大地构造课件第五讲：板块构造理论

主讲：xx地球科学学院大地构造学第五讲：板块构造理论（二）七、板块的运动板块运动的核心是海底扩张。岩石圈板块从中脊轴部向两侧不断扩张推移，在海沟处俯冲潜没，颇如一巨大的传送带。海底扩张和大陆漂移可以用板块运动的形式表达出来。1、关于板块的刚性

在描绘板块运动时，通常认为板块具有刚性，表现在：●板块能在很长距离内传递应力，其内部并不发生显著的塑性形变；●洋底沉积物未受轻微变形，形变主要发生在板块边缘；●大陆拼接非常理想，指示板块在位移时很少形变。

但是认为岩石圈板块具有绝对的刚性是不合适的，如碰撞带大规模的褶皱变形、内陆地震、构造活动和火山作用等。2、板块的扩张增生与压缩消亡之间的补偿沿着大洋中脊轴部，地幔物质上涌形成新的岩石圈，岩石圈通过俯冲消减来维持平衡。每年新生岩石圈2平方公里，每年也有2平方公里的岩石圈被俯冲销毁。3、板块沿球面的旋转运动如果我们把板块当作刚体来处理，而且地球半径不变，那么，板块的运动严格遵循球面运动的欧拉定律⑴欧拉定律1776年，瑞士数学家欧拉（E.Euler）指出，一个钢体沿半径不变的球面的运动，必定是环绕通过球心的轴的旋转运动。在球体表面，任何一点的移动都不是沿着直线，而是弧线；如果这种移动表现为复杂的曲线形式，那么它的移动轨迹将由许多圆弧小段组成。板块的运动遵循欧拉定律（板块沿球面的旋转运动图片及两板块的相对运动图片）。板块的球面运动，遵循欧拉定律⑵求旋转极板块的旋转运动主要由板块的旋转轴的位置和旋转角速度来确定。转换断层标识出欧拉纬线的走向，沿球面作这些纬线的垂线即可得出欧拉经线，欧拉经线交点的位置，就是旋转极的位置，为此可以求出两板块相对运动的旋转极（图片）美洲和非洲板块相对运动的旋转极⑶求旋转角速度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，便可求出旋转角速度：式中ω为角速度（单位：度/年），V是线速度（厘米/年），R是地球半径，单位厘米，θ为欧拉纬度。为了检验板块绕极的旋转运动，勒皮雄以板块旋转极为投影极，作了一系列墨卡托投影图。在这种图上，经线和纬线相互垂直，都是直线（图）。4、板块相对运动速度的测定

测定相对运动线速度的方法，主要有以下几种：●瓦因-马修斯法磁异常条带的宽度和该条带时间跨度的比值●地形法洋底水深的变化是洋底年龄的函数，据此，可以从洋底水深的变化或中脊两翼的坡度求板块的扩张深度●贝尼奥夫带长度法贝尼奥夫带长度与板块的俯冲速度成正比，根据贝尼奥夫带的长度来估算俯冲的速度（图）。●大地测量法激光测距、GPS测距●贝尼奥夫带长度法5、板砌块的输三联舍结合继点在板绿块的西分布作图上稻，常寸可见逆到三温条板撒块边渔界相爷交于基一点欲，这猪个点牌与三睡个板俊块相厦邻接瓦，叫借做板程块的兰三联跑结合逃点（限或三睛联点爬）。结任何碌一对稀板块袖间的宋边界侵总是陕以三迷联点夏作为拐端点畅。与三躺联点库相接持的板岁块边梳界，鸣可以拿是分梢离型阀、会围聚型渴或转货换型恭边界晒。在损理论耀上，久这三遭类边族界可肠组合脉成十辆六种敲不同序的三甲联点砖。如遇以R代表锋裂谷兼，T代表客海沟闭，F代表潜转换委断层闷，则RR蜓R型代汗表裂徒谷-裂谷-裂谷惨型的律三联掠点，RF曾T代表旨裂谷-海沟-转换舒断层冒型三钓联点刺，余遇类推咳。RR碧R型分寇布揉最广映，如柱印度距洋中侧脊三云条分下支的防交点拦，是项非洲茄板块毙、印趴度板秩块和判南极疼洲板柿块之兆间的RR顽R型三碎联点骨（图）。三联惕点所师临接戒的三忍个板演块的旁运动腔，是盼严格萍地彼夏此关崖联的极（图）三联祖裂谷枪的形酬成过搏程据E.观J.漫Ta复rb免uc坐k,蒜19韵87装)三联厕点所项临接章的三铅个板讽块的租相对盯运动渐的矢刊量和灰应等稳于零AVB+AVC+CVA=06、现梁代板东块运近动的勤全球乘图式19忘68年以种来，猎勒皮酒雄（19储68）、钥摩根绍（19激71）、返明斯向特（Mi枯ns卵te记r摔et袋a顶l.庄,葬19毅74役)等定院量地晶描绘烂了全除球各液主要猴板块钞间的相对百运动。●巨大叙的太纯平洋价板块养朝西叛北，永向西挑缘和片北缘肚的俯旱冲带王推移璃，会刊聚速泰度在拼汤加形海沟少北部符至日宫本海鬼沟一支带达竖到最吵大，究可达9c偿m/怜a，向肢南和有向北娱均递榨减。●阿尔粉卑斯-喜马的拉雅笑造山柴带是烂另一俊巨型兼会聚缠型边肚界，熔直布戚罗陀鬼地区分欧亚乡丰板块回与非武洲板叫块会厅聚的释速度猜仅为0.趟5c匠m/使a，是磁该造培山带西的西勇界。友自此批向东高，会耗聚速竭度增豆大，谣至喜护马拉谢雅地假区，你增至5-欢6c赞m/番a。再首往东扶过渡嫌为印厉度洋章东北莫缘的妥俯冲茶边界糠，会另聚速密度达7.叼0c裕m/查a。●环太雪平洋壤会聚孩边界发把全想球分絮成不寒对称携的两舌部分关，太铁平洋洗外围靠的欧垄亚板伟块、涨印奥诉板块堂及美勤洲板俭块向鼠太平糟洋方浆向推槽进，薄后缘斗是大秤西洋谣和印蛇度洋片的张多开；狱太平脂洋内查部的跃太平政洋板挺块、看可可泛板块四和纳乒兹卡迟板块继则向怀太平喝洋周嫁缘俯茄冲潜半没，杠其后奖缘是白东太戒平洋映中隆若的扩葱张。崖阿尔帖卑斯-喜马高拉雅侄造山栏带的滴形成嗽，与关非洲春板块混、阿去拉伯挤板块允和印腿奥板今块向包北朝触欧亚扇板块冲推移析有关环，这罚一推虑移又未是印饱度洋龟和大胁西洋扩扩张葬的结戏果。一些宵主要愈板块坊相对坟运动艘角速慨度表全球讯板块宽定量棒运动纱数据7、板透块的立绝对查运动板块墙的绝刃对运级动，支是指壶板块辽相对纤于地狼球旋籍转轴米的运韵动。毁如果辨某一终系统公在地县史期腔间相悼对地坡球旋凶转轴域的位骗置固国定不盛变，演那么候相对矩该系驶统的碑运动涂（如势热点帽）也卡可以云当作先板块帅的绝柄对运庭动。原一千恳万年泽来板览块的柿绝对泻运动仆见图哄，其彼中以虹太平乏洋板戏块的疾运动厌速度苍最大汗，向敢西偏允北方宰向运待动；叨印奥踏板块倦主要煮是向斑北运态动；蓄北美斥板块程和南踢美板冷块主懂要向惑西偏鸡南方延向运流动；恋非洲扯板块变的旋撕转极家位于战非洲时板块亡上，肺它环袍绕该子极作设逆时壶针方愈向的希旋转丛运动学；欧樱亚板驼块主浆要是丹向西疲和向晨北运发动。板块负绝对婶运动此图式八、触大洋蜓的演缘瑞化-威尔斗逊旋株回1、大吊洋的挽起源关于浇大洋问的起礼源问垄题，伯是地判质学呆最重臂大的恼理论甜问题顺之一阔，长咬期以拾来曾会提出叔种种辱假说惜。●大奏洋永猎存说是丹怒纳等催倡导衫的，姨认为持大洋殿是原所生的轿，洋饮壳形皱成于陕地壳声早期恋阶段礼，大号陆则辛是后汁来形旨成并毅逐渐爪增生穗的，昌现代凉大洋浪盆地蹄是大玩陆增俘生后范原始堆大洋太的残讨留部书分。●大妥洋化绘说是前石苏联绍学者脱别洛脸乌索活夫所斯宣扬殊的，嚼认为评古生春代末共期以墙前，载全球隶都被辣大陆好地壳隔所覆臭盖，异古生贷代末阁至中偏生代陶初，诵来自与地幔常的基微性和册超基询性物豪质大疲规模全上升烘，，颤陆壳究破裂扫成块验状，茧与基塔性超糊基性枪岩浆六混合醒，变芒质加然重沉汪入地蹄幔中草，陆诵块沉胆陷之航处形惑成洋费盆2、威奔尔逊做旋回大陆填漂移救、海取底扩扛张和税板块锹运动目的概酸念，良使人晌们对挖大洋画成因肉和演长化的衔认识温发生高了根愈本的铺变化绕。新股活动美论主附张，鹅大洋存的发泛生发僵展离绑不开义岩石交圈板射块的宫分离鸦和汇颤聚运贼动。Wi败ls冒on首先谅注意设到大叔洋开愈合的似不同状发展摧趋势秀，将雨大洋氧的演葱化归标纳为6个发挣展阶棕段（图片团和表），鸡称为屡威尔驾逊旋电回。可见划，大适洋的尚演化堆呈现攀为张刚开和店关闭不的旋赤回形更式。洪由于裙大洋蓄盆地投是全拖球最伐大的居构造-地貌藏单元征，大长洋开蚂闭的市发展说旋回壁主宰助了地彼球表里层活笛动和古演化弯的全只局。大洋答盆地座演化帐旋回询中的失各个梅阶段旷及其碗特征大洋件盆地受演化假旋回察中的萝各个煮阶段景图ⅠⅡⅡⅣⅤⅥ3、威脚尔逊疑旋回四对大茧陆构失造分翠析的膊意义●一个衣威尔柳逊旋丑回2亿年麻，意收味着吗相邻凉的大六陆在稀相同冶时限读内发笛生过方大致绞相同胸幅度猛的水丧平运寺动，赤从而竹它所牙经历衡的自寨然地铲理环动境、牢距离隐特定案板块舟边界与的远问近、黎以及袜由此势导致夫的深狱部热端体制尸、地灰壳结斜构也岁必然絮会发垂生深庆刻的饲变化唯。●大洋康演化虏可导染致海枪平面涂的变矩化，事大洋醒盆地罪演化杠前期远，海抖底扩将张作众用建碑造起宰庞大连的中鼠央海蛾岭，管造成宁海平钉面上泳升。锹晚白谋垩纪传和早渣古生坟代的方海平据面上狼升就深认为锅与此炸有关卡。●大洋缎演化粪始自膛大陆鹊岩石沉圈的逐拉伸欲变薄土，最翠后转案化为不挤压枣增厚冠体制悲而结柔束，猫在地毙质记湿录上缝表现意为大裤陆裂场谷、东大陆桥边缘咬和挤晃压碰贡撞带掘等地暖球动温力学似环境腊的更嚼迭，绵本身厕构成搭了一复个完姻整的票构造泉旋回冒。4、大裳洋现宵今的艳活动懂趋势目前王，大关西洋疼和印分度洋估在扩降张，温太平局洋在损收缩茂（图），膀这是邮联合余古陆当破裂优四散就分离炭的继兔续。扇大西丽洋、够印度冤洋周扶缘的瞧被动迅大陆芒边缘部，不男是板坚块的克边界堡，相烤邻的绣洋底译和大迷陆是挖作为爆同一锻板块稻移动舌的，缘瑞故大染西洋境、印铅度洋刻周缘样的大弯陆被燃扩张悬着的词洋底喝推动虑着，麦主要柳是向袋外侧搂推移图。相戏反，疤太平镇洋周歪缘诸择大陆劝漂移优的方因向都闷是指捞向太遵平洋借内部崭的。一个关大陆火，相梁对于因大陆计漂移麻方向拢而言羊，有竿前缘酒和后触缘之竟分，昂美洲五大陆洲的前系缘是剥陡峭休的活皇动大败陆边姑缘，乎后缘率则是愚宽缓坝的被帽动大叉陆边途缘（图）。贷随着袋美洲虾大陆容向西并漂移省，前循方的季太平风洋趋捎于收珍缩，箭后方播的大瓜西洋赴逐渐反张开扎。●大洋毯现今展的活袍动趋鸟势●大洋神现今兄的活鼻动趋霉势九、话热点-地幔晨柱假遇说1、无运震海皆岭在大链洋中折，绵金延着处一系泼列线联状延斗伸的伶火山倘性海货岭。祝其上滥无中第央裂荒谷发陪育，咬也不何见横嫩断海往岭的星转换锯断层返。北太李平洋队中的室夏威嘴夷海票岭和脂天皇情海岭焦，研踏究比洒较详骆实，气往往秀被当紫作火嘱山海摆岭中质的样湖板。死夏威威夷海哈岭上密的21岗0多座彼火山[喷溢榜火山伯的照遗片]，年余龄显踪蝶示出埋有规访律的揭变化净，向顶东南讲方向俗依次型变新嚷（海岭侄立体均排列脱图片载和年粱龄变偿化图乖片）。2、热撇点威尔旱逊注叮意到穴海岭佣火山寒年龄倡的递症变现肢象，倾提出坦了热辈点假珍说。闷热点堆处于券地幔端中，而其位投置大必体固煮定，买当岩痒石圈恼跨越铅于热臂点之疾上时森，板荷块仿除佛被“烧穿”了，拜形成蚁火山增中心梅。在边热点享除不特断地止形成啊火山楚，而奸板块尾不断说地跨牧过热心点。写这样席不断齐地“推陈琴出新”，便钟发育嘱成由驳新到片老的隶一串串火山渗链[图]。天皇巴海岭轰和夏钞威夷醋海岭律之间芒有一窝明显唐的转辛折，励表明国太平坡洋板搬块的振运动鲜方向坊发生透过变愈更，警这一哈转向沟大约选发生酷在40枯00完年欺以前窄（图）。除太尊平洋姥外，巧大西雨洋、烂印度塞洋以茧及陆煤上出替现玄圆武岩戒火山旧活动农的一惊些地末方，拨也有萌热点横活动宜的踪饿迹（图）火山奶链热橡点形倡成模街式图(据E.酸J.谎Ta脊rb店uc间k,绕19竿87秤)由热员点形躁成的仰无震恨海岭●地球河表面基热点尿分布3、地茫幔柱筝假说为了站解释础热点哄的形旱成，产摩根劳（19串71）提稿出了湾地幔范柱假掌说地灶幔柱怎是源衬于地鲁幔深松部的复圆柱饲形上薪升流蒙，它焰携带峡地幔帜物质摘和热赶能直摔至地柔幔上淋层，灿在岩康石圈弟和软揭流圈猾分界欣处四勿三外醒流，辈它的卡位置钥大体土固定潮于地应幔中奇。热煎点处深的火每山活仓动就窝是地借幔柱做物质牧喷出牌代表咬的反冬映（图片）。阿据摩陶根的躁看法侦，地拢球上皱的地奴幔柱凑总共荷不过鹿二、够三十按个（叫见热烤点分原布图片）。热点-地幔轧柱假狂说为偷解释纺板块厅内部靠的火麦山和竭构造屈活动渔，为环描绘催板块椅的绝转对运礼动，耐以及服阐明垄火山相海岭挣的定挤向排摄列和吨年龄锋递变再等一迟系列近现象亏，开纳辟了竭有益坝的途欠径地幔练柱示恶意图十、系板块吵的驱垮动机固制岩石笑圈下爪面软帆流圈吴的存奇在是相板块半运动柜的物年质基版础。栋板块粮驱动紧机制倦中讨心论最傻多的害是地赢幔对易流，撇后来泥又提音出一滋些不旨同的框假说主。1、地守幔对数流说板块靠运动物的地简幔热务对流傲假说鼓是被疯多数哪地质信学家铲所接愚受的抵假说冒。热劈燕而低探密度何的地红幔物匆质上么涌，烘在岩互石圈奏处向滑两侧贫扩展枣成为网平流则，平踩流过跪程中桨由于蚊热传雀导使塌之变钓冷，爽冷而跨重的料物质见沉入出地幔位深处拐，在乏深处据重新米加热董再升进起，膛如此队往复侍循环纱（图片）。地幔蛛对流登模式拢图地幔夜的对其流有妖三种历模式：●深地斑幔对挠流模喉式（图a）对流笋发生遮于下旁地幔断或整盯个地吼幔内蹄，对至流热恒量来舟自地轰核。●浅地亲幔对赔流模架式（图b）对流舟发生标于上趟地幔然的软偶流圈碗中，酿热能勒来自拖放射注性衰