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本文目录一览:
- 1、什么是板块构造学说?
- 2、板块构造的理论是什么?
- 3、板块构造是什么?
- 4、板块构造是什么原理?
- 5、板块构造学说简介
- 6、世界板块的构造有哪些?
什么是板块构造学说?
板块构造学说是当代最有影响的全球构造理论,它归纳了大陆漂移学说和海底扩张学说所取得的重要成果,其基本思想是:地球上部的刚性岩石圈在下垫的塑性软流层上做大规模漂浮;刚性的岩石圈又分为若干大小不一的板块;板块内部是相对稳定的,而边缘则是强烈的构造活动地带;板块之间的相互作用从根本上控制着各种地质作用的过程,同时也决定了全球岩石圈运动和演化的基本格局。
板块构造学说把地球分成了6大板块:太平洋板块、欧亚板块、非洲板块、美洲板块、南极洲板块和印度—澳大利亚板块。此后,在上述六大板块的基础上,人们将原来的美洲板块进一步划分为南美板块、北美板块及两者之间的加勒比板块;在原来的太平洋板块西侧划分出菲律宾板块;在非洲板块东北部划分出阿拉伯板块;在东太平洋中隆以东与秘鲁—智利海沟及中美洲之间(原属南极洲板块)划分出纳兹卡板块和可可板块。
板块运动机制是引起板块运动的原因,但这一机制始终是尚未解决的难题。一般认为,板块运动的驱动力来自地球内部,可能由地幔中的物质对流引起。新生的洋壳不断离开大洋中脊向两侧扩张,在海沟处,大部分洋壳变冷变致密,沿板块俯冲带潜没于地幔之中。但由于地幔对流学说仍存在许多无法说明的疑问,因此有些人不赞成将地幔对流当做板块运动的驱动机制。总体而言,板块构造学深刻地解释了地震、火山、地磁、岩浆活动、造山运动等地质作用和现象,阐明了全球性的大洋中脊、裂谷系、大陆漂移、洋壳起源等重大问题,更新了地质学中的许多概念,是地球科学领域中的一场革命。
位于中国西南边界处、青藏高原南部边缘的喜马拉雅山脉是现在世界上最高的山脉,其平均海拔高度超过6000米,且每年仍在以几至十几毫米的速度上升着。其主峰珠穆朗玛峰位于中国和尼泊尔两国边界上,根据2005年5月测量的最新数据,海拔高度为8844.43米。
中国有个成语叫“沧海桑田”,它反映了地球表面形态发生的巨大变化,反映了海洋和陆地这两种状态之间的相互转换,而这种变化在喜马拉雅山脉地区就表现得非常典型。
按照板块构造学说的理论,喜马拉雅山脉的形成是板块之间碰撞、挤压的结果。远古时代,青藏高原地区曾经被浩瀚的古地中海所覆盖。在地质历史年代的第三纪早期(距今约7000万年前),南方来的印度洋板块向北,与我们所在的亚欧板块相撞,碰到了一起。两者的相互挤压,使这里的地壳开始向上抬升,海水逐渐向西退去。海洋逐渐消失,陆地逐渐形成。岁月如梭,两个板块的相互挤压和碰撞虽然缓慢,但却持续不断地进行着。
到了第三纪晚期(距今约300万年前),发生了地质历史上的一次较大规模的地壳运动,叫做喜马拉雅运动。印度洋板块从雅鲁藏布江一线附近处向亚欧板块下俯冲。在此过程中,强大的挤压作用使亚欧板块一侧发生较大面积的整体抬升,大致就形成了今天我们所看到的“世界屋脊”——青藏高原。高原上部的岩层在挤压力的作用下,弯曲、重叠,向上隆起,形成了高大的喜马拉雅山脉及其他高原上众多的山脉。
1964年,我国的登山队员在喜马拉雅山脉希夏邦马峰山麓海拔4300米的地方,发现了身长超过10米,世界上最大的鱼龙化石。这证明今天白雪皑皑、雄伟多姿的喜马拉雅山一带,曾经是东西横亘、波涛万顷的古地中海的一部分。
有科学事实证明,喜马拉雅山从一片汪洋横空出世以后,一直在不断地上升,然而成为今天的世界屋脊却是在最近1万~2万年地壳运动的结果。科学家认为这里的上升速度是1亿年以来为0.04厘米/年,50万年以来为0.2厘米/年,10万年以来为1~1.5厘米/年,7000年以来达到4~7厘米/年。有人根据印度板块的漂移速度计算出喜马拉雅山目前正在以1~2厘米/年的速度上升着。建国后,我国测量工作者在西藏高原东部进行过重复水准测量,测得那里的上升速度为0.5~1厘米/年。科学家们断定,只要印度板的向北漂移俯冲运动不停止,喜马拉雅山的这种上升运动亦不会止息。
板块构造的理论是什么?
板块构造理论,是从海底研究得出的,是了解地球形态的一把钥匙。
地球表层是由一些板块合并而成。这些板块就像浮在海面的冰山,在熔融的地幔岩浆上漂浮运动。所谓板块构造,讲的就是这些坚硬的岩石板块以及它们的运动体系。地球表层主要有6个基本板块。板块坚如磐石,内部稳定,地壳处于比较宁静之中;而板块之间的交界处是地壳运动激烈的地带,经常发生火山喷发、地震、岩层的挤压褶皱及断裂。
六大板块中,太平洋板块完全由大洋岩石圈组成;而大西洋由洋中央海底山脉分开,一半属于亚欧板块和非洲板块,一半属于美洲板块;印度洋,也由人字形的海底山脉分开,使印度洋洋底分别属于非洲板块、印度洋板块和南极板块。所以,这些板块是由大洋岩石圈及大陆岩石圈组成,包含了海洋与大陆。
板块为什么会运动?它的动力来自何处?目前的科学知识告诉我们,主要是地幔深处的热对流作用。地球深部的核心称地核,它是高温熔融的。它给地核外围的地幔加热,致使温度很高,靠近地核的岩层也熔化。地幔下部的导热性不能有效地将地核的热量散发出去,使热量积聚,致使地幔逐渐升高温度。地幔物质成为塑性状态,形成对流形式的运动。地幔的热对流是在大洋中的海底山脉(又称大洋中脊)处上升,沿着海底水平运动,到达大洋边缘的海沟岛弧带,经过水平长距离运动后冷却,而沿海沟带下沉,又回到高温的地幔层中消失。
由于地幔的对流运动,使得漂浮在它上面的板块也被带动做水平运动。所以,地幔的热对流是带动板块运动的传送带。板块从大洋中脊两侧各自做分离的运动。这运动的板块最终总会有相遇的,相遇时会相互碰撞。当大洋板块与大陆板块相碰撞时,由于大洋板块密度大而且重,就插到大陆板块之下,在碰撞向下插入处就形成大洋边缘的深海沟。假使是两个大陆板块相碰撞,则互相挤压,使两个板块的接触带挤压变形,形成巨大的山系。如喜马拉雅山系就是由于欧亚板块与印度板块挤压而形成的。因此,大洋底部的运动,形成大洋边缘岛弧海沟复杂的地貌,也构成大陆上巨大的山系。板块构造控制了整个地球的地表形态。
板块构造是什么?
地球的表面称为“地壳”,由厚达数十千米到两三百千米的坚硬的岩石层构成。
地壳分为14块,在地球表面向不同的方向运动。这些独立的移动地壳被称为“板块”。
地壳下面是可以缓慢变形的地幔层,板块就在地幔层上部运动。
板块的移动速度约为每年1~10厘米,正好和手指甲的生长速度相同。虽然速度非常慢,但是经过几百万年,几千万年,就可能移动几千千米。
下图是现在板块移动速度的等值线示意图。地球是一个球体,所以板块的运动也呈旋转运动,距离旋转中心越远就旋转得越快。
格陵兰的冰盖
板块之间的交界处并非就一定是海洋与大陆的交界处。这一点也许不是很好理解。如图所示,在西太平洋大陆和海洋的交界处基本就是板块的交界处,但在大西洋两者则不一致。
西太平洋板块的边界是“海沟”。海沟是海洋板块同大陆板块撞击后,在引发地震的同时,向地球内部下陷而形成的。
而大西洋的海沟并非海陆的交界处。海洋板块和大陆板块连成一体,向同一方向运动。
从图中可以看出,有陆地的板块的运动速度小于无陆地的板块(如太平洋板块)的运动速度。
板块的陆地部分厚为200~300千米,而海洋部分小于100千米。可能是因为厚重的大陆部分陷入地幔,才导致速度减慢。
仔细观察上图,我们会发现大西洋中板块的边界在海洋的中央。在此板块同板块渐渐分离,形成了中央海岭这个海底大山脉。
中央海岭地区由于地球内部高温,火山运动活跃。火山喷发、地震、断层运动等地球活动大多发生在板块边缘处,而板块边缘的90%在海底,所以我们要研究地球活动,就必须更多地了解海底。
板块构造是什么原理?
板块构造,在大陆漂移和海底扩张的基础上,人们开始将大陆地质的研究与海洋地质的研究结合并统一起来。力图找出它们之间本质的联系。这就产生了板块构造的理论。最早将板块构造的思想介绍到我国的是地质界老前辈尹赞勋1972年。板块构造的基本内容,固体地球在垂向上可划分为物理性质截然不同的两个圈层——上部刚性的岩石圈与下部塑性软流圈。岩石圈在侧向上又可划分为大小不一的板块。板块之间以洋脊、海沟、转换断层及地缝合线为界。板块边界是地震、火山、构造活动集中的地带。岩石圈板块在地球表面作大规模水平运动。洋脊处扩张增生,海沟处压缩消亡,以保证地表面积不变。板块运动的驱动力来自地球内部的地幔对流。板块运动也不是水平运动,它是刚体沉球面运动。
板块构造学说简介
板块构造,又叫做全球大地构造,它是大陆漂移和海底扩张说的进一步引伸与发展。1912年,魏格纳(Wegener A L)提出大陆漂移学说;20世纪60年代,赫斯(Hess H H)和迪茨(Dietz R S)提出海底扩张理论;1965年,威尔逊(Wilson J T)提出转换断层和板块构造的概念,由此产生板块构造学说。这个学说直到现在仍在继续发展。
(一)板块构造学说的基本思想
板块构造学说认为:在固体地球的上层,存在比较刚性的岩石圈及其下伏的较塑性的软流圈。岩石圈并非是整体一块,它具有侧向的不均一性,被许多活动带如大洋中脊、海沟、转换断层、地缝合线、大陆裂谷等分割成大大小小的块体,这些块体就是所说的板块。换言之,整个岩石圈可以理解为由若干刚性板块拼合起来的圈层。板块内部是稳定的,而板块的边缘和接缝地带则是地球表面的活动带,也是发生构造运动、沉积作用、岩浆活动、火山活动、变质作用、地震活动的主要场所,又是极有利的成矿地带。岩石圈板块是活动的,并以水平运动占主导地位,可以发生几千千米的大规模水平位移。在漂移过程中,板块或分散裂开,或碰撞焊合,或平移相错。这些不同的相互运动方式以及相应的各类活动带的产生、转化和消失,决定了全球岩石圈运动和演化的基本格局。
总之,板块构造说是海底扩张说的发展和延伸,而从海底扩张到板块构造,又促进了大陆漂移的复活。因此,人们称大陆漂移、海底扩张和板块构造为不可分割的“三歩曲”。
(二)岩石圈板块的划分
1968年法国地球物理学家勒皮雄(Le Pichon X)根据各方面的资料,把全球岩石圈划分成六大板块:即太平洋板块、欧亚板块、印度洋板块、非洲板块、美洲板块和南极洲板块(图7-5)。其中除太平洋板块几乎完全是海洋外,其余五大板块既包括大块陆地,又包括大片海洋。随着研究工作的进展,又有人进一步在大板块中划分出许多小板块。如美洲板块分为北美和南美板块;印度洋板块又分为印度和澳大利亚板块;东太平洋单独划分为一个板块,称纳兹卡板块;欧亚板块中分出东南亚板块以及菲律宾、阿拉伯、土耳其等小板块。所有这些大小板块拼接起来,就构成了全球的板块构造,它既包含了板块的分布和几何特征,又包括了它们相互的连接和运动关系。
这些板块都是活动的,主要表现为大规模的具有一定方向性的水平运动。如太平洋板块,从太平洋东部中隆生长脊新生长出来的大洋壳,平均每年以5cm的速度向西移动,2亿年内可移动10000km。从东太平洋中隆至马里亚纳海沟的消亡带正好为约10000km,而马里亚纳及其附近海底岩石年龄也正好为1.5亿~2亿年。这雄辩地说明太平洋底大约每2亿年更新一次。
图7-5 六大板块的划分
(据勒皮雄,1968)
(三)板块的边界及其类型
不同的板块边界,有着不同性质的相对运动形式。岩石圈活动带的板块边界,可以归纳为三种类型:
1.离散(张性)型板块边界 主要出现在洋中脊、中隆和大陆裂谷系统中。它是岩石圈板块的生长场所,也是海底扩张的中心地带。板块在此做相背运动,板块边界受到拉伸、引张,故在洋脊轴部形成平行洋脊的张裂缝。其主要特征是岩石圈张裂,基性、超基性岩浆涌出,并伴随有高热流值及浅震。随着板块的分离,地幔物质沿裂谷上升,造成较大规模的岩浆侵入和喷出活动,形成新的洋底,促使板块边界不断增长。如大西洋中脊、东太平洋中隆等都属于此种类型,在洋脊两侧分布有直线排列的火山。
大陆裂谷也属于拉张性边界。绝大多数裂谷为复式地堑构造,中间下陷最深,两侧为一系裂阶梯状断层,主要为高角度正断层。典型的裂谷位于隆起带的顶部,如东非大裂谷、贝加尔裂谷等,垂直断距可达数千米。在裂谷中火山活动比较频繁,浅源地震比较活跃,有明显的高地热流异常。有一部分大陆裂谷被认为是胚胎时期的洋脊,可发展形成新的海洋。
2.汇聚(挤压)型板块边界 是两个板块对冲、挤压、碰撞的场所。由于两个板块在这里聚合,故构造活动强烈、复杂。按板块汇聚性质,又可分为以下三种型式:
(1)岛弧-海沟系(图7-6)主要分布在西太平洋边缘。两个都是海洋板块,接触处产生岛弧-海沟系,如马里亚纳群岛;海洋板块和前缘带有岛弧的大陆板块相衔接,在接触处也表现为岛弧-海沟系,如日本岛弧-海沟、千岛岛弧-海沟、汤加岛弧-海沟等,这里是两个板块相向移动、挤压、对冲的地带。
(2)山弧-海沟系(图7-7)海洋板块和大陆板块的直接接触,在接触处表现为山弧海沟系,即岛弧不发育,而相当于岛弧的海岸山脉发育,形成陆缘火山弧,如南美西海岸。
图7-6 岛弧-海沟系示意图
(据Edward&Frederick,1976)
图7-7 山弧-海沟系示意图
(据Edward&Frederick,1976)
(3)山弧-地缝合线(图7-8)两个大陆板块互相碰撞,陆壳彼此受到挤压,形成山脉,标志两个板块缝合之处,称为地缝合线,如雅鲁藏布江地缝合线。
图7-8 山弧-地缝合线示意图
(据Edward&Frederick,1976)
3.平错(剪切)型板块边界 两个板块沿边界互相错动,两侧板块不发生褶皱、增生和消亡,只有剪切错动的边界,但浅震活跃。转换断层就属于这种性质的边界。它一般分布在大洋中,但也可以在大陆上出现,如美国西部的圣安德烈斯断裂,就是一条有名的从大陆上通过的转换断层。
转换断层是威尔逊于1965年提出的一种新型断层,它构成了板块构造模式中最重要的特点之一。如图7-9所示,大洋中脊常为垂直于它的横断层所错开,并常切成许多段。从表面看,这些断层非常像平推断层,但经过地震发震机制等的研究,它又和平推断层有许多差异。
图7-9 转换断层块状示意图
图中大洋中脊被平推断层错开(两个大黑箭头表示运动方向),洋脊两侧海底持续扩张(白箭头所指方向),结果使断层两盘运动方向发生改变(小箭头所示),而在洋脊以外地段断层两盘向同一方向运动
转换断层在海底常形成一些深沟,水平断距可达数百千米。著名的美国西部圣安德烈斯断层为一右旋断层,其西盘向北移动达1100km,是有名的地震带。从前被认为是一条平推断层,威尔逊和瓦因根据地磁资料,证实它是一条错开太平洋中隆的转换断层。
(四)板块的扩张与俯冲
板块的运动,是一种绕极旋转的运动,因此,洋中脊各段的扩张速度是不一致的。扩张速度必定在扩张赤道最大,在扩张极为零。在冰岛有好大一段中脊裂谷出露于水面上,它是大西洋中央裂谷的直接延伸部分。1967年起,以梅森为首的一批英国学者,在冰岛裂谷区设置了大量标杆,他们利用激光系统定期测量标杆之间的距离,其精度可达千分之几厘米。测量结果表明:在几年中不同地段扩张5~8cm。这直接地证明了板块在不间断地扩张着。
在板块扩张过程中,还伴随有下降运动。因而随着板块的扩张,离洋中脊距离加大,洋底深度相应增加。在洋中脊轴部火山活动强烈之处,多形成火山岛。这些火山岛在波浪作用下,顶部被削平形成平顶的火山岛(又称平顶山),并随板块向外边扩张、边沉降。有的平顶山,往往被数千米厚的珊瑚礁覆盖着。珊瑚是一种腔肠动物,它的生存具有一定的局限性,一般只能在水深90m左右生长。如果海底水深稳定不变的话,珊瑚礁向上生长只能到一定程度。有数千米厚珊瑚礁的存在,必然是在礁体不断增高的同时,礁体生长的基底在不断发生沉降,才能使珊瑚保持浅水的生活环境。20世纪50年代,美国在马绍尔群岛西北端的埃尼威托克环礁钻了两口井,钻孔穿透了珊瑚礁层而达到玄武岩,终孔深度分别为1267m和1405m。由此推断,洋底从始新世形成平顶山以来,大约下沉了1200多米。因此洋底的沉降速度,平均每年约0.02~0.03mm。当平顶山推移到海沟时,可随板块倾没于海沟,与洋壳一起消亡。
当洋壳板块向两侧扩张推移,遇着大陆板块而彼此相碰时,会向下俯冲于大陆板块之下(图7-10)。这一俯冲部分称为俯冲带。俯冲带向下进入到地幔,与地幔物质熔融同化,使这部分板块消失,所以也称为消亡带或俯冲消减带。美国地震学家贝尼奥夫曾通过地震研究肯定了此带的存在,故在地震学上把俯冲带称为贝尼奥夫带(或毕鸟夫带)。俯冲带的倾角,一般为45°左右。从地震震源深度和分布得知,俯冲深度一般为300千米,少数地区深达720千米。由于板块俯冲下弯,就形成了海沟。当俯冲带俯冲到距地表150~200千米时,洋壳岩石进入地幔,由于两个板块摩擦生热,使俯冲的洋壳岩石部分熔融。熔融成的岩浆,上升喷发地表,于距深海沟约150~200千米处的仰冲板块一侧形成火山,构成火山岛,称为火山岛弧。如阿留申群岛、千岛、日本、琉球等都是明显的岛弧。当俯冲板块直接沿大陆边缘俯冲,则火山沿大陆边缘成带状或弧状分布,不成岛弧,而是像南美安第斯山脉这样的带状构造山系。
图7-10 大洋板块碰撞俯冲现象示意图
(五)板块运动与海洋演化
按照板块构造理论,在海洋中有洋壳分裂、地幔物质涌出、新洋壳的生长;而在大陆上也有同样的现象,大陆裂谷就是这样的地带。东非大裂谷正处于陆壳开始张裂,即大洋发展的胚胎期。倘若裂谷继续发展,海水侵入其间,好像红海和亚丁湾一样,被认为是大洋发展的幼年期。如果再继续扩张,基性岩浆不断侵入和喷出,新洋壳把老洋壳向两侧推移,扩张速率以每年5cm计算,大约经过1亿年后,就会形成一个新的“大西洋”。板块学说认为大西洋就是正处于大洋发展的成年期;而太平洋的年龄比大西洋要老,它正处于大洋发展的衰退期;地中海是宽阔的古地中海经过长期发展演化的残留部分,代表大洋发展的终结期;印巴次大陆长期北移,最后和欧亚板块相撞,二者熔合一起,形成巍峨的喜马拉雅山脉以及地缝合线的形迹,地缝合线代表大洋发展的遗痕。
据上所述,海洋从开始形成到封闭,可以归纳为下列过程:大陆裂谷→红海型海洋→大西洋型海洋→太平洋型海洋→地中海型海洋→地缝合线。这一过程被称为大洋发展旋回或威尔逊旋回。
世界板块的构造有哪些?
板块构造说建立初始,勒比雄把全球地壳分为六大板块:太平洋板块、欧亚板块、印度洋板块、非洲板块、美洲板块和南极洲板块。随后有人把美洲板块分为北美板块和南美板块;把印度洋板块印度板块和澳大利亚板块;把太平洋单独列为一个板块;从亚欧板块分出东南亚板块。并在上述大板块中划分出中国板块及南太平洋、阿拉伯、加勒伯、加勒比海、可可斯、纳斯卡、菲律宾等若干个中小板块。除太平洋板块和可可斯、纳斯卡小板块仅有洋壳外,各板块都包含有陆壳和洋壳。各板块之间是地壳最活动的地带构造活动带,常呈海岭、海沟-岛弧、转换断层、缝合线,世界上著名的火山、地震带即分布于此。中国版图位于亚欧板块之内,雅鲁藏布江一带是亚欧板块与印度板块相碰撞的缝合线。大板块具有一定的运动方向,每隔几千万年,甚至一两亿年,运动才发生变化。
关于板块构造和板块构造学说的介绍和问题就到此结束了,不知你是否从中找到你想要的答案了吗?如果想获取更多有关方面的内容,可以关注本站361文刊。
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