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板块构造学说板块构造学说 第十章第十章 本章主要内容：本章主要内容： 从“大陆漂移”到“海底扩张” 板块构造学说 板块运动的驱动力问题 固态的上地幔上部地壳“岩石圈” 其下的上地幔有一地震低速带（地表之下60250km），称“软流圈 ” 岩石圈 软流圈 地壳 地壳 上地幔上部 （固态） 复习：地壳、岩石圈、软流圈 板块构造学说 1、从“大陆漂移”到“海底扩张” 板块构造学说 Alfred Lothar Wegener (1880-1930) 1915年魏格勒公开发表了“大陆 漂移”假说 他提出： 地球上的大陆曾是一个统一的 超级大陆“泛大陆” 大约在距今 2 亿年前，泛大陆 解体成较小的陆块，并漂移到 了它们现今的位置 观察：大陆外形的吻合性（南美非洲） 海岸线吻合（当用大陆架大陆架 边缘边缘拼合时吻合性更好） 大陆的拼合： 大陆架 相似的古代 岩石组合 “泛大陆”及其解体 After Dietz & Holden, 1970 泛大陆 （Pangaea ） 北方大陆（劳亚大陆） （Laurasia） 南方大陆（冈瓦那大陆） （Gondwanaland） “泛大陆”及其解体 After Dietz & Holden, 1970 主要证据之一：古生物分布 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蕨类植物舌羊齿蕨类植物舌羊齿的分布 澳大利亚西南部上二叠统地层中的舌羊齿叶化石 对同种生物在不同大陆上分布的可能解释 漂游？ “大陆桥”？ “岛屿垫脚石”？ 大陆漂移！ 主要证据之二：古气候证据 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 煤沼 沙漠砂 盐类沉积 生物礁 冰川 沙漠 热带 冈瓦那大陆冰川遗迹的分布及特征 冰川分布的位置 冰川运动的方向 石炭系二叠系地层完全相同 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 主要证据之四：造山带分布 一个大陆上的造山带与另一大陆上的 造山带在岩石构造和年代上类似。 阿帕拉契亚山脉(美国东部、格陵兰) 英伦诸岛、斯堪的纳维亚 Alfred Lothar Wegener (1880-1930) 大陆漂移的驱动 力: 地球自转产生的 离心力造成潮汐的 引力 魏格勒的“大陆漂移”说除 了受到一些非洲和澳洲的 地质学家支持外，就地质 学界整体而言，受到了怀 疑和否定。其中“驱动力” 问题是其一个致命弱点 赫斯（1962）: “海底扩张” Harry Hammond Hess 由于地幔对流的结果，海底由 洋脊处分开向两侧运动 位于运动前端的洋壳最终插入 大陆或岛弧之下而消失 在洋脊（扩张中心）处，海底 的离散运动将裂谷撕开，引起 浅源地震 老海底在海沟处的俯冲形成贝 尼奥夫地震带 洋脊顶部的裂谷 海沟海沟 洋脊 裂谷 海沟 海沟 海底扩张 海沟 大洋 大陆 贝尼奥夫地震带 火山 贝尼奥夫带贝尼奥夫带 Glomar Challenger JOIDES Resolution 60年代中期 “深海钻探计划”“大洋钻探计划 ” 全球的洋脊系统 转换断层转换断层 教新洋壳 教老洋壳 洋脊 沿大西洋一段 洋中脊两侧对 称分布的磁异 常条带 具正极性和反 极性的海底岩浆 岩条带以洋脊为 对称轴相间分布 正向极性 反向极性 洋脊 现今距今年代(百万年) 根据海洋勘测得 到的磁性剖面 假定海底扩张计算 得到的磁性剖面 岩石圈 岩浆上升、冷凝和 地磁极性“固化”带 距今 (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 2、板块构造学说 地球的岩石圈由12个大板块和位于期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 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 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 作用过程，也决定了全球岩石圈运动和演化的基本格局 全球板块的分布 板块边界类型板块边界类型 汇聚型平错型离散型汇聚型 大陆裂谷带（年 轻的板块边界） 汇聚型板块边界汇聚型板块边界 洋陆 洋洋 陆陆 平错型板块边界圣安德列斯断层 三叉裂谷系的 形成与演化 大陆 地幔柱之上的拱起 裂谷 海洋 洋壳 坳拉谷 三叉裂谷系： 一种特殊的板 块边界 3、板块运动的驱动力问题 板块运动的板块运动的 可能驱动机制可能驱动机制 1. 洋脊推动 2. 重力滑动 3. 冷的下插俯冲板块拉动 4. 地幔对流环带动 地幔柱与热点 0.7ma-现在 1 1.3-1.8 2.2-3.3