普通地质学：第09章 板块构造.ppt

第九章第九章 板块构造板块构造20112011年年2 2月月东华理工大学地球科学学院东华理工大学地球科学学院第一节第一节 大陆漂移大陆漂移第九章第九章 板块构造板块构造第二节第二节 海底扩张海底扩张第三节第三节 板块构造板块构造 关于构造运动的起因、大地构造特征及其关于构造运动的起因、大地构造特征及其演变规律问题，是地质学上长期争论和探索的演变规律问题，是地质学上长期争论和探索的重大问题出现过很多种学说，重大问题出现过很多种学说，槽－台说槽－台说、、大大陆漂移说陆漂移说、、海底扩张说海底扩张说、、板块构造学说板块构造学说、、地球地球自转速率变化说自转速率变化说、、地洼说地洼说等总的分为两大类：等总的分为两大类：一是一是“固定论固定论”，，二是二是“活动论活动论”由于20世世纪纪40年代以来，海洋地质、海底地貌、地球化年代以来，海洋地质、海底地貌、地球化学、地球物理及深部地压的深入研究，获得了学、地球物理及深部地压的深入研究，获得了大量的实际资料，大量的实际资料，“活动论活动论”逐渐被广大学者逐渐被广大学者接受板块构造学说占据了主导地位板块构造学说占据了主导地位。

第九章第九章 板块构造板块构造 上世纪六十年代末兴起的板块构造上世纪六十年代末兴起的板块构造学说，从全局上囊括全球构造演化多方学说，从全局上囊括全球构造演化多方面的基本问题，解决了面的基本问题，解决了“地球是怎样活地球是怎样活动的动的”问题，极大地推动了地球科学的问题，极大地推动了地球科学的发展而地幔柱地幔柱的提出完善了板块构造的提出完善了板块构造 学说的诸多不足学说的诸多不足 第九章第九章 板块构造板块构造第一节第一节 大陆漂移大陆漂移第九章第九章 板块构造板块构造第二节第二节 海底扩张海底扩张第三节第三节 板块构造板块构造第一节第一节 大陆漂移大陆漂移 大陆漂移：是德国探险大陆漂移：是德国探险家和地球物理学家家和地球物理学家魏格纳魏格纳提提出他从的出他从的西洋两岸大陆边西洋两岸大陆边缘形态正好可以拼接缘形态正好可以拼接起来的起来的现象着手，搜集了大量有关现象着手，搜集了大量有关地质构造地质构造、、古气候古气候、、岩石和岩石和化石化石等资料，分析研究了它等资料，分析研究了它们的相似性之后，提出了大们的相似性之后，提出了大陆漂移的设想陆漂移的设想。

二二亿亿年年前前的的地地球球 劳亚古陆劳亚古陆冈瓦纳古陆冈瓦纳古陆特提斯海特提斯海第一节第一节 大陆漂移大陆漂移 大陆漂移说最大的缺陷就是未能正确大陆漂移说最大的缺陷就是未能正确大陆漂移说最大的缺陷就是未能正确大陆漂移说最大的缺陷就是未能正确说明说明说明说明大陆漂移的动力学机制大陆漂移的动力学机制大陆漂移的动力学机制大陆漂移的动力学机制，所，所，所，所认为认为认为认为的驱的驱的驱的驱动大陆漂移的潮汐摩擦力和动大陆漂移的潮汐摩擦力和动大陆漂移的潮汐摩擦力和动大陆漂移的潮汐摩擦力和指向赤道的离指向赤道的离指向赤道的离指向赤道的离极力极力极力极力, ,都都都都太小，不足以引起大陆漂移太小，不足以引起大陆漂移太小，不足以引起大陆漂移太小，不足以引起大陆漂移第二节第二节 海底扩张海底扩张 海底扩张：美国的海底扩张：美国的海底扩张：美国的海底扩张：美国的赫斯赫斯赫斯赫斯和和和和迪茨迪茨迪茨迪茨在地幔对流说的基础上，在地幔对流说的基础上，在地幔对流说的基础上，在地幔对流说的基础上，提出了海底扩张说。

这一学说认为，提出了海底扩张说这一学说认为，提出了海底扩张说这一学说认为，提出了海底扩张说这一学说认为，地幔物质从大洋中脊地幔物质从大洋中脊地幔物质从大洋中脊地幔物质从大洋中脊和大陆裂谷处上升涌出和大陆裂谷处上升涌出和大陆裂谷处上升涌出和大陆裂谷处上升涌出，涌出的地幔物质，涌出的地幔物质，涌出的地幔物质，涌出的地幔物质冷凝成新的洋底，冷凝成新的洋底，冷凝成新的洋底，冷凝成新的洋底，并推开先形成的洋底并推开先形成的洋底并推开先形成的洋底并推开先形成的洋底，，，，逐渐向两侧对称扩张逐渐向两侧对称扩张逐渐向两侧对称扩张逐渐向两侧对称扩张当洋底扩张当洋底扩张当洋底扩张当洋底扩张到达海沟处，向下俯冲，重新回到地幔中到达海沟处，向下俯冲，重新回到地幔中到达海沟处，向下俯冲，重新回到地幔中到达海沟处，向下俯冲，重新回到地幔中 第二节第二节 海底扩张海底扩张 地幔物质从洋中脊涌出，推动二侧的物质对称地幔物质从洋中脊涌出，推动二侧的物质对称地幔物质从洋中脊涌出，推动二侧的物质对称地幔物质从洋中脊涌出，推动二侧的物质对称运移运移运移运移, ,使大洋生长变宽，冷却后密度变大，然后使大洋生长变宽，冷却后密度变大，然后使大洋生长变宽，冷却后密度变大，然后使大洋生长变宽，冷却后密度变大，然后断裂，形成海沟，洋壳板块在海沟处俯冲消减。

断裂，形成海沟，洋壳板块在海沟处俯冲消减断裂，形成海沟，洋壳板块在海沟处俯冲消减断裂，形成海沟，洋壳板块在海沟处俯冲消减海底主要特征：海底主要特征：海底主要特征：海底主要特征：1.1.洋底扩张速度平均洋底扩张速度平均洋底扩张速度平均洋底扩张速度平均2-5cm/2-5cm/年年年年；；；；二亿年二亿年二亿年二亿年洋底更新一次洋底更新一次洋底更新一次洋底更新一次所以洋底无中生代以前的岩石所以洋底无中生代以前的岩石所以洋底无中生代以前的岩石所以洋底无中生代以前的岩石2.2.洋底表层洋底表层洋底表层洋底表层沉积物最厚处沉积物最厚处沉积物最厚处沉积物最厚处600600米米米米，相当于一亿年中堆，相当于一亿年中堆，相当于一亿年中堆，相当于一亿年中堆积的厚度积的厚度积的厚度积的厚度3.3.存在一连串的存在一连串的存在一连串的存在一连串的海底平顶山海底平顶山海底平顶山海底平顶山第一节第一节 海底扩张海底扩张第三节第三节 板块构造板块构造 板块构造归纳了板块构造归纳了板块构造归纳了板块构造归纳了大陆漂移大陆漂移大陆漂移大陆漂移和和和和海底扩张海底扩张海底扩张海底扩张取得的重要成果，并及时吸取当时对地球取得的重要成果，并及时吸取当时对地球取得的重要成果，并及时吸取当时对地球取得的重要成果，并及时吸取当时对地球上部层圈上部层圈上部层圈上部层圈————岩石圈和软流圈所获得的新岩石圈和软流圈所获得的新岩石圈和软流圈所获得的新岩石圈和软流圈所获得的新认识，认识，认识，认识，从全球统一的角度，阐明了地球活从全球统一的角度，阐明了地球活从全球统一的角度，阐明了地球活从全球统一的角度，阐明了地球活动和演化的许多重大问题动和演化的许多重大问题动和演化的许多重大问题动和演化的许多重大问题。

板块构造的提板块构造的提板块构造的提板块构造的提出，被誉为出，被誉为出，被誉为出，被誉为地球科学上的一场革命地球科学上的一场革命地球科学上的一场革命地球科学上的一场革命一、板块构造的提出一、板块构造的提出 第三节第三节 板块构造板块构造 板块构造学的发展和创立大致可分板块构造学的发展和创立大致可分板块构造学的发展和创立大致可分板块构造学的发展和创立大致可分    3 3 3 3    个阶段：个阶段：个阶段：个阶段：1912191219121912年德国学者年德国学者年德国学者年德国学者A.L.A.L.A.L.A.L.魏格纳魏格纳魏格纳魏格纳提出了提出了提出了提出了大陆漂移说大陆漂移说大陆漂移说大陆漂移说，，，，50505050年代年代年代年代古地磁的研究测得各地在地质时代中的古地磁的研究测得各地在地质时代中的古地磁的研究测得各地在地质时代中的古地磁的研究测得各地在地质时代中的磁极位置变化磁极位置变化磁极位置变化磁极位置变化多端多端多端多端，用大陆固定论无法解释，采用大陆漂移说则可，用大陆固定论无法解释，采用大陆漂移说则可，用大陆固定论无法解释，采用大陆漂移说则可，用大陆固定论无法解释，采用大陆漂移说则可得到圆满解释，大陆漂移说随之受到重视。

得到圆满解释，大陆漂移说随之受到重视得到圆满解释，大陆漂移说随之受到重视得到圆满解释，大陆漂移说随之受到重视60606060年代美国地质学家年代美国地质学家年代美国地质学家年代美国地质学家H.H.H.H.H.H.H.H.赫斯和赫斯和赫斯和赫斯和R.S.R.S.R.S.R.S.迪茨迪茨迪茨迪茨提出了提出了提出了提出了得到海得到海得到海得到海底磁异常研究支持底磁异常研究支持底磁异常研究支持底磁异常研究支持的的的的海底扩张说海底扩张说海底扩张说海底扩张说，论述了洋壳的产生，论述了洋壳的产生，论述了洋壳的产生，论述了洋壳的产生和消亡，和消亡，和消亡，和消亡，并获得深海钻探的验证并获得深海钻探的验证并获得深海钻探的验证并获得深海钻探的验证1965196519651965年加拿大学者年加拿大学者年加拿大学者年加拿大学者J.T.J.T.J.T.J.T.威尔逊威尔逊威尔逊威尔逊建立建立建立建立转换断层转换断层转换断层转换断层概念并概念并概念并概念并指出指出指出指出，，，，连绵不绝的活动带网络将地球表层划分为若干刚性板连绵不绝的活动带网络将地球表层划分为若干刚性板连绵不绝的活动带网络将地球表层划分为若干刚性板连绵不绝的活动带网络将地球表层划分为若干刚性板块块块块。

1967196719671967～～～～1968196819681968年法国人年法国人年法国人年法国人    X.X.X.X.勒皮雄勒皮雄勒皮雄勒皮雄、美国人、美国人、美国人、美国人D.P.D.P.D.P.D.P.麦麦麦麦肯齐肯齐肯齐肯齐将转换断层概念外延到球面上，将转换断层概念外延到球面上，将转换断层概念外延到球面上，将转换断层概念外延到球面上，定量地论述了板定量地论述了板定量地论述了板定量地论述了板块运动，确立了板块构造学的基本原理块运动，确立了板块构造学的基本原理块运动，确立了板块构造学的基本原理块运动，确立了板块构造学的基本原理一、板块构造的提出一、板块构造的提出 第三节第三节 板块构造板块构造 二、二、二、二、板块构造的基本观点板块构造的基本观点板块构造的基本观点板块构造的基本观点（（1）由地壳和软流圈之上的固态上地幔构成的岩石圈，）由地壳和软流圈之上的固态上地幔构成的岩石圈，以以洋中脊、俯冲带和转换断层洋中脊、俯冲带和转换断层为界，分成若干个刚性块为界，分成若干个刚性块体（即板块）体（即板块）2）以）以地幔对流地幔对流为基本动力，板块在软流圈上作大规为基本动力，板块在软流圈上作大规模的模的水平运动水平运动。

3）岩石圈板块间的相对运动分为三种形式：）岩石圈板块间的相对运动分为三种形式：沿洋脊沿洋脊裂谷系的分离运动裂谷系的分离运动导致海底扩张而导致海底扩张而生成新的洋壳生成新的洋壳；；沿沟沿沟岛弧系和大陆新造山带的汇聚运动岛弧系和大陆新造山带的汇聚运动导致大洋板块俯冲至导致大洋板块俯冲至大陆板块之下的地幔深处消亡，引起大陆板块之下的地幔深处消亡，引起造山运动和陆壳增造山运动和陆壳增生作用生作用；；沿转换断层的平移运动沿转换断层的平移运动，这里岩石圈板块，这里岩石圈板块既不既不生长也不消减生长也不消减4）板块内部基本不变形，板块边缘是地壳活动最强）板块内部基本不变形，板块边缘是地壳活动最强烈的地带烈的地带5）板块的相互作用控制了各种内动力地质作用过程，）板块的相互作用控制了各种内动力地质作用过程，是地球表面最重要的构造作用是地球表面最重要的构造作用第三节第三节 板块构造板块构造 三、三、三、三、板块的边界类型板块的边界类型板块的边界类型板块的边界类型 从板块之间的相对运动方式可将从板块之间的相对运动方式可将从板块之间的相对运动方式可将从板块之间的相对运动方式可将板块边界分为三种基本类型板块边界分为三种基本类型板块边界分为三种基本类型板块边界分为三种基本类型: : : :分离（离散）型板块边界分离（离散）型板块边界分离（离散）型板块边界分离（离散）型板块边界汇聚（会聚）型板块边界汇聚（会聚）型板块边界汇聚（会聚）型板块边界汇聚（会聚）型板块边界俯冲带俯冲带碰撞带碰撞带平错型板块边界平错型板块边界平错型板块边界平错型板块边界 板块以每年数厘米的速度不停板块以每年数厘米的速度不停地运动着，其相对运动方式有：地运动着，其相对运动方式有：离散运动、汇聚运动、侧向错动离散运动、汇聚运动、侧向错动。

第三节第三节 板块构造板块构造 三、三、三、三、板块的边界类型及板块的划分板块的边界类型及板块的划分板块的边界类型及板块的划分板块的边界类型及板块的划分第三节第三节 板块构造板块构造 三、三、三、三、板块的边界类型及板块的划分板块的边界类型及板块的划分板块的边界类型及板块的划分板块的边界类型及板块的划分第三节第三节 板块构造板块构造 四、四、四、四、全球岩石圈板块的划分全球岩石圈板块的划分全球岩石圈板块的划分全球岩石圈板块的划分依据：地震带依据：地震带依据：地震带依据：地震带六大板块六大板块六大板块六大板块(1968(1968(1968(1968年法国勒皮雄年法国勒皮雄年法国勒皮雄年法国勒皮雄X.LePichonX.LePichonX.LePichonX.LePichon划分划分划分划分) ) ) ) 欧亚板块、非洲板块、印度板块（或称大洋洲板块、欧亚板块、非洲板块、印度板块（或称大洋洲板块、欧亚板块、非洲板块、印度板块（或称大洋洲板块、欧亚板块、非洲板块、印度板块（或称大洋洲板块、印度印度印度印度- - - -澳大利亚板块）、太平洋板块、美洲板块和南澳大利亚板块）、太平洋板块、美洲板块和南澳大利亚板块）、太平洋板块、美洲板块和南澳大利亚板块）、太平洋板块、美洲板块和南极洲板块。

极洲板块极洲板块极洲板块12121212大板块大板块大板块大板块（许多微板块）（许多微板块）（许多微板块）（许多微板块）欧亚板块、北美板块、南美板块、非洲板块、阿拉欧亚板块、北美板块、南美板块、非洲板块、阿拉欧亚板块、北美板块、南美板块、非洲板块、阿拉欧亚板块、北美板块、南美板块、非洲板块、阿拉伯板块、南极洲板块；伯板块、南极洲板块；伯板块、南极洲板块；伯板块、南极洲板块；太平洋板块、菲律宾板块、印度太平洋板块、菲律宾板块、印度太平洋板块、菲律宾板块、印度太平洋板块、菲律宾板块、印度- - - -澳大利亚板块、加澳大利亚板块、加澳大利亚板块、加澳大利亚板块、加勒比板块、纳兹卡板块和可可板块勒比板块、纳兹卡板块和可可板块勒比板块、纳兹卡板块和可可板块勒比板块、纳兹卡板块和可可板块第三节第三节 板块构造板块构造 四、四、四、四、全球岩石圈板块的划分全球岩石圈板块的划分全球岩石圈板块的划分全球岩石圈板块的划分12个板块是在六大板块基础上的划分：个板块是在六大板块基础上的划分： 美洲板块美洲板块划分为南美板块、北美板块及两者之间划分为南美板块、北美板块及两者之间的加勒比板块；的加勒比板块； 太平洋板块太平洋板块西侧划分出菲律宾板块；西侧划分出菲律宾板块； 非洲板块非洲板块东北部划分出阿拉伯板块；东北部划分出阿拉伯板块； 东太平洋中隆以东与秘鲁东太平洋中隆以东与秘鲁—智利海沟及中美洲之智利海沟及中美洲之间（原属间（原属南极洲板块南极洲板块）划分出纳兹卡板块和可可板块。

划分出纳兹卡板块和可可板块 第三节第三节 板块构造板块构造全球十二个主要板块的分布全球十二个主要板块的分布第三节第三节 板块构造板块构造五、所解决的地学问题五、所解决的地学问题 板板板板块块块块构构构构造造造造理理理理论论论论的的的的提提提提出出出出，，，，成成成成功功功功的的的的回回回回答答答答了了了了先先先先前前前前其其其其他他他他构构构构造造造造学学学学说说说说难难难难于于于于解解解解释释释释的的的的地地地地学学学学问问问问题题题题，，，，诸诸诸诸如如如如大大大大陆陆陆陆裂裂裂裂解解解解、、、、大大大大洋洋洋洋扩扩扩扩张张张张、、、、板块俯冲板块俯冲板块俯冲板块俯冲、、、、板块碰撞板块碰撞板块碰撞板块碰撞、、、、火山地震分布火山地震分布火山地震分布火山地震分布等许多地学现象等许多地学现象等许多地学现象等许多地学现象 最最最最大大大大的的的的成成成成功功功功之之之之处处处处就就就就在在在在于于于于解解解解决决决决了了了了这这这这些些些些现现现现象象象象产产产产生生生生的的的的动动动动力力力力来来来来源源源源问问问问题题题题，，，，认认认认为为为为板板板板块块块块的的的的相相相相互互互互作作作作用用用用是是是是引引引引起起起起大大大大地地地地构构构构造造造造活活活活动动动动的的的的基本原因基本原因基本原因基本原因。

比比比比如如如如汇汇汇汇聚聚聚聚型型型型板板板板块块块块边边边边界界界界，，，，当当当当大大大大洋洋洋洋岩岩岩岩石石石石圈圈圈圈与与与与大大大大陆陆陆陆岩岩岩岩石石石石圈圈圈圈板板板板块块块块相相相相遇遇遇遇时时时时，，，，比比比比重重重重较较较较大大大大的的的的洋洋洋洋壳壳壳壳板板板板会会会会下下下下插插插插或或或或俯俯俯俯冲冲冲冲到到到到陆陆陆陆壳壳壳壳板板板板块块块块之之之之下下下下；；；；但但但但如如如如果果果果是是是是陆陆陆陆壳壳壳壳板板板板块块块块之之之之间间间间会会会会聚聚聚聚，，，，由由由由于于于于两两两两者者者者性性性性质质质质相相相相似似似似，，，，将将将将不不不不会会会会发发发发生生生生类类类类似似似似洋洋洋洋壳壳壳壳与与与与陆陆陆陆壳壳壳壳板板板板块块块块之之之之间间间间的的的的俯俯俯俯冲冲冲冲事事事事件件件件，，，，其最终结果是碰撞上隆形成山脉其最终结果是碰撞上隆形成山脉其最终结果是碰撞上隆形成山脉其最终结果是碰撞上隆形成山脉第三节第三节 板块构造板块构造五、所解决的地学问题五、所解决的地学问题板板板板块块块块运运运运动动动动及及及及大大大大洋洋洋洋的的的的形形形形成成成成第三节第三节 板块构造板块构造板板块块运运动动及及大大洋洋的的闭闭合合第三节第三节 板块构造板块构造六、大陆边缘六、大陆边缘1.稳定大陆边缘稳定大陆边缘:又称被动大陆边缘，是大陆与大又称被动大陆边缘，是大陆与大洋连续过渡，没有海沟，缺少地震和岩浆活动。

洋连续过渡，没有海沟，缺少地震和岩浆活动第三节第三节 板块构造板块构造六、大陆边缘六、大陆边缘2.活动大陆边缘活动大陆边缘第三节第三节 板块构造板块构造七七. .威尔逊旋回威尔逊旋回（（19741974年提出，加拿大人，年提出，加拿大人，19931993年去世）年去世）定义：发生在岩石圈板块中复杂交替的大洋开合旋回定义：发生在岩石圈板块中复杂交替的大洋开合旋回 为板块构造理论的总纲和精髓为板块构造理论的总纲和精髓, ,它控制了地球表层活它控制了地球表层活 动与演化格局动与演化格局 它将大洋演化分为它将大洋演化分为6 6大阶段：大阶段：①①萌芽萌芽阶段阶段( (裂谷裂谷, ,双峰火山岩；东非裂谷双峰火山岩；东非裂谷) )②②幼年阶段（狭海，双峰火山岩；红海）幼年阶段（狭海，双峰火山岩；红海）③③成年成年阶段阶段( (洋中脊及洋盆，拉斑及碱性玄武岩；大西洋洋中脊及洋盆，拉斑及碱性玄武岩；大西洋) )④④收缩阶段（沟收缩阶段（沟——弧系弧系, ,安山岩和花岗闪长岩；太平洋）安山岩和花岗闪长岩；太平洋）⑤⑤结束阶段结束阶段( (造山带造山带, ,混杂岩体混杂岩体,S,S型花岗岩型花岗岩, ,蒸发岩蒸发岩; ;地中海地中海) )⑥⑥大陆碰撞阶段大陆碰撞阶段( (造山后期红层堆积；喜山造山后期红层堆积；喜山) )。

第三节第三节 板块构造板块构造第三节第三节 板块构造板块构造第三节第三节 板块构造板块构造八、板块运动的驱动力八、板块运动的驱动力 1.岩石圈块体绕球面的旋转运动岩石圈块体绕球面的旋转运动 位于地球表面的块体，沿着球面绕各自的旋位于地球表面的块体，沿着球面绕各自的旋转轴而运动由于转轴而运动由于距离旋转极远近不同的块体，其距离旋转极远近不同的块体，其运动的线速度不同，而造成块体之间运动运动的线速度不同，而造成块体之间运动2.板块运动的驱动力板块运动的驱动力 板块构造学说认为板块运动的驱动力来自板块构造学说认为板块运动的驱动力来自地幔地幔对流对流，认为地幔中，认为地幔中温度差或密度差的存在可引起物温度差或密度差的存在可引起物质的缓慢移动质的缓慢移动，，热的、轻的地幔物质上升，冷的、热的、轻的地幔物质上升，冷的、重的物质下沉，连接起来构成一个个对流环重的物质下沉，连接起来构成一个个对流环 从从而使驮在软流圈之上的岩石圈板块是由于地幔对流而使驮在软流圈之上的岩石圈板块是由于地幔对流的拖曳作用而运动的，地幔上升流使板块分离，下的拖曳作用而运动的，地幔上升流使板块分离，下降流使板块聚合。

降流使板块聚合第三节第三节 板块构造板块构造第三节第三节 板块构造板块构造九、板块构造理论的最新进展九、板块构造理论的最新进展-大陆动力学大陆动力学 1.复杂的大陆构造问题复杂的大陆构造问题 陆地上的盆山地貌陆地上的盆山地貌和海底差别很大，长期复和海底差别很大，长期复杂的更新改造和许多复杂区域块体的边界特征，很杂的更新改造和许多复杂区域块体的边界特征，很难用简单的洋壳俯冲难用简单的洋壳俯冲-碰撞理论模式来解释碰撞理论模式来解释 以大陆地质问题为研究目标的以大陆地质问题为研究目标的大陆动力学大陆动力学，成，成为发展和完善板块构造理论的一个研究新领域为发展和完善板块构造理论的一个研究新领域2.重要进展与新的研究方向重要进展与新的研究方向 近近20-30年间：滑线场、大陆俯冲、变质核杂年间：滑线场、大陆俯冲、变质核杂岩、全球超大陆、板片拆离、陆内变形岩、全球超大陆、板片拆离、陆内变形作业题作业题1.试述板块边缘的类型？试述板块边缘的类型？ 2.试述大陆边缘的类型？试述大陆边缘的类型？ 。