現(xiàn)代地質地貌學（一）課件：第五章 構造運動與構造變動(第六節(jié) 板塊構造學說)

1、第五章 構造運動與構造變動第六節(jié) 板塊構造學說 20世紀初，人們認為： “海洋和大陸都是永恒不變的?！?“地球上的山脈由于地球內(nèi)部冷卻收縮而導致地殼變形形成的?！?中國科學工作者在喜馬拉雅山區(qū)考察時，發(fā)現(xiàn)山中的巖石含有魚、海螺、海藻等海洋生物的化石。為什么會發(fā)生這種現(xiàn)象呢？喜馬拉雅山在幾千萬年前還是一片汪洋大海，后來受到強大擠壓力的作用，海底隆起抬高，形成今天雄偉高峻的山脈。1.喜馬拉雅山上的巖石中發(fā)現(xiàn)海洋生物的化石我國東部海底的古河流遺跡 2. 我國東部海底發(fā)現(xiàn)古河道及水井等人類活動遺跡 在非洲和印度，甚至靠近赤道處，發(fā)現(xiàn)古冰川的痕跡，與地球上海陸分布的形成有關。在寒武紀前，在地球的南部形成

2、了一大塊岡瓦納大陸，也稱南方大陸。該大陸在整個古生代早期，基本上處于侵蝕時期，沉積物很少，因大部處于高緯度地區(qū)，在石炭、二疊紀時，大陸上曾有過廣泛的冰川發(fā)生，留下了冰川的痕跡。后來大陸開始分化，至白堊紀末，最后分裂漂移成現(xiàn)在的南美洲、印度、非洲及澳大利亞等大陸，因此在非洲的中部和南部、印度半島、南美洲東南部、澳大利亞南部等地現(xiàn)在還廣泛分布有石炭紀、二疊紀 的冰川遺跡。 3.印度發(fā)現(xiàn)古代冰川4.南極洲發(fā)現(xiàn)煤層 在南極洲的維多利亞地區(qū)有儲量很大的煤田，在南極半島和科茨地也有煤田，甚至有的煤層露出地表長達數(shù)里。地球上的煤炭資源大多形成 于億年前左右的古生代晚期的石炭紀、二疊紀和中生代的三疊紀和侏羅紀

3、時期，而且在氣候比較溫暖，又有大片森林的地帶。從南極洲有煤的事實，可以證明南極洲在兩億年前左右，曾位于溫帶，并有過茂密的森林，后經(jīng)過長期的長途漂移，南極洲才漂到了現(xiàn)在的南極地區(qū)。 先后出現(xiàn)三個學說進行解釋： 大陸漂移學說 海底擴張學說 板塊構造學說大陸漂移學說地球表面的海陸輪廓是怎樣形成的?七大洲、四大洋自古以來就是這樣分布的嗎？德國氣象學家魏格納魏格納注意到一個有趣的現(xiàn)象：大西洋兩岸，特別是非洲西海岸與南美洲東海岸輪廓線十分相似。南美洲大陸凸出的部分幾乎能和非洲大陸凹進部分相吻合。如果我們把這兩塊大陸從地圖上剪下來就可以拼合成一個整體。這僅僅是巧合？古生物的相似性水龍獸, 這種動物是嚴格的陸

4、生動物, 其化石廣泛見于南非、南美和亞洲, 1969年美國的一個探險隊在南極也發(fā)現(xiàn)了它們。因此,這個動物屬曾出現(xiàn)于所有的南部大陸。如果過去由陸橋連接，那么陸橋現(xiàn)在哪里？巖石和山脈的可對比性古氣候、冰川證據(jù)：澳大利亞魏格納認為，大約在兩億年以前，地球上各大洲是相互連接的一塊大陸，它的周圍是一片大洋。以后，原來的大陸分裂成幾塊，慢慢地漂移分離。經(jīng)過了漫長的歲月，逐漸形成了今天七大洲、四大洋的分布狀況。泛古陸魏格納認為，大約在兩億年以前，地球上各大洲是相互連接的一塊大陸，它的周圍是一片大洋。以后，原來的大陸分裂成幾塊，慢慢地漂移分離。經(jīng)過了漫長的歲月，逐漸形成了今天七大洲、四大洋的分布狀況。當時的科

5、學家認為海岸線遭受侵蝕和沉積作用，另外大陸還經(jīng)常經(jīng)歷升降運動，因此現(xiàn)代海岸線的吻合不能證明它們過去曾經(jīng)是連在一起的。問題1當時的科學家不接受魏格納的大陸漂移理論，因為他不能找出導致大陸漂移的原因問題2 為了找到更多的證據(jù)，1930年4月，魏格納率領一支探險隊，迎著北極的暴風雪，第4次登上格陵蘭島進行考察，在零下65的酷寒下，大多數(shù)人失去了勇氣，只有他和另外兩個追隨者繼續(xù)前進，終于勝利地到達了中部的愛斯密特基地。11月1日，他在慶祝自己50歲的生日后冒險返回西海岸基地。在白茫茫的冰天雪地里，他失去了蹤跡。直至第二年4月才發(fā)現(xiàn)他的尸體。他凍得像石頭一樣與冰河渾然中盯一體了。海底擴張學說海底擴張證據(jù)

6、1：從老到新對稱的洋殼年齡海底擴展的證據(jù)2：相對洋中脊對稱分布的磁異常條帶老洋殼-新 洋脊 新-老洋殼 洋中脊處形成的巖石，冷卻時被磁化，記錄了當時的磁場方向。由于地磁南北極的多次轉向,導致海底巖石對稱的正、逆向磁異常條帶。 洋中脊二側,海底巖石的正、負磁異常條帶對稱分布 洋中脊處海底磁異常條帶 洋中脊兩側條帶狀巖漿隆起帶海底擴張的主要觀點： 1 密度較小的大洋殼浮在密度較大的地幔軟流圈之上； 2 由于地幔溫度的不均一性，導致地幔物質密度的不均一性，從而在地幔 或軟流圈中引起物質的對流，形成若干環(huán)流； 3 在兩個向上環(huán)流的地方，使大洋殼受到拉張作用，形成大洋中脊，來自 地幔的巖漿不斷從洋脊涌出

7、，冷凝后形成新的洋殼； 大陸分裂海底擴張形成新大洋 大 洋中脊海底沉積物巖石圈巖石圈巖石圈巖石圈巖石圈巖石圈巖石圈巖石圈4 新洋殼不斷生長，隨著地幔環(huán)流不斷向兩側推開，不斷向兩側擴張，因此就產(chǎn)生了地磁異常條帶在大洋中脊兩旁有規(guī)律的排列以及洋殼年齡離洋脊越遠越老的現(xiàn)象。5 在向下環(huán)流的地方，或在不斷擴張的大洋殼 與大陸殼相遇的地方，由于前者密度較大， 位置較低，便向大陸殼下俯沖，形成海溝或 貝尼奧夫帶；6 由于深部地熱作用，再加上強大的摩擦，在 大約深150-200km處，導致大洋殼局部或全部 熔融，形成巖漿，巖漿及揮發(fā)成分的強大內(nèi) 壓促使其向上侵入，并攜帶大量熱能上升， 同時，來自地幔的、以及

8、混雜了重熔陸殼的 巖漿噴出地表形成火山和島弧。7 大洋殼俯沖帶，由于其下部逐漸熔化、混合 而消亡，所以貝尼奧夫帶又稱為大洋殼消亡 帶。板塊構造學說硅鋁質陸殼漂移在硅鎂質洋殼之上 巖石圈板塊漂移在塑性的軟流圈之上 板塊構造學說的主要觀點： 1. 地球表層剛性的巖石圈之下為軟流圈，巖石圈具有側向不均一性，被許多活動帶如大洋中脊、海溝、轉換斷層等分割為大小不等的塊體，即板塊。 2. 板塊內(nèi)部是相對穩(wěn)定的，而板塊之間則可發(fā)生相對運動，其運動方向可以表現(xiàn)為相對的、相向的或者平移相錯的。全球板塊的劃分板塊邊界的類型： 拉張型板塊邊界 擠壓型板塊邊界 剪切型邊界拉張型板塊邊界：兩側板塊沿相反方向運動，玄武巖

9、漿上涌，拉張作用引起淺源地震和高速熱流拉張型：大洋中脊擠壓型板塊邊界：兩側板塊相向運動，形成褶皺山系，產(chǎn)生深源地震和火山活動。擠壓型大洋大陸大洋大洋大陸大陸39轉換斷層邊界：大洋中脊被錯開；在錯開的洋脊之間，斷層兩盤的運動方向相反，而越過洋脊之后，斷層兩盤的運動方向同步；淺源地震僅發(fā)生在錯開的洋脊之間。大洋中脊的轉換斷層板塊運動與海洋演化：威爾遜旋回威爾遜旋回：巖石圈從大陸破裂、裂谷出現(xiàn)到洋盆形成，再從洋盆俯沖、縮小到閉合的完整過程。其可劃分為6個階段胚胎期、幼年期、成年期、衰退期、殘余期、消亡期1 胚胎期：陸殼破裂，形 成大陸裂谷，如東非大 裂谷2 幼年期：陸殼進一步破裂，熔巖上涌形成洋中脊和狹窄的洋殼盆地，如紅海、亞丁灣。3 成年期：大洋中脊系統(tǒng)的進一步延伸和擴張，形成新的成熟的洋盆，洋盆兩側不發(fā)生俯沖作用如大西洋。大西洋洋底，洋脊擴張4 衰退期：洋脊進一步擴展，洋盆一側或兩側與相鄰大陸開始俯沖消減，洋盆縮小，形成海溝火山島弧陸盆系統(tǒng)。如太平洋。西太平洋陸緣溝-弧-盆體系5 殘余期：洋脊擴張作用減弱，