第二章海底地形與板塊構(gòu)造學(xué)說2013

第二章海底地形與板塊構(gòu)造學(xué)說2.1海底地形陸地多姿多態(tài)：山地、丘陵、平原、高原，河流、湖泊、峽谷等。海底會是怎樣一種形態(tài)呢？如何知道？海洋水深測量20世紀(jì)初期，回聲測量儀；二次世界大戰(zhàn)期間，聲納技術(shù)開始應(yīng)用。旁測聲納公元前85年，Posidonius開始滄海一粟、誤差大從衛(wèi)星上發(fā)射微波信號，海面反射微波信號，以此來測量海面高度的變化。一、水深測量技術(shù)發(fā)展繩測法聲納測量衛(wèi)星遙感測量原理：聲音在海水中傳播——反射或散射——接收處理——水深。二、海底地形

陸殼大洋地殼大陸邊緣洋脊洋盆先看一幅橫切大洋的剖面，可辨識哪些地形單元？？陸殼穩(wěn)定型活動型大陸架大陸坡大陸裙坡緩，海平面升降影響區(qū)轉(zhuǎn)折地帶、陡坡，海底峽谷（濁流成因）巨厚扇形堆積、海底峽谷出口島弧型大陸架、島弧、陸坡、海溝安第斯山型狹窄陸架、深邃海溝海岸河口岸、基巖岸、砂礫質(zhì)岸、淤泥質(zhì)岸、珊瑚礁岸和紅樹林岸、人工岸加州Montery以及Carmel海底峽谷之立體圖

不規(guī)則的“V”型侵蝕地形濁流是陸坡區(qū)海底混濁的攜帶著大量泥沙的、沿陸坡向下運動的水流。旁側(cè)聲納測量證明大西洋大陸坡基本上都是由海底峽谷占據(jù)主導(dǎo)海底峽谷常是陸源沉積物向外海輸送的重要通道。出口為大陸裙、扇形的巨厚的堆積體山腳下的沖積扇，海底峽谷出口處亦多有類似的沖積扇構(gòu)造

洋底洋盆大洋中脊海山、海島、海嶺、海臺中央裂谷斷裂帶轉(zhuǎn)換斷層全球最大山脈體系火山（黑煙囪）、地震活動帶脊槽相間排列火山成因深海平原平坦、面積大大西洋與印度洋的海底地形圖太平洋海底地形圖

2.2海底擴展與板塊構(gòu)造學(xué)說洋盆的形成與演化火山、地震帶的形成成因——海底擴張與板塊構(gòu)造學(xué)說大陸漂移學(xué)說海底擴張學(xué)說板塊構(gòu)造學(xué)說

板塊構(gòu)造板塊構(gòu)造學(xué)說是60年代興起的一種構(gòu)造運動理論。它是在大陸漂移學(xué)說、海底擴張學(xué)說的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。大陸漂移學(xué)說一、大陸漂移學(xué)說最初于1912年提出大陸漂移觀點，1915年出版《TheOriginofContinentsandOceans》系統(tǒng)論述大陸漂移學(xué)說AlfredWegener(1880-1930)德國氣象學(xué)家和地球物理學(xué)家一、大陸漂移學(xué)說1912年魏格納提出的大陸漂移學(xué)說的主要內(nèi)容（論點）：較輕的硅鋁質(zhì)大陸漂浮在較重的硅鎂層之上，并在其上發(fā)生漂移；全世界的大陸在古生代晚期曾連接成一體，稱為聯(lián)合古大陸或泛大陸(Pangea)，圍繞聯(lián)合古大陸的廣闊海洋稱為泛大洋；從中生代開始，泛大陸逐漸破裂、分離、漂移，碰撞成山、分裂成海，形成現(xiàn)代海陸分布的基本格局。一、大陸漂移學(xué)說——論點

全球大陸沿著大陸坡拼合的結(jié)果之所以沿著大陸坡拼合，是因為大陸坡處由于剝蝕作用引起的損失較小一、大陸漂移學(xué)說距今約200Ma前的聯(lián)合古大陸岡瓦納勞亞一、大陸漂移學(xué)說——論據(jù)古生物學(xué)證據(jù)之一：南大西洋兩岸恐龍化石具一致性，說明晚古生代-早中生代期間非洲與南美大陸是相連的一、大陸漂移學(xué)說——問題與挑戰(zhàn)：漂移機制1.認(rèn)為地殼滑動會產(chǎn)生極大的摩擦力，而要超過這么大的摩擦力而使地殼滑動，應(yīng)該會導(dǎo)致地殼支離破碎﹙例如兩大片巖石相互迭著，要將上面的一片做水平移動是何等的困難？﹚2.這么大的動力來源為何？由于受地球物理學(xué)的限制，當(dāng)時人們尚不知道地球內(nèi)部存在軟流圈，大陸漂移缺乏物質(zhì)基礎(chǔ)一、大陸漂移學(xué)說——復(fù)活的主要原因

1.20世紀(jì)50年代古地磁學(xué)進一步證實大陸確實發(fā)生過大規(guī)模的漂移；2.地球物理學(xué)的進展揭示了巖石圈下部的軟流圈，大陸漂移有了物質(zhì)基礎(chǔ)；3.海底地質(zhì)學(xué)的進展。二、海底擴張學(xué)說

提出：

20世紀(jì)60年代初期，由美國地質(zhì)學(xué)家迪茨（Dietz，1961）正式提出“海底擴張”的概念，赫斯（Hess，1962）加以深入闡述。二、海底擴張學(xué)說——論點（主要內(nèi)容）

論點1.地殼下方有地幔，而地幔的熱能熔融上部地幔的物質(zhì)形成「巖漿」，巖漿自洋中脊流出形成新的海洋地殼，新的地殼向兩側(cè)推擠，海洋地殼因而向兩側(cè)擴張2.老的海洋地殼則在另一端沒入地幔再度熔融成地幔的一部分，從而完成對老洋殼的更新.3.海底擴張是剛性巖石圈塊體馱在軟流圈上運動的結(jié)果，運動的驅(qū)動力是地幔物質(zhì)的熱對流；

4.如果地幔對流的上升流發(fā)生在大陸下面，就將導(dǎo)致大陸的分裂與大洋的開啟。二、海底擴張學(xué)說海底擴張作用對流環(huán)地幔上涌洋中脊海溝海溝火山島海底擴張學(xué)說的主要證據(jù)海底磁異常條帶沿洋中脊呈帶狀對稱分布的磁性正負(fù)異常帶就是海底磁異常條帶，單個磁異常條帶寬約數(shù)公里到數(shù)十公里，縱向上延伸數(shù)百公里而不受地形影響。二、海底擴張學(xué)說的主要證據(jù)海底磁異常條帶的形成模式圖解洋中脊處形成的玄武巖中的古地磁記錄了當(dāng)時的地磁場方向。不同的磁異常條帶反映的是不同的磁化方向。二、海底擴張學(xué)說的主要證據(jù)2.深海鉆探成果深海鉆探表明，深海沉積物由洋脊向兩側(cè)從無到有，從薄到厚，沉積層序由少到多，最底部沉積物的年齡越來越老，并且與海底磁異常條帶所預(yù)測的年齡十分吻合。3.轉(zhuǎn)換斷層

橫向錯斷大洋中脊、斷層的運動方向和性質(zhì)在斷層的兩端突然發(fā)生改變的斷層就是轉(zhuǎn)換斷層。全球大洋地殼的年齡洋殼的年齡不老于侏羅紀(jì)，相對于大陸地殼40多億年的年齡而言十分年青，說明洋殼處于不斷更新之中。大西洋底地貌

中間的山脈是大洋中脊（中央裂谷和轉(zhuǎn)換斷層）轉(zhuǎn)換斷層﹙三﹚板塊構(gòu)造學(xué)說由于累積了更多的海洋與地底結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，尤其是發(fā)現(xiàn)了「軟流圈」軟流圈的發(fā)現(xiàn)：藉由地震波速度發(fā)現(xiàn)的，因為軟流圈具有黏滯、流體狀的性質(zhì)，因此震波通過時速度較為緩慢﹙故有「低速帶」之稱﹚于1967~68年，勒比雄、麥肯齊、摩根，再以「大陸漂移說」「海底擴張說」為基礎(chǔ)，提出了「板塊構(gòu)造學(xué)說」軟流圈之上的堅硬部分稱為巖石圈地球表面的巖石圈可區(qū)分成許多板塊﹙以板塊為主角而非地殼﹚堅硬的巖石圈板塊可以在流質(zhì)的軟流圈上滑動，而不會有太大的摩擦力軟流圈的熱對流可使其上的巖石圈板塊移動﹙動力來源﹚

板塊的邊緣由于板塊的相互作用而成為地殼活動性強烈的地帶；板塊的相互作用從根本上控制了各種內(nèi)動力地質(zhì)作用及沉積作用的進程。三、板塊構(gòu)造——論點三、板塊構(gòu)造——板塊劃分三、板塊構(gòu)造——板塊邊界類型（1）離散型板塊邊界主要位于大洋中脊軸部，兩側(cè)板塊相背運動，軟流圈物質(zhì)上涌，冷凝成新的洋底巖石圈。大洋中脊三、板塊構(gòu)造——板塊邊界類型（2）匯聚型板塊邊界

相當(dāng)于海溝與板塊碰撞帶，兩側(cè)板塊相對運動，在板塊邊界造成擠壓、對沖或碰撞。又可分為俯沖邊界與碰撞邊界兩種次級類型。三、板塊構(gòu)造——板塊邊界類型（2）匯聚型邊界匯聚型板塊邊界縫合帶三、板塊構(gòu)造——板塊邊界類型(2)匯聚型邊界①俯沖邊界相鄰的大洋與大陸板塊發(fā)生相互疊覆，一般是大洋板塊俯沖到大陸板塊之下，也稱消減帶。分兩種次級類型：島弧-海溝型，俯沖帶上方發(fā)育島弧，主要見于西北太平洋邊緣；安第斯型（山弧-海溝型），大洋板塊沿陸緣海溝俯沖于山弧之下，主要見于南美大陸西部邊緣。三、板塊構(gòu)造——板塊邊界類型(2)匯聚型邊界①俯沖邊界日本海溝處的板塊俯沖作用與地震震源分布邊緣海大陸板塊島弧海溝軟流圈巖石圈三、板塊構(gòu)造——板塊邊界類型(2)匯聚型邊界①俯沖邊界安第斯型板塊俯沖帶以不發(fā)育島弧區(qū)別于太平洋西岸的島弧-海溝型俯沖帶加積楔軟流圈三、板塊構(gòu)造——板塊邊界類型(2)匯聚型邊界②碰撞邊界印度板塊與歐亞板塊的碰撞過程恒河平原縫合帶軟流圈俯沖的大洋巖石圈正在發(fā)育的加積楔青藏熔融三、板塊構(gòu)造——板塊邊界類型（3）轉(zhuǎn)換（平錯）型板塊邊界

相當(dāng)于轉(zhuǎn)換斷層，其兩側(cè)板塊互相剪切滑動，通常既沒有板塊的生長，也沒有板塊的消亡。

板塊運動的驅(qū)動力模型

A.地幔對流模式。巨大的對流環(huán)就像傳送帶一樣馱著巖石圈板塊運動；

B.重力拖曳。海溝處的拖曳力和大洋中脊處高密度物質(zhì)的水平重力分量拖曳著板塊水平運動；

C.熱柱模型認(rèn)為所有的向上對流被限定在幾個狹窄的地幔柱內(nèi)，而下降流則是冷的、重的俯沖著的大洋板塊。三、板塊構(gòu)造——

板塊運動的驅(qū)動機制問題（四）海洋盆地的形成與構(gòu)造演化板塊構(gòu)造學(xué)說認(rèn)為，大洋盆地的形成和演化與巖石圈板塊的分離和匯聚運動密切相關(guān)。Wilson(1974)研究了大陸分合與大洋開閉的關(guān)系，將大洋盆地的形成和構(gòu)造演化歸納為六個階段(表2-6)，這就是迄今具有重大意義的“Wilson旋回”。板塊構(gòu)造——

洋盆的形成和演化（板塊開合的“威爾遜旋回”）

板塊最初運動始于洋中脊，熱對流將地幔物質(zhì)帶至地表洋中脊部位，冷卻后便成為新生的洋底，并從大洋中脊向兩側(cè)