底由洋脊处分开向

9、两侧运动洋脊处分开向两侧运动位于运动前端的洋壳最终插入位于运动前端的洋壳最终插入大陆或岛弧之下而消失大陆或岛弧之下而消失在洋脊（扩张中心）处，海底在洋脊（扩张中心）处，海底的离散运动将裂谷撕开，引起的离散运动将裂谷撕开，引起浅源地震浅源地震老海底在海沟处的俯冲形成贝老海底在海沟处的俯冲形成贝尼奥夫地震带尼奥夫地震带从从“大陆漂移大陆漂移”到到“海底扩张海底扩张”洋脊顶部的裂谷洋脊顶部的裂谷海沟海沟海沟海沟洋脊洋脊裂谷裂谷海沟海沟海沟海沟海底扩张海底扩张由于地幔由于地幔对流的结对流的结果，海底果，海底由洋脊处由洋脊处分开向两分开向两侧运动侧运动位于运动前端位于运动前端的洋壳最终插的洋壳最终插入大

10、陆或岛弧入大陆或岛弧之下而消失之下而消失在洋脊（扩张中在洋脊（扩张中心）处，海底的心）处，海底的离散运动将裂谷离散运动将裂谷撕开，引起浅源撕开，引起浅源地震地震老海底在海沟老海底在海沟处的俯冲形成处的俯冲形成贝尼奥夫地震贝尼奥夫地震带带从从“大陆漂移大陆漂移”到到“海底扩张海底扩张”板块构造学说板块构造学说板块运动的驱动力问题板块运动的驱动力问题二、板块构造学说二、板块构造学说 地球的岩石圈由地球的岩石圈由1212个大板块和位于其间的若干小板块组成个大板块和位于其间的若干小板块组成 板块的边界位于洋脊（离散型边界）、海沟或大陆板块碰板块的边界位于洋脊（离散型边界）、海沟或大陆板块碰撞带（汇聚型

11、边界）及转换断层（平错型边界）撞带（汇聚型边界）及转换断层（平错型边界） 板块可在其下伏的较塑性软流圈上作大规模运移板块可在其下伏的较塑性软流圈上作大规模运移 海洋板块在洋脊处不断新生，又不断俯冲、消减到大陆板海洋板块在洋脊处不断新生，又不断俯冲、消减到大陆板块之下块之下 板块内部相对稳定，而板块边缘则由于相邻板块的相互作板块内部相对稳定，而板块边缘则由于相邻板块的相互作用而成为构造活动性强烈的地带用而成为构造活动性强烈的地带 板块之间的相互作用控制了岩石圈表层和内部的各种地质板块之间的相互作用控制了岩石圈表层和内部的各种地质作用过程，也决定了全球岩石圈运动和演化的基本格局作用过程，也决定了全

12、球岩石圈运动和演化的基本格局A A、主要思想、主要思想全球板块的分布全球板块的分布地球的岩石圈由地球的岩石圈由1212个大板块和位于其间的若干小板块组成个大板块和位于其间的若干小板块组成板块构造学说板块构造学说 以大陆为主的板块：以大陆为主的板块：欧亚板块、北美板块、南欧亚板块、北美板块、南美板块、非洲板块、阿拉伯板块、南极洲板块；美板块、非洲板块、阿拉伯板块、南极洲板块； 以海洋为主的板块：以海洋为主的板块：太平洋板块、菲律宾板块、太平洋板块、菲律宾板块、印度澳大利亚板块、加勒比板块印度澳大利亚板块、加勒比板块以及东太平洋的以及东太平洋的纳兹卡板块纳兹卡板块和和可可板块可可板块B B、地球的

13、岩石圈的、地球的岩石圈的1212个大板块为：个大板块为：板块构造学说板块构造学说汇聚型汇聚型平错型平错型离散型离散型汇聚型汇聚型大陆裂谷带（年大陆裂谷带（年轻的板块边界）轻的板块边界）板块构造学说板块构造学说 板块的边界位于洋脊（离散型边界）、海沟或大陆板块的边界位于洋脊（离散型边界）、海沟或大陆板块碰撞带（汇聚型边界）及转换断层（平错型边界）板块碰撞带（汇聚型边界）及转换断层（平错型边界） 洋陆洋陆洋洋洋洋陆陆陆陆板块构造学说板块构造学说平错型板块边界圣安德列斯断层平错型板块边界圣安德列斯断层板块构造学说板块构造学说圣安德列斯断层圣安德列斯断层板块构造学说板块构造学说 三叉裂谷系三叉裂谷系的

14、形成与演化的形成与演化大陆大陆地幔柱之上的拱起地幔柱之上的拱起裂谷裂谷海洋海洋洋壳洋壳坳拉谷坳拉谷三叉裂谷系：一种三叉裂谷系：一种特殊的板块边界特殊的板块边界板块构造学说板块构造学说板块构造学说板块构造学说板块可在其下伏的较塑性软流圈上作大规模运移板块可在其下伏的较塑性软流圈上作大规模运移海洋板块在洋脊处不断新生，又不断俯冲、消减到大陆板块之下海洋板块在洋脊处不断新生，又不断俯冲、消减到大陆板块之下板块内部相对稳定，而板块边缘则由于相邻板块的相互作用而板块内部相对稳定，而板块边缘则由于相邻板块的相互作用而成为构造活动性强烈的地带成为构造活动性强烈的地带板块构造学说板块构造学说板块构造与岩浆作用

15、板块构造与岩浆作用 D D、板块构造对地质作用的控制、板块构造对地质作用的控制板块构造学说板块构造学说 D D、板块构造对地质作用的控制、板块构造对地质作用的控制板块构造与岩石类型板块构造与岩石类型板块构造与变质作用板块构造与变质作用板块构造学说板块构造学说 D D、板块构造对地质作用的控制、板块构造对地质作用的控制板块构造学说板块构造学说板块与成矿作用板块与成矿作用 D D、板块构造对地质作用的控制、板块构造对地质作用的控制板块构造学说板块构造学说板块与成矿作用板块与成矿作用 D D、板块构造对地质作用的控制、板块构造对地质作用的控制板块构造与地震板块构造与地震板块构造学说板块构造学说l 全

16、球地震的绝大多数发生在板块边界（提供了地震释放全球地震的绝大多数发生在板块边界（提供了地震释放总能量的总能量的95% 95% ）l 浅源（浅源（70km70km）、中源（）、中源（7070350km350km）和深源）和深源 （350350670km670km）地震的分布与）地震的分布与板块边界类型板块边界类型之间存在关系。浅源地之间存在关系。浅源地震最普遍，占地震释放总能量震最普遍，占地震释放总能量 的的8585；中源；中源1212；深源；深源5 5l 板块内部板块内部的地震常常与的地震常常与古板块边界古板块边界或或造山带造山带有关有关板块构造学说板块构造学说 D D、板块构造对地质作用的控

17、制、板块构造对地质作用的控制板块构造与地震板块构造与地震全球地震分布全球地震分布与板块边界的与板块边界的吻合关系吻合关系板块构造学说板块构造学说全球不同深度地震的分布（全球不同深度地震的分布（1975-19951975-1995）板块构造与地震板块构造与地震板块构造学说板块构造学说日本岛附近的地震分布板块构造与地震板块构造与地震板块构造学说板块构造学说板块构造学说板块构造学说板块构造与地震板块构造与地震洋壳消亡与大陆增生洋壳消亡与大陆增生板块构造学说板块构造学说D D、板块构造对地质作用的控制、板块构造对地质作用的控制View from 727 of Kachenjunga (8598 m;

18、3rd highest in the world); Looking south from over Tibetan Plateau 板块构造学说板块构造学说 D D、板块构造对地质作用的控制、板块构造对地质作用的控制板块构造学说板块构造学说板块构造学说板块构造学说5 5百万年前欧亚板块与非洲板块间的碰撞百万年前欧亚板块与非洲板块间的碰撞板块构造学说板块构造学说板块构造学说板块构造学说发生在喜马拉雅山的大陆碰撞发生在喜马拉雅山的大陆碰撞板块构造学说板块构造学说从从“大陆漂移大陆漂移”到到“海底扩张海底扩张”板块构造学说板块构造学说板块运动的驱动力问题板块运动的驱动力问题三、板块运动的驱动力问题三、板块运动的驱动力问题板块构造学说板块构造学说具有讽刺意味的是具有讽刺意味的是, ,我我们直到目前仍无法完们直到目前仍无法完满解释满解释Wegener Wegener 在在7070多年前所遇到的同样多年前所遇到的同样问题问题板块运动的板块运动的“驱动力驱动