大地構(gòu)造04-板塊基本原理

al.（1967），Morgan（1968），LePichon（1968）等人 塊（大洋板塊），如太平洋、、菲律賓海等板塊。巖石圈頂層、、南美、非洲等板塊。 板塊構(gòu)造學(xué) 全球板塊構(gòu)造 3板塊邊界分為三種類型：①分離擴(kuò)張型；②俯沖會(huì)聚型；

全球活動(dòng)的空間分布很不均勻，95％以上的集中 通常把帶作為劃分板塊的 經(jīng)過利用波對(duì)貝尼奧夫帶作進(jìn)一步在板塊構(gòu)造學(xué)說中，深源帶已成為板塊向下俯沖匯聚的主要。這種傾斜的深源帶也叫貝尼奧夫帶或和達(dá)—貝 幾個(gè)地區(qū)的貝尼奧夫 下部已受到壓應(yīng)力作用；C用；D．板層析剖 俯沖板透670km界面SeismicCATScansofthemiddleAmerica 塊 塊邊邊換型邊界（C）三種基本 離離散匯聚型邊離散型邊轉(zhuǎn)換型邊 AA、匯聚型邊界；B、離散型邊界；C、轉(zhuǎn)換斷層型邊 一的巖石圈板塊、散開，也屬離 2、板塊邊界的基本類 — 匯聚型邊地表特征為海溝及年輕造山帶。在此邊界，兩側(cè)板塊彼此相向地匯聚動(dòng)，地殼強(qiáng)烈構(gòu)造變形。可將其進(jìn)一步劃分為俯沖型邊界和碰撞型邊界。俯沖型邊界俯沖帶或消減帶。俯沖邊界還可進(jìn)一步分為馬里亞納型（島弧型、洋內(nèi)型）（）。碰撞型邊界：主要為年輕造山帶。大陸板塊與大陸板塊作匯聚運(yùn)小，不可能一個(gè)俯沖到另一個(gè)之下，于是最終發(fā)生碰撞，使兩個(gè)大為碰撞帶或縫合帶。其代表為亞歐大陸南緣宏偉的褶皺山系——喜馬 （2）匯聚型邊A.俯沖型邊界馬里亞納型（島弧型——洋內(nèi)俯沖 （2）匯聚型邊A.俯沖型邊界馬里亞納型（島弧型——洋內(nèi)俯沖 （2）匯聚型邊A.俯沖型邊界智利型（安第斯型——陸緣 （2）匯聚型邊俯沖型邊界智利型（安第斯型——陸緣 （2）匯聚型邊碰撞型邊界——板塊碰撞帶或板塊縫合 （2）匯聚型邊B.碰撞型邊界——板塊碰撞帶或板塊縫合 （2）匯聚型邊B.碰撞型邊 匯聚型邊 轉(zhuǎn)換型邊地表特征為轉(zhuǎn)換斷在此邊界，兩側(cè)板塊作平行于邊界的走滑運(yùn)動(dòng)，巖石圈既這類邊界的代表是加里福尼亞的圣安德烈斯斷層，它是北美板塊和太平洋板塊的一段邊 （C）轉(zhuǎn)換型邊 （C）轉(zhuǎn)換型邊 （C）轉(zhuǎn)換型邊 板塊邊界的基本類 板塊邊界的基本類 板塊邊界的基本類 板板塊生成和消亡的巖西太西太平洋型洋內(nèi)島弧匯聚型活動(dòng)大陸邊緣的兩種模 板塊構(gòu)造和巖石類 3、各類板塊邊界的活動(dòng)特全球95％以上的都發(fā)生在板塊邊界地區(qū)，這些統(tǒng)稱為板間（或板緣）。各類板塊邊界上的活動(dòng)特點(diǎn)有顯著差別，主要表現(xiàn)在如帶的寬度：大洋中脊頂部的帶寬度很窄，不到20km，震中沿洋脊段 。會(huì)聚型邊界上 帶寬度較大。在島弧—海溝系從海溝向陸或島弧一側(cè)，淺源、中源和深源 依次出現(xiàn)在貝尼奧夫帶。大陸內(nèi)部板塊碰撞邊界的 帶寬度更大，以致難于確定板塊邊界的確切位置。上 ，于散與沖之。 平，并與洋脊相垂直；會(huì)聚型邊界是壓性的，主壓力軸近于水平，地震活動(dòng)以逆斷層型為主；轉(zhuǎn)換邊界主要受剪切作用，所發(fā)生的以走滑型為主。俯沖型邊界上的震源機(jī)制隨俯沖深度和速度而變化，有些轉(zhuǎn)換斷層兼有拉張或擠壓性質(zhì)，大陸板塊碰撞帶上的震源機(jī)制更復(fù)雜， 震源深度也極淺，最大震級(jí)不超過7級(jí)，在各類板塊邊 大陸板塊碰撞帶則是大陸上頻度和強(qiáng)度最高的地帶。轉(zhuǎn)換型邊界上的也是淺震，其活動(dòng)強(qiáng)度和頻度都比離散型邊 走滑－轉(zhuǎn)換邊界1906年舊金 如果有三個(gè)板塊相遇，它們的邊界必須匯聚為一點(diǎn)，這一點(diǎn)就稱為聯(lián)點(diǎn)（triplejunction）因而成的三聯(lián)如果在三聯(lián)點(diǎn)處的板塊可以連續(xù)運(yùn)動(dòng)而不改變這三個(gè)板塊的幾何形或相對(duì)位置，這樣的 分分 是活動(dòng)的分布。造運(yùn)動(dòng)（如或火山 在板塊構(gòu)造學(xué)說建立初期，勒皮雄（LePichon,1968）將全球巖石圈劃分為六塊：歐亞板塊、非洲板塊、美洲板塊、板塊（或—澳大利 流行的還有十二板塊方案（Minsteretal.,1978）：將美洲板塊分為 限的區(qū)域，在板塊運(yùn)自NUVEL-1板塊運(yùn)動(dòng)模型（DeMetsetal.，1990）提出后，開始流行十 中，更次一級(jí)的板塊還有南美洲與南極洲之間的斯科舍板塊、東非裂谷帶 全球板塊運(yùn)動(dòng)研究都①巖石圈板塊是剛性變形②地球的大小（表面積或地球半徑）不變，即洋中脊上板塊擴(kuò)張?jiān)龅拿娣e與俯沖帶上板板塊運(yùn)動(dòng)或位以地球本身的慣性系為參考系的板塊運(yùn)動(dòng)是板塊的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)。 ThePlateTectonics ★板塊間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的線速度的測(cè)1瓦因—馬修斯法可達(dá)mm/。在缺失磁異常條帶的地區(qū)，不能用此法求板塊的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速2地形法據(jù)海底張假可，洋底水深隨離開洋脊的距或洋的增加而增加的，即洋底的海水深度是洋殼 的函數(shù)?？梢院?jiǎn)單地 洋底水深的變化也與海底擴(kuò)張速度有關(guān)，擴(kuò)張速度越快，洋殼來(lái)不及據(jù)實(shí)際量數(shù)建立洋底深與洋殼 洋底坡度關(guān)系式由洋底地形斷面或測(cè)量結(jié)果得到了某一塊洋殼的深度或坡度，就可得出其年齡，進(jìn)而求得此洋殼生成時(shí)的海底擴(kuò)張速度。此法的精度較低，在磁異常，作一替方。 ★板塊間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的線速度的測(cè)3（r，）法時(shí)都會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)。將板塊邊界某處一段時(shí)間內(nèi)所有邊界處的板塊會(huì)聚速度，而這是瓦因—系，垂直于島弧的貝尼奧夫帶的長(zhǎng)度，大致代表了（Isckst，）。將貝尼奧夫帶的長(zhǎng)度除以1000萬(wàn)年，即可求得垂直于島的板塊俯沖速度。此法基于一種經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，所得結(jié) 參考 ★測(cè)定板塊相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向的方法有1轉(zhuǎn)換斷層法：無(wú)論是作為板塊邊界的轉(zhuǎn)換斷層，還是橫錯(cuò)大洋中脊轉(zhuǎn)換斷層（斷裂帶），都切地示相板的對(duì)動(dòng)向轉(zhuǎn)斷通常由起不的形征編可用 震沿活地的編圖。一旦編制成圖，轉(zhuǎn)換斷層即確切示出相鄰兩板塊的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向。通過海洋測(cè)深，如 和法國(guó)實(shí)施的FAOUS計(jì)劃，可編繪出大洋斷裂帶剖圖從測(cè)轉(zhuǎn)斷的 最幾，向描高辨聲納系統(tǒng)的使用，使轉(zhuǎn)換斷層方位角的測(cè)量精度有較大提高，可達(dá)3。轉(zhuǎn)斷的間度大它標(biāo)的可是近千年板塊。通過 初分得源制確發(fā)在層，此定相板間相運(yùn)方。消減動(dòng)比擴(kuò)軸轉(zhuǎn)斷上難量因缺可利的 向海之也有定律就求換層破裂消帶的 首，以得開中初方與朝線這分線板的動(dòng)向在定角度板在減上相運(yùn)方。得果是十至向。 ★板塊絕對(duì)運(yùn)動(dòng)的推斷方1相對(duì)于地球自轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動(dòng)：如果某一系統(tǒng)在地質(zhì)時(shí)期中相對(duì)于地球自轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸（極）等，186）相對(duì)于熱點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)：Ws（1965）和Mran（2）的熱點(diǎn)—。通過測(cè)量熱點(diǎn)的火山鏈的和長(zhǎng)度，便可求得板塊的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)參對(duì)不動(dòng)的，不過，即使有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其速度也在m／以下。與地表板塊 ★板塊絕對(duì)運(yùn)動(dòng)的推斷方相對(duì)于無(wú)整體旋轉(zhuǎn)巖石圈：假設(shè)施加于整個(gè)巖石圈的轉(zhuǎn)距之和為零（Solomonetal.1974），巖石圈便無(wú)整體旋轉(zhuǎn)，既不也不加速，或說其能量的消耗為最小。由于考慮的是整個(gè)巖石圈的轉(zhuǎn)矩，可以不考慮板塊交界處的板塊相互作用力。這樣，無(wú)整體旋轉(zhuǎn)的巖石圈（或稱平均巖石圈）， al（1974）以熱點(diǎn)系作為靜止系所得的板塊絕對(duì)運(yùn)動(dòng)模型AM-1幾乎相同（上田誠(chéng)也等，1986）。Zonenshainetal（1981）也認(rèn)為，俯沖 威爾遜（Wilson，1968）稱為威爾遜旋回威爾遜旋回主宰了地球表層活動(dòng)和演化的全局。在某種程度上可以說，大洋發(fā)展旋回是板塊構(gòu)造學(xué)說的一個(gè)總綱，它體現(xiàn)了板塊構(gòu)造學(xué)說的精髓；地球表面就是由漂移著的大陸和變動(dòng)著的大洋（張開和關(guān)閉著）組成的，這是巖石圈板塊期 期、終了期和遺痕（表2-5，圖2-17） 威爾遜旋回的各個(gè)階段特 期期d.b. 前三個(gè)分階段表征了大洋的形成和張俯沖活動(dòng)的大陸邊緣或型大陸邊緣，大洋中脊大致位于大洋的中軸部位；收縮著的大洋，至少有一側(cè)是由島弧—海溝系所組成的太平洋型大陸邊緣，離而形成。當(dāng)大陸在拉張應(yīng)力作用下破裂地塹，它沉降下去（圖a），相鄰的塊體的斷層被稱為正斷層。正斷層上的位移伴有水平伸張。處于大陸第一個(gè)階段的裂谷實(shí)例如東非裂谷。但是，有些裂谷作用可能夭折，不可能再發(fā)生進(jìn)一步的引張，這樣的裂谷不會(huì)演化為大洋 在水平應(yīng)力保持到裂谷形成之后的情況下，出現(xiàn)了進(jìn)一步的拉張，大陸破裂進(jìn)入第二個(gè)階段，形成海底擴(kuò)張中心或洋脊（圖b）。與裂谷邊緣伴生的正斷層，現(xiàn)在構(gòu)成了新大洋的邊緣。上涌的地幔熱巖石，形成新的洋殼， 洋早期發(fā)育的階段，如紅海隨著擴(kuò)張中心處繼續(xù)進(jìn)行海底擴(kuò)張，形成一個(gè)大洋。由于在洋脊處新海底的生成是一個(gè)對(duì)稱的過程，大洋脊把新生的大洋平分開。這是威爾遜旋回的第三個(gè)階段（圖c），其實(shí)例是 隨著大洋不斷張開，大洋邊緣離開中脊的距離越來(lái)越遠(yuǎn)，海底也逐漸變老，巖石圈也隨之變得更厚、密度更大，最后變得具有足夠的不穩(wěn)定性，以致巖石圈向下沉沒，海溝開始發(fā)育，消減作至一定階段，洋緣一側(cè)的巖石圈俯沖沉沒于大陸巖石圈之下，形成海溝和俯沖帶，大陸邊緣轉(zhuǎn)化為活動(dòng)大陸邊緣。當(dāng)板塊的俯沖作用占據(jù)優(yōu)勢(shì)時(shí)，大洋的發(fā)展便進(jìn)入威爾遜旋回第四個(gè)階段期，如太平洋。 如果消度大于海底擴(kuò)張速度，則大洋就會(huì)縮小，最后大洋脊本身也會(huì)消減下去（圖e），大洋進(jìn)入其第五個(gè)階段終中生代時(shí)的地中海，北緣橫貫著一系列俯沖帶，頗似今日的西太平洋；南緣瀕臨、、北非，為寬緩的大陸邊緣。古地中海洋底沿北緣海溝向北潛入歐亞大陸之現(xiàn)代地中海（主要指其東部）乃是古地中海萎縮后的殘余海洋，其內(nèi)部不見活動(dòng)的洋中脊，海盆相當(dāng)窄小，標(biāo)志了 （圖f） 線 任何一種合理的驅(qū)動(dòng)第一，能夠產(chǎn)生足夠大的力第二，必須合乎物理學(xué)，包括流體動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)、力學(xué)的基本原理第三，應(yīng)符合根據(jù)地球物理觀測(cè)得出的地球內(nèi)部的性質(zhì)最后，特 的是，驅(qū)動(dòng)機(jī)制所產(chǎn)生的效應(yīng)要與現(xiàn)代巖石圈的性和動(dòng)態(tài)一致，應(yīng)能解板塊構(gòu)造學(xué)說的提出已有30多年，板塊運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)制是什么？地科學(xué)家一直在進(jìn)行探討論的主要問題地幔對(duì)流（包括地幔柱的活動(dòng)）主導(dǎo)作用板塊運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力有什么驅(qū)動(dòng)力更為重 。地球內(nèi)部的熱對(duì)流最早是作為一種大陸漂移的驅(qū)動(dòng) 。（1931）通過定量計(jì)算證明了在地幔內(nèi)部滿足產(chǎn)生熱對(duì)流的條件。此）年Hess地幔對(duì)流作為板塊運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)制的最初模式認(rèn)為，（）上） A-軟流圈內(nèi)對(duì)流；B-全地幔對(duì)流產(chǎn)生于核=幔邊界的熱起的熱地幔對(duì)流的類重力對(duì)流。關(guān)于地幔對(duì)流問題的早期爭(zhēng)論是對(duì)流僅發(fā)生全地幔對(duì)軟流圈內(nèi)對(duì)WILSONIAN

MOMO HotDownwelling

Platetectonic Majoroverturns

作用于巖石圈板塊上的力有八種（下圖）。其中兩種作用于板塊底面的力板塊力，其余六種力以下對(duì)這些力的性質(zhì)作定性討論（Forsythet：作用于：作用于巖石圈板塊上的可能的八種力（據(jù)ForsythetFDE一地幔拖曳力；FCD一大陸拖曳力；FRP一洋脊推力；FSP一板片阻力；FSU一海溝吸力；FCR一碰撞阻力；FTF一轉(zhuǎn)換斷層阻 ThePlateTectonics 海溝吸力的可能來(lái)源（據(jù)Forsythet 據(jù)過去40Ma的大裂谷帶或匯聚帶推斷的板塊運(yùn)動(dòng)方獨(dú)立箭頭表示NUVEL-1模型的板塊運(yùn)動(dòng)方向，它與流線一致，不吻合出現(xiàn)在轉(zhuǎn)換板塊 板塊邊界劃分的主要依據(jù)是板塊邊緣的構(gòu)造、活板塊的邊界有三種類型：離散型、匯聚型和轉(zhuǎn)換型板塊邊界 海溝是匯聚型板塊邊生俯沖消減，因此它轉(zhuǎn)換斷層是一種特殊類型的板塊邊界。沿此種邊界既無(wú)板塊的增生，又板塊的