《地球科学导论》学习指导(第五章).docVIP

第五章 岩石圈板块运动与地质作用 §1 从大陆漂移到板块构造 1.1 大陆漂移的证据 ）应用电子计算机技术对大陆进行拼接 用电子计算机对大西洋两侧大陆进行拼合，发现最佳方案并非海岸线而是海平面以下915米等深线，其平均误差小于一个经度 ） 　　大西洋两岸北美和北欧之间地质构造具有一致性。 南半球各大陆找到的二叠纪爬行类等陆生生物有惊人的相似性。若把各大洲包括南极在内的大陆拼合在一起，晚古生代南半球各大陆的冰川分布，看来规律。此外，气候的分带性与现代气候带亦不协调。 　　通过对北半球不同时代古地磁北极位置的测定，把各地质时期古地磁极位置在图上连结成一个线，这条线称为地质时代的极移轨迹。大量资料表明，北美和欧洲所测的极移曲线并不相合，但形态大致相似。若将两大陆拼合在一起，则这两条曲线就会基本重合，说明大西洋的确曾经不存在，两个大陆曾经相连在一起。 以上事实说明，在距今大约2.5亿年以前地球上的确曾经存在一个统一大陆，这个大陆称为联合古陆。联合古陆大约在三叠纪后期，即约2亿年前开始破裂，并逐渐漂移,成为现今的海陆布局。那么大陆是怎样发生漂移的呢? 1.2 海底扩张 海底扩张作用是大洋岩石圈在洋中脊处裂开，地幔炽热的岩浆从这里涌出，冷却固结成新的大洋岩石圈，并把先期形成的岩石向两侧对称地推挤，导致大洋海底不断扩张。另一方面，在假设地球的体积和面积不变的情况下，大洋岩石圈也必然在大陆边缘的海沟处沿着消减带向大陆岩石圈之下俯冲，消亡于软流圈中。因此，海底扩张实质上是全球洋壳在不断地循环变化，2～3亿年内更新一次。海底扩张说的确凿证据是海底岩石年龄的分布：以年龄必威体育精装版的大洋中脊为轴，向两侧呈对称地分布，离中脊愈远愈老。我们怎样知道海底岩石的年龄呢? 　　海底年龄的测定首先应归功于古地磁学的研究。在东太平洋进行地磁研究，发现海底地磁呈整齐的条带，并都呈南北向展布，条带间距达几十公里。如果把所测定的磁异常带标到图上，并且沿中脊轴对褶过来，那么磁异常条带东西两侧将重合。磁异常曲线中峰与谷的顺序存在着惊人的对称性推断，地磁异常条带并非磁化强度不均匀引起的，而是地磁场方向的历史记录，地磁的正负异常对应于古地磁场的正反方向变化。这样海底就起到一台磁带录音机的作用，根据地磁场的正反方向变化记录下海洋扩张的历史。通过对太平洋、大西洋和印度洋所测得的地磁极性年表，证明全球的地磁正向期与反向期完全一致。从而肯定了海底扩张的普遍意义。 海底扩张与海底磁异常年龄（据W.C.Pitman等，1994） 从60年代以来，在各大洋打了上千个钻孔，根据所采集的放射虫标本鉴定发现：盖在玄武岩基底之上的最老沉积物年龄与根据磁异常所测得的年龄一致，并且愈接近洋中脊，洋底年龄愈新。 大洋钻孔测的岩石年龄，愈接近洋中脊年龄愈新 根据海底年龄编制的全球海底扩张模式图可以看出大洋中脊与最年轻的海底吻合。而通过磁异常条带年龄的测定可以建立等时线，从而得到自洋脊形成以来的年龄，最老的海底年龄只有1.7亿年，和最老的大陆年龄3840亿年相比是太年轻了。1.7亿年以前的洋壳到那儿去了呢？现在认为老洋壳沿海沟俯冲带进入上地幔软流圈消失了。 　　根据三大洋海底磁异常资料，如果以中脊作为磁异常计算的起点，在不同洋盆中可见，中脊两侧磁异常条带的宽度是不同的，表明海底扩张速度存在差异。参照每个磁异常条带的年龄及距中脊的距离，可以计算出各大洋的半扩张速率(只考虑中脊一侧)，计算结果表明海底扩张全速率范围为120cm/a。其中，太平洋中脊的扩张速率最大，北大西洋和红海的洋脊速率最小。 1.3 板块构造理论与威尔逊旋回 随着海底扩张说的提出：“大陆漂移”的观点被重新提出来了，但与以往认为硅铝质陆壳在硅镁质洋壳上漂移的模式不同，而是镶嵌着大陆的刚性岩石圈板块在塑性的高温软流圈上漂移。这一模式对于解释岩石圈容易破裂、移动和地壳变形等具有重要意义。 海底扩张有两种情况一种是太平洋型，从大洋中脊新产生的大洋岩石圈，把老的大洋岩石圈向两侧推挤到大陆边缘的海沟处，并沿消减带分别俯冲到两侧陆壳板块之下，消失于上地幔软流圈中。另一种是大西洋型，洋中脊新生的大洋岩石圈向两侧推挤时，只是推动美洲大陆和非洲大陆向东西两侧移动，其间并没有发生俯冲消减作用。因此海底扩张的发现，必然导致板块理论的出现。即地球岩石圈是由几个固定的大陆和洋盆组成的刚性块体，目前多数学者认为现代的岩石圈已破裂成12个板块。镶嵌在岩石圈中的大陆随着运动着的板块漂移。 　　根据板块构造理论，刚性的岩石圈板块漂浮在部分熔融的塑性软流圈上，沿着一个总的方向滑动，根据与相邻板块的相对运动方式，我们可以确定三种不同类型的板块边界。 离散型板块边界 所有大洋中脊都是本类型板块边界，两侧板块沿着相反的方向运动，两侧以频繁的线状玄武岩浆上涌，拉张作用引起浅源地震和高