大地構(gòu)造學(xué)課件-板塊構(gòu)造I

第八章

板塊構(gòu)造第一節(jié)地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)第二節(jié)大陸漂移與海底擴(kuò)張第三節(jié)板塊構(gòu)造的基本原理第四節(jié)板塊活動(dòng)與地質(zhì)作用第五節(jié)板塊構(gòu)造與地槽地臺(tái)的關(guān)系地形-Topography、Relief海－陸平原高原山脈海盆中脊（錯(cuò)斷）島鏈海溝剖面－使我們看得更清楚為什麼會(huì)這樣？

第一節(jié)地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

一、地球內(nèi)部圈層的劃分二、大陸地殼與大洋地殼

一、地球內(nèi)部圈層的劃分劃分依據(jù)

地震波在地球內(nèi)部的傳播特點(diǎn)；

地球內(nèi)部物質(zhì)成分；

地球內(nèi)部物質(zhì)的力學(xué)性質(zhì)；研究固體地球的地球物理手段地震學(xué)重力學(xué)地磁學(xué)地?zé)釋W(xué)技術(shù)手段傳統(tǒng)空間技術(shù)全球震中分布圖全球地震分布有何特點(diǎn)？Why？反射折射散射震相之命名外核－K內(nèi)核－I地面－重復(fù)（注意大小寫(xiě)）內(nèi)層速度大,外層速度小地幔速度大,地(外)核速度小地震射線為什么地震射線是曲線?有兩個(gè)一級(jí)成分不連續(xù)面，即莫霍面和古登堡面，它們將地球分為三大部分，即地殼、地幔和地核。

地殼（A）是指地球最外的一圈，即在地面以下至莫霍面以上的地球表層。

地幔（B、C、D）地?？煞秩龑樱荷系蒯＃˙）、過(guò)渡帶（C）和下地幔（D）。

地核（E、F、G）包括外核、過(guò)渡層、內(nèi)核三部分。1、地球內(nèi)部的成分分層

地殼（A）：

貧鐵、鎂，富氧、硅、鋁和鉀、鈉、鈣；

地幔（B、C、D）：以富鎂、硅、氧為特征；

地核（E、F、G）：

以富鐵為特征；較輕的元素可能為硅、硫等；各圈層化學(xué)成分特征地球內(nèi)部溫度2、地球內(nèi)部的力學(xué)分層根據(jù)強(qiáng)度及變形反應(yīng)方式可分成：

巖石圈；

軟流圈；

中間圈；地核；低速層巖石圈軟流圈巖石圈軟流圈－按力學(xué)性質(zhì)劃分地殼地幔－按巖石種類(lèi)化學(xué)成分劃分巖石圈包含地殼和部分上地幔地球內(nèi)部圈層力學(xué)和流變學(xué)的劃分通常與成分界面不相當(dāng)；巖石圈地球的剛性外殼，包括地殼和上地幔的上部，厚度20－150km，大陸地區(qū)110－150km，大洋盆地70－80km，洋脊裂谷20－50km。軟流圈巖石圈以下的弱流變區(qū)，下界一般認(rèn)為不超過(guò)400km，頂部約有100km的地震低速帶。具強(qiáng)度小，粘度低，塑性較高的特點(diǎn)，有局部熔融，易于蠕動(dòng)變形。巖石圈板塊因軟流圈的存在而能運(yùn)動(dòng)。中間圈地幔的其余部分，厚度大與2000km，強(qiáng)度大，不易變形。地核與成分分界相當(dāng)，對(duì)其力學(xué)性質(zhì)知之甚少。二、大陸地殼與大洋地殼

上殼層：10-20Km厚，縱波速5.5-6.3km/s，平均成份接近花崗閃長(zhǎng)巖；

中殼層：成份與上地殼相似，但具不同物理狀態(tài)，層內(nèi)有低速層，易于塑性流動(dòng)；中、上殼層俗稱(chēng)硅鋁層；

下殼層：其上部組分偏中性，下部含較多基性、超基性巖，俗稱(chēng)玄武質(zhì)層或硅鎂層；

地殼平均成份接近于中性火成巖（安山巖）；1、陸殼的結(jié)構(gòu)和組分特征

第一層：縱波速1.5-3.0km/s，為深洋區(qū)沉積物（深海紅粘土、硅質(zhì)、鈣質(zhì)軟泥等），厚度從中脊頂部（常極薄或缺失）向洋盆邊緣增厚（可達(dá)1-2km）；

第二層：縱波速4.5-5.5km/s，平均厚度約1.7km；上部為夾有深海沉積物的枕狀熔巖、玻璃質(zhì)碎屑巖，低鉀的大洋拉斑玄武巖；向下沉積巖夾層減少以至消失，變?yōu)檩x綠巖巖墻、巖床；底部為席狀巖墻群；第三層：縱波速6.7-7.0km/s，平均厚約5km，構(gòu)成洋殼的主體，成份為輝長(zhǎng)巖、角閃巖、橄欖巖等；2、洋殼的結(jié)構(gòu)與組分特征介于陸殼與洋殼之間，包括陸坡、陸隆、島弧、邊緣海和部分大洋島嶼；厚度15-30km，其分層特點(diǎn)類(lèi)似于陸殼，上殼層為花崗質(zhì)，下殼層為玄武質(zhì)；有時(shí)稱(chēng)準(zhǔn)陸殼或準(zhǔn)洋殼；3、過(guò)渡殼第二節(jié)大陸漂移和海底擴(kuò)張一、大陸漂移學(xué)說(shuō)的基本內(nèi)容二、大陸漂移的證據(jù)三、大陸漂移學(xué)說(shuō)的衰落四、地質(zhì)調(diào)查的新發(fā)現(xiàn)五、海底擴(kuò)張學(xué)說(shuō)要點(diǎn)六、海底擴(kuò)張學(xué)說(shuō)的驗(yàn)證

主張地球表層存在大規(guī)模水平運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)論觀點(diǎn)，首先是以大陸漂移的形式公布于世。

簡(jiǎn)樸的大陸漂移見(jiàn)解可一直追溯到幾個(gè)世紀(jì)以前；法國(guó)學(xué)者納德（A.Snider，1858）、美國(guó)地質(zhì)學(xué)家泰勒（F.B.Taylor，1910）等曾論證過(guò)大陸漂移；不過(guò)一般公認(rèn)德國(guó)氣象學(xué)家和極地探險(xiǎn)家魏格納（1915）是大陸漂移的創(chuàng)始人。一、大陸漂移說(shuō)的基本內(nèi)容魏格納假設(shè)地球上所有的大陸在中生代以前（180Ma）曾是一統(tǒng)一的巨大陸，稱(chēng)為聯(lián)合古陸或泛大陸（Pangaea），中生代以來(lái)，聯(lián)合古陸分裂，它的碎片—即現(xiàn)代的各大陸逐漸漂移到目前所處的位置上。由于大陸原來(lái)是一大塊，所以以前根本不存在大西洋、印度洋，而只有圍繞泛大陸的廣闊海洋－泛大洋（古太平洋），以后大陸分離，形成大西洋和印度洋，泛大洋收縮而形成現(xiàn)今的太平洋。較輕的硅鋁質(zhì)大陸就象大冰山一樣沉浮在較重的硅鎂質(zhì)巖漿里，大陸就在硅鎂層上漂移，當(dāng)大陸漂移時(shí)，前方的洋底被大陸所掩蓋，后方的硅鎂層洋底不斷地露出來(lái)。大陸漂移的驅(qū)動(dòng)力是與地球自轉(zhuǎn)有關(guān)的兩種力：向西漂移的力（來(lái)自日月引力產(chǎn)生的潮汐摩擦力）和指向赤道的離極力。二、大陸漂移的證據(jù)

1、海岸線形狀

2、地質(zhì)構(gòu)造方面的證據(jù)

3、古生物的證據(jù)

4、古冰川證據(jù)

5、其它方面證據(jù)1、海岸線的形狀2、構(gòu)造、地層、巖石學(xué)等方面的證據(jù)

構(gòu)造方面：北美洲紐芬蘭一帶褶皺山系與西北歐斯堪的納維亞半島的褶皺山系同屬于早古生代加里東褶皺帶；

美國(guó)東部阿巴拉契亞山的海西褶皺帶向東北可延至英國(guó)西南部和中歐一帶；

地層方面：北美東部和西歐都分布有古生代紅砂巖；

巖石學(xué)方面：非洲西部古老巖石分布區(qū)（老于20億年）可與巴西相近地質(zhì)年齡巖石分布區(qū)相銜接；3、古生物化石方面的證據(jù)

目前遠(yuǎn)隔重洋的一些大陸的生物面貌有密切親緣關(guān)系；例如：中龍：營(yíng)淡水生活的小型水生爬行類(lèi)；既見(jiàn)于巴西C-P淡水湖相地層中，也出現(xiàn)于南非的石炭—二疊系的同類(lèi)地層中，且迄今為止也只見(jiàn)于這兩個(gè)區(qū)域；古生物證據(jù)4、古冰川方面的證據(jù)

距今3億年前的晚古生代，在南美洲、非洲南部和中部、印度、澳大利亞、南極洲都有廣泛的冰川作用；非洲南部和中部、印度、澳大利亞等目前處于熱帶或溫帶；

南美、印度、澳大利亞的古冰川遺跡反映冰川的運(yùn)動(dòng)方向是從岸外向著內(nèi)陸，反映古冰川不是源于本地；5、其它方面的證據(jù)古氣候方面：用蒸發(fā)鹽、珊瑚礁、紅層等古氣候標(biāo)志來(lái)推斷它們形成時(shí)所處的古緯度；三、大陸漂移說(shuō)的衰落

大陸漂移的問(wèn)世，在國(guó)際地學(xué)界掀起了軒然大波，一些人熱烈贊同、深入探討，一些人激烈反對(duì)，斥位謬論。自此以后，活動(dòng)論和固定論逐漸出現(xiàn)了兩軍對(duì)壘、激烈論戰(zhàn)的局面。

魏格納大陸漂移說(shuō)的根本弱點(diǎn)，在于大陸漂移的機(jī)制方面。當(dāng)時(shí)以英國(guó)著名學(xué)者杰弗里斯（Jefferys，1924）為首的一大批地球物理學(xué)家堅(jiān)決反對(duì)大陸漂移說(shuō)，他們斷言，洋底是堅(jiān)硬的，大陸象船一樣航行在洋底或硅鎂層之上是根本不可能的，同時(shí)離極力太小，不足以推動(dòng)深厚龐大的陸塊。就這樣，當(dāng)時(shí)的許多地球科學(xué)家抓住了大陸漂移說(shuō)的某些缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，結(jié)果把合理的內(nèi)核也拋棄掉了。當(dāng)1930年魏格納在格陵蘭探險(xiǎn)遇難后，所創(chuàng)立的大陸漂移說(shuō)也隨著衰落了。后來(lái)古地磁研究決定性地推動(dòng)了大陸漂移說(shuō)，包括大陸之間的相對(duì)唯一的確定（磁極移曲線）和古大陸重建（不同時(shí)期的古大陸重建圖），并用新的理論來(lái)解釋大陸漂移的機(jī)制。四、地質(zhì)調(diào)查的新發(fā)現(xiàn)1、洋底地形的新發(fā)現(xiàn)

20世紀(jì)50年代洋底地貌探測(cè)結(jié)果表明，洋底并非為過(guò)去人們所想象的那樣是簡(jiǎn)單的深海盆地，而是和陸地一樣高低不平，而且存在三種特殊類(lèi)型的地形；（1）在大洋中發(fā)現(xiàn)了綿延很長(zhǎng)的海嶺系統(tǒng)（中脊、中?。?guī)模比陸地上的任何山脈都要巨大；大西洋洋底地形圖太平洋洋底地形圖全球洋中脊分布圖大洋海嶺系統(tǒng)大洋中脊上通常有一狹窄裂谷，有活火山（如冰島）、

淺源地震，表明正在活動(dòng)；（2）洋底另一醒目的地貌形態(tài)就是海溝及其附近的島弧，組成弧－溝體系；（3）洋底存在一系列的平頂火山；大西洋洋底地形圖2、陸殼和洋殼厚度、結(jié)構(gòu)存在很大的差異；3、貝尼奧夫帶的發(fā)現(xiàn)

1954年貝尼奧夫（美）根據(jù)環(huán)太平洋震源深度從大洋向大陸方向有規(guī)律地增大的現(xiàn)象，提出海溝下面存在一向大陸傾斜的地震帶，即貝尼奧夫帶，這意味著大陸和大洋之間存在著相互運(yùn)動(dòng)。4、大陸之間存在相對(duì)位移

1956年，Runcorn根據(jù)磁極移曲線，發(fā)現(xiàn)歐洲和北美在地史時(shí)期存在大規(guī)模的相對(duì)位移；五、海底擴(kuò)張學(xué)說(shuō)要點(diǎn)

新發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象用傳統(tǒng)的地質(zhì)理論無(wú)法理解。到六十年代初，Hess（1961）和Dietz（1962）重新提出了對(duì)大陸漂移這一活動(dòng)論思想的再認(rèn)識(shí)，提出了海底擴(kuò)張的假說(shuō)。用動(dòng)畫(huà)來(lái)說(shuō)明海底擴(kuò)張的基本理論。他們認(rèn)為上述互不相關(guān)的發(fā)現(xiàn)可以用海底擴(kuò)張和地幔對(duì)流來(lái)統(tǒng)一闡述，在《大洋盆地的歷史》這一論文中闡述了這一新的理論。

海底擴(kuò)張學(xué)說(shuō)要點(diǎn)

大洋中脊（或中?。┦堑蒯?duì)流物質(zhì)上升、不斷形成新洋殼的地帶，洋殼在中脊連續(xù)產(chǎn)生而把大陸向兩側(cè)推開(kāi)；

在地球體積基本不變的假定條件下，必須有一部分洋殼在地表的另一地區(qū)等速銷(xiāo)毀（？），洋殼就在貝尼奧夫帶重新插入地幔；

根據(jù)有關(guān)證據(jù)，海底擴(kuò)張的速度為2cm／a，這就意味著占地球表面積2／3的大洋殼是在地球歷史5％的時(shí)間內(nèi)（2億年）內(nèi)形成的，即大洋是年青而短命的；另一方面，大陸盡管永遠(yuǎn)存在，但卻只是被動(dòng)地被拉開(kāi)、合攏或彼此滑移（？），各大陸仿佛坐在傳送帶上，在對(duì)流層上慢慢移動(dòng)；

海底擴(kuò)張最主要的動(dòng)力是地幔物質(zhì)的對(duì)流；六、海底擴(kuò)張學(xué)說(shuō)的驗(yàn)證

海底擴(kuò)張學(xué)說(shuō)（1961-1962年）提出以后，進(jìn)一步的實(shí)踐顯示出這一學(xué)說(shuō)強(qiáng)大的生命力。一系列的新發(fā)現(xiàn)和海底擴(kuò)張理論所預(yù)測(cè)的相符。對(duì)海底擴(kuò)張說(shuō)的驗(yàn)證最主要的可以概括為以下兩個(gè)方面：

1、洋底磁異常條帶

2、洋底沉積物、洋殼年齡以及熱流量變化的相關(guān)性

Manson首先在東太平洋發(fā)現(xiàn)磁異常條帶，一直沒(méi)有得到很好的解釋。Vine和Matthews（1963年）把磁異常條帶和海底擴(kuò)張聯(lián)系起來(lái)，很好地解釋了磁異常條帶的成因，并據(jù)此預(yù)測(cè)了未知區(qū)域的磁異常條帶，并得到了證實(shí)。這為海底擴(kuò)張理論提供了很充分的證據(jù)；1、洋底磁異常條帶海底磁異常條帶的發(fā)現(xiàn)實(shí)測(cè)磁異常條帶實(shí)例洋底沉積物、洋殼年齡以及熱流量變化的相關(guān)性于

1964年以來(lái)的深海鉆探證實(shí)；

洋底沉積物從中脊向兩側(cè)從無(wú)到有，逐漸加厚；

洋底玄武巖年齡中脊為零，向兩側(cè)逐漸變老，不老于170Ma；中脊是新產(chǎn)生洋殼的地方，熱流值最高，隨著兩側(cè)逐漸降低；2、洋底沉積物、洋殼年齡以及熱流量變化的相關(guān)性第三節(jié)板塊構(gòu)造的基本原理一、板塊構(gòu)造理論的要點(diǎn)二、板塊的劃分三、板塊的邊界類(lèi)型四、轉(zhuǎn)換斷層五、大洋中脊與板塊的擴(kuò)張六、貝尼奧夫帶與板塊的俯沖七、板塊的運(yùn)動(dòng)八、大洋的演化九、熱點(diǎn)—地幔柱假說(shuō)十、板塊的驅(qū)動(dòng)機(jī)制十一、地體構(gòu)造一、板塊構(gòu)造理論要點(diǎn)

1、固體地球的上層在垂向上可劃分為物理性質(zhì)截然不同的兩個(gè)圈層：

上部的剛性巖石圈；

下墊的塑性軟流圈；2、巖石圈并非渾然一體，而是由為數(shù)不多的剛性板塊組成，彼此鑲嵌排列，其邊界有三種類(lèi)型；各巖石圈板塊以每年若干厘米速度相對(duì)移動(dòng)；

地殼變形是板塊相互運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，變形性質(zhì)與板塊的邊界類(lèi)型有關(guān)；3、板塊沿地球表面大規(guī)模的水平運(yùn)動(dòng)符合歐拉幾何學(xué)原理，可以用繞某一選定軸的簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)描述；在全球范圍內(nèi)，新板塊的增生和舊板塊的消亡總體上應(yīng)是相互補(bǔ)償?shù)模?、巖石圈板塊運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力來(lái)自地球內(nèi)部，最可能的一種機(jī)制是地幔對(duì)流；二、板塊的劃分“板塊”這一術(shù)語(yǔ)，系1965年Wilson在論述轉(zhuǎn)換斷層時(shí)首先提出的。整個(gè)地球的表殼（巖石圈）并不是一個(gè)連續(xù)完整的圈層，它被首尾相接的活動(dòng)帶（洋中脊、海溝和轉(zhuǎn)換斷層）分割成大小不一的塊體，叫做巖石圈板塊，簡(jiǎn)稱(chēng)板塊。

全球的地震帶是板塊邊界的相對(duì)運(yùn)動(dòng)造成的，這樣全球各地震帶相互交接、首尾相連，它們把巖石圈劃分為若干內(nèi)部地震較弱的板塊。加拉帕戈斯海嶺智利海嶺南桑德韋奇群島西印度群島亞速爾群島環(huán)太平洋（80%）；阿爾卑斯——喜馬拉雅（10%）；大洋中脊、轉(zhuǎn)換斷層（5%）；1、六大板塊方案

盡管在小板塊的劃分上尚有爭(zhēng)議，然而全球現(xiàn)今的主要板塊分布的基本輪廓是清楚的。法國(guó)地球物理學(xué)家勒皮雄（X.LePichon，1968）將全球現(xiàn)今巖石圈劃分為六大板塊；2、十二板塊方案較流行的還有十二板塊的劃分方案。另外，大陸內(nèi)部大型板塊的邊界上往往還鑲嵌有眾多的小板塊；1-拉張邊界2-擠壓邊界3-滑動(dòng)邊界4-推測(cè)的小板塊邊界5-各板塊相對(duì)于歐亞板塊的運(yùn)動(dòng)方向黑—黑海板塊里—里海板塊愛(ài)—愛(ài)琴海板塊土—土耳其板塊伊—伊朗板塊盧—盧特板塊阿—阿富汗板塊全球地震帶勾畫(huà)出了板塊的輪廓，這些地震帶又相當(dāng)于大洋中脊、轉(zhuǎn)換斷層、海溝及年青的造山帶。從板塊的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式看，可將板塊邊界劃分為三種基本類(lèi)型：

1、分離型邊界相當(dāng)于大洋中脊軸部，兩側(cè)板塊相對(duì)離開(kāi)；

2、匯聚型邊界相當(dāng)于海溝及年青的造山帶，兩側(cè)板塊相對(duì)而行，可進(jìn)一步劃分為俯沖邊界和碰撞邊界兩種亞型；

3、轉(zhuǎn)換型邊界相當(dāng)于轉(zhuǎn)換斷層，兩側(cè)板塊相互滑過(guò)，既沒(méi)有板塊的生長(zhǎng)，也沒(méi)有板塊的破壞；三、板塊的邊界類(lèi)型四、轉(zhuǎn)換斷層大洋中脊被一系列橫向斷裂帶切割，其間距約50－300公里。這種斷裂帶大多與中脊軸線相垂直，看上去很象在后期把中脊錯(cuò)開(kāi)的平移斷層。然而，Wilson（1965）指出，這不是一般的平移斷層，而是一種特殊的斷層，他稱(chēng)之為轉(zhuǎn)換斷層，并認(rèn)為轉(zhuǎn)換斷層是那種位移突然終止或者改變形式和方向的平移斷層；1、轉(zhuǎn)換斷層的特點(diǎn)（與普通平移斷層相比）

斷層兩側(cè)的兩段中脊之間的距離并不加大；

相互錯(cuò)動(dòng)只發(fā)生在兩段中脊之間的那一段上；

錯(cuò)動(dòng)突然終止；

斷層所預(yù)期的錯(cuò)動(dòng)方向與平移斷層相反；

是切穿整個(gè)巖石圈的深斷裂；2、轉(zhuǎn)換斷層的地貌特征橫切中脊軸，平直；沿轉(zhuǎn)換斷層發(fā)育陡壁和槽谷；

除了洋脊－洋脊型轉(zhuǎn)換斷層外，還有連接洋脊和海溝、海溝和海溝的轉(zhuǎn)換斷層。威爾遜提出了六種轉(zhuǎn)換斷層類(lèi)型：

a，洋脊－洋脊型

b，洋脊－凹弧型

c，洋脊－凸弧型

d，凹?。蓟⌒?/p>

e，凹弧－凸弧型

f，凸?。够⌒?/p>

3、轉(zhuǎn)換斷層的類(lèi)型TibetTianShanTarimIndia4、轉(zhuǎn)換斷層的形成機(jī)制迪茨認(rèn)為，其形成與不同地段洋中脊的擴(kuò)張速率不同（？）有關(guān)；威爾遜強(qiáng)調(diào)，大洋張開(kāi)之前，大陸上存在斷層或脆弱帶；其它原因？橫推斷層（變換帶或調(diào)節(jié)帶，transferzone）在橫向上調(diào)節(jié)沖斷層帶或鏟式正斷層位移量的不一致，以達(dá)到構(gòu)造上的平衡；兩個(gè)側(cè)列逆沖斷層之間的傳遞帶(據(jù)Dashlstrom,1970)構(gòu)造變換帶（傳遞斷層）

大洋中脊是大洋巖石圈板塊生成和擴(kuò)張的地方，在大洋板塊生成和擴(kuò)張的過(guò)程中，洋中脊具有獨(dú)特的地球物理場(chǎng)（重力異常、熱流值），另外大洋巖石圈的厚度，海水的深度，沉積物的厚度都將發(fā)生變化。五、大洋中脊與板塊的擴(kuò)張中脊軸部布格異常約＋130—200毫伽，明顯低于兩側(cè)洋盆區(qū)（后者達(dá)＋400毫伽），反映中脊軸部以下，必定存在低密度的層次；1、中脊的重力異常重力等位（勢(shì)）面；大地水準(zhǔn)面；

參考橢球；

自由空氣（空間）異常（高程校正，自由空氣校正）；布格異常（中間層校正，布格校正）；

重力均衡異常（補(bǔ)償校正，中間層校正）；1、中脊的重力異常2、中脊的熱流

中脊軸部是熔融地幔物質(zhì)上涌形成新洋殼的地方，洋底數(shù)公里以下便是灼熱的軟流圈，這里地溫梯度很大，熱流值也非常高，愈向兩側(cè)，地溫梯度和熱流值均逐漸減小。理論計(jì)算表明，洋底的熱流值與洋底的年齡成反比。薩拉哈琴（1979）得出：

t0為中脊形成的年代（約1Ma）；

t為洋底的年齡，單位為Ma；

q單位為HFU；熱傳導(dǎo)3、大洋巖石圈厚度的變化巖石圈的厚度取決于地幔物質(zhì)在哪一個(gè)深度上出現(xiàn)初始熔融。巖石圈形成之后經(jīng)歷的時(shí)間越長(zhǎng)，即冷卻的時(shí)間越長(zhǎng)，軟流圈頂部充填于晶粒間的玄武巖熔體將越來(lái)越多地結(jié)晶成固體，從而使巖石圈不斷加厚。這樣大洋巖石圈隨著年齡變老，熱流值不斷降低，巖石圈的厚度逐漸增大。理論計(jì)算表明，洋底巖石圈厚度的變化，與其年齡的平方根成正比。這已被實(shí)際資料所證實(shí)。

1975年，吉井得出了大洋巖石圈厚度與年齡的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系Hl以公里為單位，t以Ma為單位。

洋底水深隨年齡增加而增大；

快速擴(kuò)張脊（北太平洋、部分南太平洋、東南印度洋半擴(kuò)張速率>3cm/a）峰頂?shù)钠骄?732米；（？？）

慢速擴(kuò)張脊（其余海區(qū)半擴(kuò)張速率<3cm/a）峰頂?shù)钠骄?563米；4、洋底水深與擴(kuò)張速率⊿h=0.35（t）1/2=0.11（L/V）1/2

⊿h—某一點(diǎn)洋底水深的增大，km；

t—該點(diǎn)的洋底年齡，Ma；

L—該點(diǎn)距中脊軸的距離，km；

V—中脊處的擴(kuò)張半速率，cm/a；

洋底水深的增大與海底擴(kuò)張速率有關(guān)；

擴(kuò)張速率大，冷卻沉陷時(shí)間短，水深增加的?。?/p>

擴(kuò)張速率小，冷卻沉陷時(shí)間長(zhǎng)，水深增加的大；

擴(kuò)張較慢的中脊（大西洋中脊）兩坡較陡；

快速擴(kuò)張的中脊（東太平洋海?。﹥善螺^緩；擴(kuò)張較慢的中脊有裂谷發(fā)育，地形切割強(qiáng)烈；快速擴(kuò)張的中脊大多缺失中央裂谷，地形分割性弱；《地球動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)》近年來(lái)借助于潛水艇觀測(cè)洋中脊的火山噴發(fā)使人類(lèi)對(duì)地球有了新的認(rèn)識(shí)。如沿洋中脊觀測(cè)到的所謂黑煙囪以及周?chē)纳锶郝涫谷祟?lèi)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)了發(fā)生在洋底的物質(zhì)交換和生命起源的復(fù)雜性和可能的非單一性。

通常稱(chēng)都分熔融的地幔為耗散地幔，耗散地幔的厚度取決于部分熔融的程度。如果20％的玄武巖部分熔化定義為部分熔融，洋中脊對(duì)應(yīng)的海洋地殼下部耗散地幔的厚度約為25km。5、海底擴(kuò)張與海平面變動(dòng)海平面的高低取決于海水的體積和洋盆的容積；

大洋中脊的形成和消失，對(duì)大洋盆地的容積有顯著影響，進(jìn)而影響到海平面的變化；洋中脊體積的增加導(dǎo)致洋盆容積減小，海水被擠出洋盆，涌向陸地，造成海進(jìn)；

海底擴(kuò)張加快可形成寬緩龐大的洋中脊，導(dǎo)致海進(jìn)，K晚期全球性大海進(jìn)（大陸架面積增加一倍），可能與此有關(guān)；中脊體積變化所引起的海平面升降（改變的是洋盆容積）的速率約1cm/ka，較冰川型（改變的是海水的量）海平面升降（約1cm/a）慢2—3個(gè)數(shù)量級(jí)；但影響的絕對(duì)量很大；

5000km長(zhǎng)、2000km寬、3km高的洋中脊的形成，使海平面上升40m；

6、平頂海山、珊瑚礁、大洋沉積物與洋底的沉降

在條件適宜的熱帶、亞熱帶海域，火山島上生長(zhǎng)珊瑚礁；當(dāng)火山島隨板塊擴(kuò)張而沉沒(méi)時(shí)，珊瑚礁追隨海平面相對(duì)上升向上生長(zhǎng)，并力圖保持它所適應(yīng)的淺水環(huán)境，其生長(zhǎng)速度大致與基底的沉降速度相當(dāng)，最后可在深深沉沒(méi)的火山島之上形成厚逾千米的珊瑚礁體；

水深較小的鈣質(zhì)沉積物被較深水的沉積物（硅質(zhì)沉積或深海紅粘土）所覆蓋，實(shí)際上是洋底邊擴(kuò)張、邊沉降的反應(yīng)

（？？）；六、貝尼奧夫帶與板塊的俯沖1、貝尼奧夫帶環(huán)太平洋地震帶是全球最強(qiáng)烈的地震帶。震源深度通?？垦髠?cè)較淺，靠陸側(cè)較深，構(gòu)成一個(gè)傾斜的地震帶稱(chēng)貝尼奧夫帶。早在二十世紀(jì)三十年代，日本學(xué)者和達(dá)清夫首先發(fā)現(xiàn)這一傾斜的地震帶。五十年代，美國(guó)地震學(xué)家貝尼奧夫把它當(dāng)作大陸地塊與大洋地塊之間的巨型逆斷層帶；六十年代人們?cè)谘芯垦蟮讕r石圈的俯沖消亡作用時(shí)，貝尼奧夫帶很自然地被當(dāng)作板塊的俯沖帶，這一傾斜的震源帶標(biāo)出了板塊俯沖的痕跡。深源地震－

貝尼奧夫帶（1）

貝尼奧夫帶總與洋緣的海溝相伴隨，除分布在太平洋周邊地區(qū)外，也見(jiàn)于印度洋東北的爪哇海溝，大西洋的波多黎各海溝、南桑德韋奇海溝等；（2）貝尼奧夫帶的長(zhǎng)度、最大深度和傾角在各地不盡相同；島弧下的貝尼奧夫帶較陡，大多超過(guò)45o，

陸緣弧下的貝尼奧夫帶比較平緩，通常不超過(guò)30o；（3）貝尼奧夫帶的長(zhǎng)度和傾角與板塊俯沖速度（為板塊匯聚的水平分速度與在自重作用下的垂向運(yùn)動(dòng)速度的合成）有關(guān)，俯沖速度越大，貝尼奧夫帶越長(zhǎng)，傾角越小；貝尼奧夫帶的主要特點(diǎn)加拉帕戈斯海嶺智利海嶺南桑德韋奇群島西印度群島亞速爾群島環(huán)太平洋（80%）；阿爾卑斯——喜馬拉雅（10%）；大洋中脊、轉(zhuǎn)換斷層（5%）；俯沖角度俯沖類(lèi)型從側(cè)面是否可以證明：

板塊俯沖的動(dòng)力可能更主要來(lái)自洋中脊的推力；

（？？）

海溝洋側(cè)斜坡：大洋板塊俯沖下彎，表層伸展；

海溝陸側(cè)斜坡前部：為淺源地震主要分布區(qū)，擠壓軸近水平或微向島弧下傾斜；

中深源地震震源完全處于剛性的俯沖板塊中，俯沖板塊表面溫度隨深度增加而升高，從而震源可能位于下行板塊的上半部；

發(fā)生在下行板塊內(nèi)的地震，應(yīng)力方向總是平行于下行板塊的傾斜方向，可以是主張（重力拖拉占優(yōu)勢(shì)）或主壓應(yīng)力（周?chē)蒯Ｗ枇φ純?yōu)勢(shì)）；近年來(lái)，在一些海底下，發(fā)現(xiàn)另有一列較弱的地震帶，其傾向與貝尼奧夫帶相反，長(zhǎng)度也比較有限。有人推測(cè)這種震源帶與大洋板塊向下俯沖彎曲導(dǎo)致板塊斷裂有關(guān)，故該震源帶的長(zhǎng)度不超過(guò)板塊的厚度（約85km）。2、板塊俯沖的證據(jù)貝尼奧夫帶活躍的地震活動(dòng)，是剛性板塊俯沖下傾的重要證據(jù)；貝尼奧夫帶所在的那一層中，具有很高的Q值，這是俯沖作用的又一重要證據(jù)；許多海溝的島弧一側(cè)或大陸一側(cè)的斜坡內(nèi)，發(fā)現(xiàn)了復(fù)雜的疊瓦逆沖構(gòu)造，證明存在強(qiáng)烈擠壓逆沖作用；地震剖面上，有些海溝洋側(cè)之下代表大洋基底的強(qiáng)反射面逐漸傾伏于海溝陸側(cè)之下；

海溝地形和明顯的負(fù)重力異常的存在，表明俯沖作用仍在持續(xù)；板塊的俯沖，亦是板塊擴(kuò)張的補(bǔ)償所要求的；是地球表面地形高差最大的地帶，也是全球海洋深度最大的地帶；造成了地球上最強(qiáng)烈的地震帶；出現(xiàn)了地球上最劇烈的火山帶；出現(xiàn)了地球上最大的負(fù)重力異常，地殼的均衡狀態(tài)被劇烈破壞；是熱流值變化最顯著的地帶，海溝處熱流為1HFU，而附近的活火山或弧后區(qū)，陡增至2－3HFU；產(chǎn)生強(qiáng)烈的區(qū)域變質(zhì)作用（溫度、壓力），形成雙變質(zhì)帶；

3、板塊俯沖的某些后果火山成因

Volcanoes

巖漿產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)—熔融，即固態(tài)物質(zhì)向液態(tài)轉(zhuǎn)變；

熔融的原因或條件：巖石所處環(huán)境溫度升高或壓力降低；

當(dāng)物質(zhì)系統(tǒng)中富含揮發(fā)組分時(shí)熔融更易實(shí)現(xiàn)；

板塊運(yùn)動(dòng)的核心是海底擴(kuò)張。巖石圈板塊從中脊軸部向兩側(cè)不斷擴(kuò)張推移，在海溝處俯沖潛沒(méi)，頗如一巨大的傳送帶。海底擴(kuò)張和大陸漂移可以用板塊運(yùn)動(dòng)的形式表達(dá)出來(lái)。七、板塊的運(yùn)動(dòng)

描繪板塊運(yùn)動(dòng)時(shí)，通常認(rèn)為板塊具有剛性，表現(xiàn)在：

巖石圈底面溫度不超過(guò)地幔物質(zhì)的固相線溫度，從而巖石圈板塊基本上由固體巖石組成；

地震波（橫波）波速向下增大，反映巖石圈具有一定強(qiáng)度和彈性；

洋底沉積物未受明顯變形，形變（地震）主要發(fā)生在板塊邊緣；

大陸拼接非常理想，指示板塊在運(yùn)動(dòng)中很少變形；

板塊能在很長(zhǎng)距離內(nèi)傳遞應(yīng)力，其內(nèi)部并不發(fā)生顯著的塑性形變；

1、關(guān)于板塊的剛性

認(rèn)為巖石圈板塊具有絕對(duì)的剛性是不合適的；碰撞帶大規(guī)模的褶皺變形、內(nèi)陸地震、構(gòu)造活動(dòng)和火山作用等；

在巖石圈內(nèi)部存在一些局部的層間滑動(dòng)面，如莫霍面、康拉德面、沉積層基底界面、沉積層內(nèi)部的蒸發(fā)巖層或泥質(zhì)巖層的頂面等；地球物理探測(cè)資料表明，有些地區(qū)在巖石圈或地殼內(nèi)部存在地震波低速層（低阻、高導(dǎo)層），一些低速層可能處于部分熔融狀態(tài)，有的可能與水或揮發(fā)組分的聚集有關(guān)，如橄欖巖在水的參與下發(fā)生蛇紋石化，使巖石獲得一定的塑性；

低速層為近水平的層間滑移提供了潛在的滑動(dòng)面，脆硬的巖石圈或地殼上層可以沿這些較熱、較軟的層次拆離開(kāi)，形成薄的巖石圈板片或地殼板片，并發(fā)生滑移；1、關(guān)于板塊的剛性

沿著淺部層位的滑動(dòng)與板塊沿軟流圈頂面的運(yùn)動(dòng)有著根本的區(qū)別；前者涉及的地區(qū)有限，運(yùn)動(dòng)幅度不大，后者由于巖石圈和軟流圈粘度的顯著差別及軟流圈中可能存在大規(guī)模的對(duì)流，從而其運(yùn)動(dòng)往往具有大區(qū)域或全球性質(zhì)；

從全球角度考察大板塊運(yùn)動(dòng)時(shí)，近似當(dāng)作剛性處理是可行的，因?yàn)榕c板塊的長(zhǎng)距離運(yùn)動(dòng)及板塊邊界的大規(guī)模變形相比，板塊內(nèi)部的形變相對(duì)小很多；1、關(guān)于板塊的剛性2、板塊的擴(kuò)張?jiān)錾c壓縮消亡之間的補(bǔ)償

地球膨脹說(shuō)（半徑增大、不同方向半徑的差）；地球收縮說(shuō)（全球性裂谷系的發(fā)現(xiàn)）；

沿著大洋中脊軸部，地幔物質(zhì)上涌形成新的巖石圈，巖石圈通過(guò)俯沖消減來(lái)維持平衡；每年新生巖石圈2平方公里，每年也有2平方公里的巖石圈被俯沖銷(xiāo)毀；

如果把板塊當(dāng)作剛體來(lái)處理，而且地球半徑不變，那么，板塊的運(yùn)動(dòng)嚴(yán)格遵守球面運(yùn)動(dòng)的歐拉定律；（1）歐拉定律

1776年，瑞士數(shù)學(xué)家歐拉（E.Euler）指出，一個(gè)剛體沿半徑不變的球面的運(yùn)動(dòng)，必定是環(huán)繞通過(guò)球心的軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在球體表面，任何一點(diǎn)的移動(dòng)都不是沿著直線，而是弧線；如果這種移動(dòng)表現(xiàn)為復(fù)雜的曲線形式，那么它的移動(dòng)軌跡將有許多圓弧小段組成。板塊的運(yùn)動(dòng)遵循歐拉定律。3、板塊沿球面的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸、旋轉(zhuǎn)極（歐勒極）、旋轉(zhuǎn)赤道（擴(kuò)張赤道）、歐勒緯線、歐勒經(jīng)線

板塊的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)主要由板塊的旋轉(zhuǎn)軸的位置和旋轉(zhuǎn)角速度來(lái)確定。

轉(zhuǎn)換斷層標(biāo)識(shí)出歐拉緯線的走向，沿球面作這些緯線的垂線即可得出歐拉經(jīng)線，歐拉經(jīng)線交點(diǎn)的位置，就是旋轉(zhuǎn)極的位置，為此可以求出兩板塊相對(duì)運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)極（右圖）。

注意轉(zhuǎn)換斷層是不是純剪切滑動(dòng)；（兼有拉或壓；陸上轉(zhuǎn)換斷層承襲古老斷裂發(fā)育；）（2）求旋轉(zhuǎn)極

只要已知板塊上任何一點(diǎn)的線速度值，同時(shí)求出該點(diǎn)的歐拉緯度，便可求出旋轉(zhuǎn)角速度：式中：為角速度（單位：度／年）；

V是線速度（厘米／年）；

R是地球半徑，單位厘米；為歐拉緯度；

0.0175—由弧度/秒換算成度/秒的系數(shù)；（3）求旋轉(zhuǎn)角速度為檢驗(yàn)板塊繞極的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，勒皮雄以板塊旋轉(zhuǎn)極為投影極，作了一系列墨卡托投影圖。在這種圖上，經(jīng)線和緯線相互垂直，都是直線；

測(cè)定板塊相對(duì)運(yùn)動(dòng)線速度的方法，主要由以下幾種：瓦因－馬修斯法：磁異常條帶的寬度和該條帶時(shí)間跨度的比值；地形法洋底水深的變化是洋底年齡的函數(shù)，據(jù)此可以從洋底水深的變化或中脊兩翼的坡度求板塊的擴(kuò)張速度；貝尼奧夫帶長(zhǎng)度法貝尼奧夫帶長(zhǎng)度與板塊的俯沖速度成正比，根據(jù)貝尼奧夫帶的長(zhǎng)度來(lái)估算俯沖的速度；大地測(cè)量法：激光測(cè)距、GPS測(cè)距；4、板塊相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的測(cè)定板塊運(yùn)動(dòng)（空間大地測(cè)量）

在板塊的分布圖上，常可見(jiàn)到三條板塊邊界相交于一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)與三個(gè)板塊相鄰接，叫做板塊的三聯(lián)結(jié)合點(diǎn)（活三聯(lián)點(diǎn)）；

5、板塊的三聯(lián)結(jié)合點(diǎn)

任何一對(duì)板塊間的邊界總是以三聯(lián)點(diǎn)作為端點(diǎn)；

三聯(lián)點(diǎn)所鄰接的三個(gè)板塊的運(yùn)動(dòng)，是嚴(yán)格地彼此關(guān)聯(lián)的；

與三聯(lián)點(diǎn)相接的板塊邊界，可以是分離型、會(huì)聚型或轉(zhuǎn)換型邊界；理論上這三類(lèi)邊界可組合成十六種不同的三聯(lián)點(diǎn)；如以R代表裂谷，T代表海溝，F(xiàn)代表轉(zhuǎn)換斷層，則

RRR型代表裂谷－裂谷－裂谷型的三聯(lián)點(diǎn)，RFT代表裂谷－海溝－轉(zhuǎn)換斷層型三聯(lián)點(diǎn)，余類(lèi)推。

RRR型分布最廣，如印度洋中脊三條分支的交點(diǎn)，是非洲板塊、印度板塊和南極洲板塊之間的RRR型三聯(lián)點(diǎn)；三聯(lián)結(jié)合點(diǎn)的特點(diǎn)B三聯(lián)點(diǎn)位置的遷移

1968年以來(lái)，勒皮雄（1968）、摩根（1971）、明斯特（Minsteretal.，1974）等定量地描繪了全球各主要板塊間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，第一次定量地描述了地球表層運(yùn)動(dòng)的全球圖像；巨大的太平洋板塊朝西北，向西緣和北緣的俯沖帶推移，會(huì)聚速度在湯加海溝北部至日本海溝一帶達(dá)到最大，可達(dá)9cm/a，向南和向北均遞減；6、現(xiàn)代板塊運(yùn)動(dòng)的全球圖式

阿爾卑斯－喜馬拉雅造山帶是另一巨型會(huì)聚型邊界，直布羅陀地區(qū)歐亞板塊與非洲板塊會(huì)聚的速度僅為

0.5cm/a，為該造山帶的西界；自此向東，會(huì)聚速度增大，至喜馬拉雅地區(qū)，增至5－6cm/a；再向東過(guò)渡為印度洋東北緣的俯沖邊界，會(huì)聚速度達(dá)7.0cm/a；

環(huán)太平洋匯聚邊界把全球分呈不對(duì)稱(chēng)的兩部分；太平洋外圍的歐亞板塊、印澳板塊及美洲板塊向太平洋方向推進(jìn)，后緣是大西洋和印度洋的張開(kāi)；太平洋內(nèi)部的太平洋板塊、可可板塊和納茲卡板塊則向太平洋周緣俯沖潛沒(méi)，其后緣是東太平洋中隆的擴(kuò)張；阿爾卑斯－喜馬拉雅造山帶的形成，與非洲板塊、阿拉伯板塊和印澳板塊向北朝歐亞板塊推移有關(guān)，這一推移又是印度洋和大西洋擴(kuò)張的結(jié)果；

板塊的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)，是指板塊相對(duì)于地球旋轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動(dòng)。如果某一系統(tǒng)在地史時(shí)期相對(duì)地球旋轉(zhuǎn)軸的位置固定不變，那么相對(duì)該系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)（如熱點(diǎn)）也可以當(dāng)作板塊的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)。7、板塊的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)

10Ma來(lái)板塊的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)見(jiàn)圖；太平洋板塊的運(yùn)動(dòng)速度最大，向西偏北方向運(yùn)動(dòng)；印澳板塊主要是向北運(yùn)動(dòng)；北美板塊和南美板塊主要向西偏南方向運(yùn)動(dòng)；非洲板塊的旋轉(zhuǎn)極位于非洲板塊上，它環(huán)繞該極作逆時(shí)針?lè)较虻男D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；歐亞板塊主要是向西和向北運(yùn)動(dòng)；7、板塊的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)

威爾遜板總結(jié)了大洋開(kāi)合的不同發(fā)展趨勢(shì)，將大洋盆地的演化歸納為六個(gè)發(fā)展階段；八、大洋的演化—威爾遜旋回A.Risingmagmaupwarpsthecrust,causingnumerouscracksintherigidlithosphere.B.Asthecrustispulledapart,largeslabsofrocksink,generatingariftzone.C.Furtherspreadinggeneratesanarrowssea.D.Eventually,anexpansiveoceanbasinandridgesystemarecreated.Zoneofplateconvergence.A.Oceanic-continental.B.Oceanic-oceanic.C.Continental-continental.GeneralizeddiagramsillustratingorogenesisalonganAndean-typesubductionzone.A.Passivecontinentalmarginwithextensivewedgeofsediments.B.Plateconvergencegeneratesasubductionzone,andpartialmeltingproducesadevelopingvolcanicarc.C.Continuedconvergenceandigneousactivityfurtherdeformandthickenthecrust,elevatingthemountainbelt,whiletheaccretionarywedgegrowsinsize.九、熱點(diǎn)－地幔柱假說(shuō)1、無(wú)震海嶺

在大洋中，綿延著一系列線狀延伸的火山性海嶺，其上無(wú)中央裂谷發(fā)育，也不見(jiàn)橫斷海嶺的轉(zhuǎn)換斷層。北太平洋中的夏威夷海嶺和天皇海嶺，研究比較詳實(shí)，往往被當(dāng)作火山海嶺中的樣板。夏威夷海嶺上的210多座火山，年齡顯示出有規(guī)律的變化，向東南方向依次變新。夏威夷島鏈

威爾遜注意到海嶺火山年齡的遞變現(xiàn)象，提出熱點(diǎn)假說(shuō)；2、熱點(diǎn)熱點(diǎn)處于地幔中，其位置大體固定；當(dāng)巖石圈跨越于熱點(diǎn)之上時(shí)，板塊仿佛被“燒穿”了，形成火山中心，在熱點(diǎn)處不斷地形成火山；板塊不斷地跨過(guò)熱點(diǎn)，這樣不斷地“推陳出新”，便發(fā)育成由新到老的一串火山鏈（？？）；天皇海嶺和夏威夷海嶺之間有一明顯的轉(zhuǎn)折，表明太平洋板塊的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生過(guò)變更，這一轉(zhuǎn)向大約發(fā)生在4000萬(wàn)年以前（43Ma？）；除太平洋外，大西洋、印度洋以及陸上出現(xiàn)玄武巖火山活動(dòng)的一些地方，也有熱點(diǎn)活動(dòng)的蹤跡；熱點(diǎn)假說(shuō)要點(diǎn)：夏威夷島鏈HawaiiChain

為了解釋熱點(diǎn)的形成，摩根（1971）提出了地幔柱假說(shuō)；

地幔柱是源于地幔深部的圓柱形上升流，它攜帶地幔物質(zhì)和熱能直至地幔上層，在巖石圈和軟流圈分界處四散外流，但并沒(méi)有形成補(bǔ)償上升地幔柱的專(zhuān)門(mén)的下降帶，或許反向流均勻地散布于地幔中；它的位置大體固定于地幔中；重力異常及地震探測(cè)表明，地幔柱直徑可達(dá)200Km甚至更大，可以把上覆巖石圈抬起，在地表形成直徑達(dá)上千Km

的巨大穹隆，導(dǎo)致質(zhì)量盈余（15-20mGal正異常），同時(shí)出現(xiàn)高熱流值；熱點(diǎn)處的火山活動(dòng)就是地幔柱物質(zhì)噴出的反映；（熱點(diǎn)型火山島常為富含堿質(zhì)的堿性玄武巖，不同于洋中脊的拉斑玄武巖，暗示兩者源于地幔的不同部位）3、地幔柱假說(shuō)IndicationsforMantlePlumesfromSeismicTomographyWolfeetal.,1997

據(jù)摩根的看法，地球上的地幔柱總共不超過(guò)二、三十個(gè)；熱點(diǎn)－地幔柱假說(shuō)為解釋板塊內(nèi)部的火山和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，為描述板塊的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)，以及闡明火山海嶺的定向排列和年齡地變等一系列現(xiàn)象，開(kāi)辟了有益的途徑。問(wèn)題：

地幔柱的起因或成因機(jī)制？

地幔柱與地幔中主要對(duì)流之間的關(guān)系？二者是如何交切的？3、地幔柱假說(shuō)任何一種合理的板塊驅(qū)動(dòng)機(jī)制，至少要滿足下列條件：

a，能產(chǎn)生足夠大的力；

b，合乎物理學(xué)（流體動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)、力學(xué)）基本原理；

c，符合根據(jù)地球物理觀測(cè)得出的地球內(nèi)部的性質(zhì)；

d，驅(qū)動(dòng)機(jī)制產(chǎn)生的效應(yīng)要與現(xiàn)代巖石圈的性狀和動(dòng)態(tài)相一致，應(yīng)能解釋板塊運(yùn)動(dòng)在地質(zhì)歷史中的演變過(guò)程；十、板塊的驅(qū)動(dòng)機(jī)制對(duì)流由于介質(zhì)的熱平衡或化學(xué)平衡遭到破壞，會(huì)引起各部分的密度差，從而導(dǎo)致重力的不穩(wěn)定，輕者上浮，重者下沉，從而形成對(duì)流；

兩種基本類(lèi)型的對(duì)流

熱對(duì)流：其密度差是由化學(xué)成分相同的物質(zhì)的溫度差

引起的，下部的熱物質(zhì)到上部逐漸冷卻；

化學(xué)對(duì)流（重力對(duì)流）：由于存在兩種或多種化學(xué)成分不同的粘性物質(zhì)，較輕的物質(zhì)分布在下部；十、板塊的驅(qū)動(dòng)機(jī)制

巖石圈下面軟流圈的存在是板塊運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。板塊驅(qū)動(dòng)機(jī)制中討論最多的是地幔熱對(duì)流，后來(lái)又提出一些不同的假說(shuō)。1、地幔對(duì)流說(shuō)（熱對(duì)流）板塊運(yùn)動(dòng)的地幔熱對(duì)流假說(shuō)是被多數(shù)地質(zhì)學(xué)家所接受的假說(shuō)。熱而低密度的地幔物質(zhì)上涌，在巖石圈底部向兩側(cè)擴(kuò)展成為平流，平流過(guò)程中由于熱傳導(dǎo)使之變冷，冷而重的物質(zhì)沉入地幔深處，在深處重新加熱再升起，如此往復(fù)循環(huán)；十、板塊的驅(qū)動(dòng)機(jī)制

（1）瑞利條件分析

瑞利（1916年）：R=α*β*gh4/（κ*ν）

α——膨脹系數(shù)；β——溫度梯度；h——層的厚度；

κ——熱擴(kuò)散率；ν—?jiǎng)诱硿禂?shù)（=η/ρ，η

—粘滯系數(shù)）

分子——促進(jìn)對(duì)流的因子（浮力）；分母——阻礙對(duì)流的因子（粘滯阻力及熱擴(kuò)散的耗散作用）

R——瑞利數(shù)，R越大，越容易發(fā)生對(duì)流；

粘滯系數(shù)的大小，對(duì)能否發(fā)生對(duì)流影響很大；巖石圈下面存在厚度不小于100Km的低粘度層次，其粘滯系數(shù)η=1021Pa·s（泊）；下地幔粘度：1026泊？1022泊？將地幔當(dāng)作流體來(lái)處理：高溫、長(zhǎng)時(shí)間力作用；厚度大有利于地幔對(duì)流的發(fā)生；十、板塊的驅(qū)動(dòng)機(jī)制

（2）地球內(nèi)部的傳熱機(jī)制

地球物理揭示，在幾十Km或近百Km深度以下，低溫梯度大幅度降低；如果單靠熱傳導(dǎo)方式，從地球內(nèi)部難以傳出足夠多的熱量，計(jì)算表明，單靠熱傳導(dǎo)，500-600Km深處的熱到達(dá)地表，需要時(shí)間3億年左右，地幔-地核界面的熱傳至地表，所需時(shí)間超過(guò)地球的歷史。為了使地幔內(nèi)部不致積累大量熱量而被熔化，地球內(nèi)部必定存在著其他方式的傳熱機(jī)制，它能夠在低低溫梯度下傳出足夠多的熱；除熱輻射外，地球內(nèi)部物質(zhì)本身從高溫區(qū)遷移至低溫區(qū)，是一種最有效的傳熱方式，即很可能存在地幔熱對(duì)流，它是地球?qū)τ谄浔旧砑訜徇^(guò)程的一種自然平衡作用；U、Th、K等放射性元素衰變產(chǎn)生了地球內(nèi)部的熱能，冷卻作用由地球表部發(fā)生，從而導(dǎo)致地幔內(nèi)的熱對(duì)流。十、板塊的驅(qū)動(dòng)機(jī)制

淺地幔對(duì)流模式下地幔粘性太大，上地幔下部的相變也可能阻礙對(duì)流，對(duì)流局限于上地幔的軟流圈中，熱能來(lái)自放射性衰變；

深地幔對(duì)流模式對(duì)流發(fā)生于下地?；蛘麄€(gè)地幔內(nèi)，對(duì)流熱量來(lái)自地核；深淺地幔對(duì)流相結(jié)合的熱柱對(duì)流模式認(rèn)為由液態(tài)外核供給熱能使熱的地幔物質(zhì)從核幔邊界沿著狹窄的圓柱形通道上涌，在地表形成熱點(diǎn)，在近巖石圈處向兩側(cè)擴(kuò)散的水平流只在軟流圈中擴(kuò)散開(kāi)來(lái)，變冷的物質(zhì)在平流過(guò)程中逐漸下降而回到地幔深處；（3）地幔的對(duì)流的三種模式

該模式認(rèn)為，板塊的俯沖潛沒(méi)是由于板塊的冷卻變重所致，下潛板塊與周?chē)蒯Ｖg的密度差產(chǎn)生負(fù)浮力；板塊俯沖時(shí)伴隨的相變（輝長(zhǎng)巖相變?yōu)榱褫x巖，橄欖巖相變?yōu)榧饩龋?，也?dǎo)致板塊密度增大，從而更有助于把板塊拉下去；2、俯沖板塊的重力拖拉作用巖漿在洋中脊軸部灌入，如同在板塊中間不斷地打進(jìn)楔子，從而推著巖石圈向兩側(cè)運(yùn)動(dòng)；3、洋脊頂部的推擠作用

由于中脊軸部軟流圈頂面的位置最高，在中脊側(cè)翼，板塊可以沿傾斜的軟流圈頂面順坡向下滑移；4、順坡下滑作用注意：

在地幔對(duì)流（熱對(duì)流和重力對(duì)流）中，巖石圈板塊是被動(dòng)的，軟流圈是主動(dòng)的，板塊在地幔拖曳力帶動(dòng)下被動(dòng)地馱載在地幔對(duì)流之上移動(dòng)，板塊運(yùn)動(dòng)與地幔對(duì)流上部水平分支的流動(dòng)方向一致；

在推-拉模式中，巖石圈板塊是主動(dòng)的，軟流圈是被動(dòng)的，板塊是獨(dú)立地沿著軟流圈頂面滑移，作用于板塊底面的地幔拖曳力反而成為一種阻力，板塊本身仿佛構(gòu)成了對(duì)流的上部水平分支；

推-拉模式的前提是巖石圈已經(jīng)破裂成為若干個(gè)巨大的板塊，他們?nèi)》ń忉尩刭|(zhì)歷史中板塊的形成，板塊的主動(dòng)機(jī)制可能提供局部的或次一級(jí)的驅(qū)動(dòng)力。

關(guān)于板塊的驅(qū)動(dòng)機(jī)制問(wèn)題，迄今仍未獲得圓滿的解決；

一種現(xiàn)象是否存在與能否解釋?zhuān)遣豢苫鞛橐徽劦膬身?xiàng)命題；不能因?yàn)檫€難以解釋其發(fā)生機(jī)制便不承認(rèn)現(xiàn)象（如板塊運(yùn)動(dòng)）的存在。

十一、地體構(gòu)造

二十世紀(jì)七十年代中期，在北美西部科迪勒拉地區(qū)提出了一種新的大地構(gòu)造理論——構(gòu)造地層地體（簡(jiǎn)稱(chēng)地體）。此理論在原來(lái)認(rèn)為均一的構(gòu)造巖相帶中識(shí)別出大小不等、性質(zhì)不同的許多地體，成功的解釋了北美大陸的增長(zhǎng)過(guò)程。按美國(guó)地質(zhì)學(xué)家D.Howell等人的定義：以斷層為邊界的、具有區(qū)域規(guī)模的地質(zhì)實(shí)體，就是地體，地體之間以不同的地質(zhì)發(fā)展史為特征。

（1）地體的四周必須由斷裂圍限，它們可能是深斷裂；（2）地體要具有一定面積，占據(jù)一定空間，目前已知最小的直徑約50千米，大者可相當(dāng)于一個(gè)次大陸，達(dá)百萬(wàn)平方千米；（3）每個(gè)地體都具有自己獨(dú)特的地質(zhì)演化歷史；在同一地體內(nèi)部，有一定的地層層序、巖石組合、古生物種屬；有一定特征的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、變質(zhì)作用和巖漿活動(dòng)；（4）相鄰地體之間不存在過(guò)渡巖相帶；1、地體的主要特征2、地體運(yùn)動(dòng)的主要特點(diǎn)地體的運(yùn)動(dòng)非常復(fù)雜，可以是平動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；運(yùn)動(dòng)過(guò)程中地體發(fā)生離散、拼合、增生、迭縮；

離散作用造成地體的破裂、分散和沿?cái)鄬踊疲?/p>

拼合使小地體連成復(fù)合地體；

增生使地體拼合到大陸邊緣，形成新的陸殼；

迭縮則導(dǎo)致地體拼合到大陸邊緣時(shí)由前陸區(qū)向陸內(nèi)方向形成一系列推覆構(gòu)造和疊瓦構(gòu)造；地體拼合、增生的方式包括碰撞、消減和走向滑移，伴生強(qiáng)烈造山運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)和變質(zhì)、變形；3、地體的主要類(lèi)型根據(jù)地體組構(gòu)不同，可分為四種類(lèi)型：（1）地層地體：地體有清晰的地層層序，可據(jù)它確定不同地層間的內(nèi)在聯(lián)系，如接觸關(guān)系、沉積關(guān)系等。據(jù)地體成因的不同，又可分為大陸型、洋盆型和島弧型，分別相當(dāng)于陸殼、洋殼和火山弧的殘塊；（2）破裂地體：地體內(nèi)部斷層發(fā)育，巖性差異明顯、時(shí)代多變，常形成不同成因巖石碎塊的混雜；（3）變質(zhì)地體：地體遭受復(fù)雜的變質(zhì)作用，發(fā)育特定的變質(zhì)巖組合和變質(zhì)組構(gòu)；（4）復(fù)合地體：兩個(gè)或兩個(gè)以上地體拼合而成，在其發(fā)育過(guò)程中，諸小地體曾經(jīng)歷過(guò)一段共同的地質(zhì)演化歷史；4、地體與板塊的關(guān)系三種認(rèn)識(shí)：

認(rèn)為地體可以取代板塊，阿拉斯加由50多個(gè)地體組成，北美西部有200多個(gè)地體，整個(gè)北美大陸可劃出

1500多個(gè)地體，稱(chēng)之地體構(gòu)造或地體學(xué)；

認(rèn)為地體是具體而微小的板塊，地體構(gòu)造代表板塊構(gòu)造的進(jìn)一步發(fā)展；

認(rèn)為板塊還是板塊，只是北美西海岸的地質(zhì)構(gòu)造有其特殊性，需要地體來(lái)補(bǔ)充；

第四節(jié)板塊活動(dòng)與地質(zhì)作用一、巖漿活動(dòng)的構(gòu)造信息二、火山巖巖石系列三、陸殼的增生與花崗巖的成因四、洋殼的形成與蛇綠巖套五、俯沖變質(zhì)作用六、碰撞帶的區(qū)域變質(zhì)作用七、洋底變質(zhì)作用板塊構(gòu)造理論的建立，將巖漿活動(dòng)、變質(zhì)作用等內(nèi)生作用和沉積作用納入統(tǒng)一的全球構(gòu)造模式中；巖漿活動(dòng)、變質(zhì)作用、沉積作用與所處的大地構(gòu)造環(huán)境息息相關(guān)，它們深受板塊活動(dòng)的控制；反過(guò)來(lái)，巖漿作用、變質(zhì)作用、沉積作用研究可以為板塊構(gòu)造研究提供重要信息，是大地構(gòu)造研究的重要組成部分；

板塊運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)是地球物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的兩種不同表現(xiàn)形式；地殼運(yùn)動(dòng)中，地球物質(zhì)主要以固體狀態(tài)移動(dòng)；

巖漿活動(dòng)中，地球物質(zhì)主要以液態(tài)方式運(yùn)移；一、巖漿活動(dòng)的構(gòu)造信息地?zé)嵩鰷啬Ｐ椭腥廴谇€和地?zé)嵩鰷厍€不相交，說(shuō)明上地幔是固態(tài)；

A，加熱；

B，減壓；

C，當(dāng)物質(zhì)系統(tǒng)中富含揮發(fā)組分時(shí)熔融更易實(shí)現(xiàn)；

D，大陸裂谷和大洋中脊是減壓的過(guò)程，俯沖帶是摩擦增溫的過(guò)程；從而巖漿的發(fā)生和構(gòu)造變形就聯(lián)系起來(lái)了；固態(tài)巖石生成巖漿的可能途徑

巖漿的熔出過(guò)程，是鮑溫反應(yīng)系列的逆過(guò)程，分餾作用一旦開(kāi)始，其剩余成分總的來(lái)說(shuō)與其原始（結(jié)晶固體）成分不再相同，而缺少了易熔組份，一般稱(chēng)為“虧損了的”。不同地區(qū)（構(gòu)造環(huán)境）由于虧損程度不同，導(dǎo)致新生巖漿的成分也不同。這樣根據(jù)巖漿作用生成巖石的化學(xué)及稀土元素特征可以指示大地構(gòu)造背景。這就是巖漿巖地球化學(xué)研究大地構(gòu)造環(huán)境最根本的理論依據(jù)。

特定構(gòu)造環(huán)境意味著特定的物質(zhì)來(lái)源和特定的物理化學(xué)條件，從而不同構(gòu)造環(huán)境中形成不同類(lèi)型巖石或者形成的同類(lèi)巖石會(huì)有不同的微量元素和同位素組成特征?；鹕綆r巖石系列：指一套有成因聯(lián)系的巖漿巖雜巖體，它們?cè)跁r(shí)間和空間上緊密伴生，并反映一定的大地構(gòu)造環(huán)境；

二、火山巖巖石系列（1）根據(jù)87Sr／86Sr初始比值，可以分為兩大類(lèi)：幔源成因的（<0.7076）；陸殼重熔的（>0.7100）；（2）根據(jù)化學(xué)成分特征分為三個(gè)系列：拉斑玄武巖系列；鈣堿性系列；堿性系列；（一）

火山巖巖石系列的分類(lèi)本系列代表巖石是拉斑玄武巖，但也含安山巖，少巖英安巖和流紋巖；

暗色礦物成分主要為輝石，不含或含少量橄欖石，基本不含角閃石、黑云母；

化學(xué)成分特征：

二氧化硅飽和或弱飽和（SiO2含量多在48－63％之間）；

貧堿、貧鉀，富鐵（隨SiO2含量增加，F(xiàn)eO/MgO比值增大）；

K2O（<1％）和TiO2的含量極低；

Na2O/K2O比值偏高，可達(dá)5－40；銣（Rb）、鍶（Sr）、鋇（Ba）、Th、U等大離子親石元素含量很低；

1、拉斑玄武巖系列（TH）堿性玄武巖

拉斑玄武巖系列的進(jìn)一步劃分類(lèi)型洋中脊拉斑玄武巖島弧拉斑玄武巖大洋島拉斑玄武巖大陸拉斑玄武巖特征兩者化學(xué)成分類(lèi)似：相對(duì)高鋁、富鐵，貧堿，大離子親石元素濃度低，稀土元素分配呈平坦型；該特征在洋中脊拉斑玄武巖中更顯著；兩者化學(xué)成份相似：顯示較富堿質(zhì)和大離子親石元素，具富集的稀土元素型式，87Sr／86Sr變化范圍較大，Cr、Al含量較低；該特征在大陸拉斑玄武巖中更顯著；含鉀量更低，Cr、Ni含量高；Cr、Ni、Ti含量低；Ba含量高；K2O含量更高（達(dá)0.6-1.0%），Na2O/K2O低至3-6，87Sr／86Sr變化范圍更寬K2O、大離子親石元素豐度呈遞增趨勢(shì)；La/Yb比值從1.0遞增，顯示稀土元素豐度型式從平坦型遞變?yōu)楦患蚄/Ba、K/Rb比值呈遞減趨勢(shì)包括高鋁玄武巖、安山巖、英安巖以及流紋巖，其中

以安山巖最為常見(jiàn)，其次是英安巖和流紋巖；鈣堿性系列的化學(xué)成分和礦物組分處于拉斑玄武巖和堿性玄武巖之間；暗色礦物可以有少量或多量角閃石、黑云母；

化學(xué)成分特征：

K2O、TiO2和大離子親石元素比拉斑玄武巖系列高；

Al2O3的含量很高，如安山巖中含量16-18%；

鐵的含量不高，且隨SiO2含量增加，未見(jiàn)FeO/MgO呈增大趨勢(shì)，表明有富鐵礦物（磁鐵礦等）在巖漿演化早期參與了結(jié)晶作用；

輕稀土元素有一定的富集；2、鈣堿性系列（CA）以高堿含量區(qū)別于鈣堿性巖系列和拉斑系列；這一系列可分為兩組：

（1）鈉堿組，包括堿性橄欖玄武巖、橄欖粗安巖、粗面巖和堿性流紋巖，本組K2O/Na2O比值明顯低于1；

（2）鉀堿組，包括橄欖安粗巖、二長(zhǎng)安山巖等，本組的K2O/Na2O比值接近于1。堿性系列化學(xué)成分基本特征：堿含量高（5－7％，甚至更大）；

K2O的含量在2－4％以上；

大離子親石元素的含量很高；

具富集型的輕稀土分配形式；鐵的含量與鈣堿性系列相近；3、堿性巖系列（A）4、火山巖系列的產(chǎn)出環(huán)境

以安山巖占優(yōu)勢(shì)的鈣堿性系列火山巖主要產(chǎn)于成熟島弧或活動(dòng)大陸邊緣，可以作為島弧或活動(dòng)大陸邊緣的特征巖石（標(biāo)志性巖石）；

鈣堿性系列火山巖可以作為島弧的標(biāo)志性巖石，火山巖系列的鑒定，對(duì)識(shí)別古島弧、恢復(fù)古構(gòu)造環(huán)境有重要的意義。采用巖石化學(xué)方法鑒別火山巖系列時(shí)，應(yīng)收集盡可能多的可靠的分析數(shù)據(jù)，謹(jǐn)慎地綜合運(yùn)用各種方法，并與地質(zhì)方面的其他標(biāo)志相配合，方能獲得較為理想的效果。（二）火山巖系列的鑒別1、利用常見(jiàn)元素的分配特征判別火山巖系列

常見(jiàn)元素如Fe、Mg、Ca、K、Na、Si等；

適用條件：

通常僅適用于一些未蝕變的火山巖；

對(duì)于大多數(shù)遭受海底風(fēng)化或變質(zhì)作用的巖石來(lái)說(shuō)，由于這些元素的含量在蝕變過(guò)程中已發(fā)生顯著變化，該類(lèi)方法不再適用；（1）利用（Na2O+K2O）對(duì)SiO2圖解（2）利用FeO＊／MgO對(duì)SiO2變異圖

判斷依據(jù)

拉斑玄武巖系列火山巖隨SiO2含量增加有富鐵趨勢(shì)；鈣堿性系列不具富鐵趨勢(shì)；

作用

判別拉斑玄武巖系列和鈣堿性系列；2、利用微量元素的分配特征判別火山巖系列

常用微量元素（如Cr、Nb、Y、Zr等）及Ti的分析數(shù)據(jù)；

適用條件：

由于這些元素在風(fēng)化和低級(jí)變質(zhì)作用中（不超過(guò)角閃巖相）大體穩(wěn)定，故可用于遭受蝕變的火山巖；（1）利用Y/Nb比值

PearceJA（1973）等提出，

Y/Nb>1，為拉斑玄武巖或鈣堿性系列；

Y/Nb<1，為堿性系列火山巖；（2）利用Cr（24）-Ti（22）坐標(biāo)圖

判斷依據(jù)

島弧拉斑玄武巖中Cr、Ti含量低于洋中脊拉斑玄武巖；

作用

有效判別島弧拉斑玄武巖和洋中脊拉斑玄武巖；（3）利用Zr（40）-Ti（22）坐標(biāo)圖島弧拉斑玄武巖投影于A和B區(qū)；洋中脊拉斑玄武巖投影于D和B區(qū)；高鋁玄武巖（鈣堿性玄武巖）投影于C和B區(qū)；（4）使用Ti（22）-Zr（40）-Y（39）圖解有助于判別各種玄武巖33、利用稀土元素的分配型式判別火山巖共生系列

稀土元素（REE），一般采用球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值表示，將標(biāo)準(zhǔn)化值作出稀土元素分配型式圖解；

常見(jiàn)分配型式富集型

輕REE（La-Sm）比重REE（Tb-Lu）相對(duì)富集；

虧損型

輕REE（La-Sm）比重REE（Tb-Lu）相對(duì)虧損；平坦型（球粒隕石型）

輕REE即不顯示富集，也不顯示虧損；

適用條件：稀土元素豐度在低級(jí)變質(zhì)作用中穩(wěn)定，但在海底風(fēng)化作用下有時(shí)會(huì)發(fā)生改變；利用稀土元素的分配型式判別火山巖系列

隨著從拉斑玄武巖系列到鈣堿性系列到堿性系列，稀土元素分配型式從平坦型轉(zhuǎn)變?yōu)楦患停灾翉?qiáng)富集型；但洋中脊和島弧拉斑玄武巖均顯示平坦型，故稀土元素分配型式不易區(qū)分這兩種拉斑玄武巖；就已蝕變的火山巖而言，Cr-Ti法可能是判別這兩種玄武巖的最有效的地球化學(xué)方法；大陸內(nèi)的巖漿活動(dòng)多集中在大陸裂谷帶，某些表面上與裂谷帶聯(lián)系不密切的板內(nèi)巖漿活動(dòng)，也是在裂前拱起階段或沿具有裂谷作用的深斷裂發(fā)育的；（三）大陸裂谷帶及大陸板內(nèi)的巖漿活動(dòng)（1）大陸裂谷的噴出巖以溢流玄武巖組合和雙峰火山雜巖組合兩種組合或其中之一為特征；隨著裂谷強(qiáng)烈擴(kuò)張，當(dāng)大陸巖石圈完全破裂時(shí)，堿性及雙峰系列火山活動(dòng)逐漸被拉斑玄武巖活動(dòng)所更替；主要特征

溢流玄武巖組合

大陸熔巖中分布最廣的是玄武巖，且主要是拉斑系列（大陸拉斑玄武巖）和堿性系列的玄武巖，另有超堿質(zhì)的碳酸巖、超鉀質(zhì)熔巖以及與它們有關(guān)的分異物；與洋中脊拉斑玄武巖和大洋島堿性系列相比，大陸熔巖（玄武巖）中更富鉀；

強(qiáng)堿性或堿性系列形成于裂谷前期或初期，弱堿性或拉斑系列形成于裂谷期；從而，由于裂谷的擴(kuò)張，早期的噴出巖（強(qiáng)堿性）分布在裂谷的邊部，晚期的噴出巖（拉斑系列）則分布在裂谷的軸部地帶，整體呈對(duì)稱(chēng)環(huán)帶分布；

巖石成分差異明顯，以基性巖和酸性巖密切共生為特點(diǎn)，其間很少有中間成分的中性巖，反映基性巖漿和酸性巖漿的準(zhǔn)同時(shí)噴發(fā)，是巖漿結(jié)晶分異良好的產(chǎn)物；巖石組合上看，常見(jiàn)玄武巖——流紋巖組合及堿性玄武巖-粗面巖組合，以堿性較高的后者常見(jiàn)；雙峰組合（雙模式系列）一般基性組分在數(shù)量上明顯超過(guò)酸性組分，其中基性巖漿來(lái)自地幔，與裂谷下底辟上涌的地幔物質(zhì)局部熔融有關(guān)；酸性組分可能屬地殼起源，或受到地殼物質(zhì)的混染；大陸裂谷的花崗巖屬非造山型花崗巖（A型花崗巖），多為堿性花崗巖，常與堿性雜巖共生，成因上可以是堿性玄武巖漿分異的產(chǎn)物，或者是在來(lái)自地幔的熱或巖漿的作用下，地殼深部物質(zhì)遭受熔融或部分熔融的結(jié)果；

在裂谷帶的溢流玄武巖區(qū)或其外圍，常分布有輝綠巖巖床或巖墻群；化學(xué)成分上，可以是拉斑玄武質(zhì)，也可以是堿性橄欖玄武質(zhì)，它們與溢流玄武巖的巖漿同源；常產(chǎn)于裂谷盆地，但巖墻群可延伸到盆地之外很遠(yuǎn)的地方；

（2）輝綠巖巖床和巖墻群（淺成侵入巖）

總體成分相當(dāng)于輝長(zhǎng)巖；巖體規(guī)模從巖株到巖基變化很大；化學(xué)成分為拉斑玄武質(zhì)，硅酸多不飽和，有的具有堿性趨勢(shì)；巖體內(nèi)部從底部到頂部在礦物成分、化學(xué)成分上具有過(guò)渡性；從底部到頂部依次為超基性巖、輝長(zhǎng)巖、鐵質(zhì)輝長(zhǎng)巖或低鐵閃長(zhǎng)巖等，反映層狀基性侵入體是拉斑玄武巖漿在低壓下通過(guò)結(jié)晶分異作用產(chǎn)生的晶體堆積產(chǎn)物；

（3）層狀基性侵入體（深成侵入巖）金伯利巖是一種富鎂富鉀的偏堿性的超基性巖，常以巖頸、巖脈形式產(chǎn)出，產(chǎn)于前寒武紀(jì)地區(qū)的大陸裂谷帶；

（4）金伯利巖、碳酸巖（淺成侵入巖）俯沖帶的巖漿活動(dòng)主要發(fā)生在巖漿弧的范圍內(nèi)，距海溝軸約150—300km，平行于海溝或島弧展布；自海溝向陸方向，俯沖帶的巖漿巖不僅噴出體積和巖漿活動(dòng)規(guī)模減小，且?guī)r石成分有規(guī)律地變化，表現(xiàn)出水平分帶性；一般隨著與海溝軸距離的增加，依次分布有拉斑系列、鈣堿系列和堿性系列；（四）俯沖帶巖漿系列的水平分帶性和成分極性島弧火山巖成分的極性指隨著與海溝軸距離和俯沖深度的加大島弧火山巖成分有規(guī)律的變化的現(xiàn)象；

具體表現(xiàn)為：

從大洋向大陸方向，島弧的Fe、Na/K、重稀土元素減少；

K、輕稀土元素、87Sr／86Sr、Rb/Sr、La/Yb、Th/U、大離子親石元素（Rb、Cs、Ba、U、Th、Pb等）含量逐漸增加；

火山巖成分的極性可以指示俯沖帶的俯沖方向；1、陸殼的增生

研究分析表明，島弧和活動(dòng)大陸邊緣的火山巖與大陸地殼的平均化學(xué)成分有驚人的一致性，這預(yù)示著大陸地殼的生長(zhǎng)與安山巖漿的生成有關(guān)。人