普通地质学笫九章板块构造.pptx
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1、第一节 大陆漂移一、大陆漂移学说的创立一、大陆漂移学说的创立 大陆漂移的设想早在大陆漂移的设想早在19世纪初就出现了。世纪初就出现了。最初提出是为了解释大西洋两岸明显的对应最初提出是为了解释大西洋两岸明显的对应 性。性。1915年德国气象学家兼地质学家魏格纳年德国气象学家兼地质学家魏格纳(18801930)正式提出大陆漂移说。它在)正式提出大陆漂移说。它在大陆和海洋的起源大陆和海洋的起源一书中,不仅从古气侯,一书中,不仅从古气侯,而且从整个科学领域论证了大陆漂移。大陆漂移学说提出后,受而且从整个科学领域论证了大陆漂移。大陆漂移学说提出后,受到来自固定论的地质学家和地球物理学家的强烈反对。到来自
2、固定论的地质学家和地球物理学家的强烈反对。1930年魏年魏格纳在格陵兰的一次科学考察中因心脏病突发,死于雪原中。在格纳在格陵兰的一次科学考察中因心脏病突发,死于雪原中。在魏格纳生前,大陆漂移说没有得到广泛接受。魏格纳生前,大陆漂移说没有得到广泛接受。第1页/共37页1、大陆漂移的七个主要证据、大陆漂移的七个主要证据(1)大西洋两岸大陆轮廓非常吻合,)大西洋两岸大陆轮廓非常吻合,即南美洲和非洲可以拼接起来。即南美洲和非洲可以拼接起来。(2)大西洋两岸许多浅海和陆生古)大西洋两岸许多浅海和陆生古生物种属相同。二叠纪内陆爬行动物生物种属相同。二叠纪内陆爬行动物中龙,分别发现在非洲和南美洲。中龙,分别
3、发现在非洲和南美洲。(3)非洲南部开普山脉的二叠纪地层)非洲南部开普山脉的二叠纪地层向西延伸至南美的布宜诺思艾利斯一带。向西延伸至南美的布宜诺思艾利斯一带。(4)非洲的前寒武纪片麻岩可与巴西的)非洲的前寒武纪片麻岩可与巴西的同类地层对比。同类地层对比。(5)在北半球,挪威苏格兰加里东褶皱)在北半球,挪威苏格兰加里东褶皱带越过大西洋后出现在加拿大和美国海岸;带越过大西洋后出现在加拿大和美国海岸;(6)在印度、澳大利亚、非洲、南美洲和南极大陆发现石炭纪二叠纪的冰川遗迹、)在印度、澳大利亚、非洲、南美洲和南极大陆发现石炭纪二叠纪的冰川遗迹、而冰川遗迹指示的古冰川运动方向均符合大陆漂移的结论;而冰川遗
4、迹指示的古冰川运动方向均符合大陆漂移的结论;(7)部分地球物理和大地测量资料。)部分地球物理和大地测量资料。南南美美洲洲非非洲洲布宜诺思艾利斯布宜诺思艾利斯开普山脉开普山脉大大 西西 洋洋第2页/共37页 2、大陆漂移学说的主要论点、大陆漂移学说的主要论点 魏格纳认为,大陆是由较轻的刚性硅铝质岩层组成,它漂浮在其下粘性较大魏格纳认为,大陆是由较轻的刚性硅铝质岩层组成,它漂浮在其下粘性较大的硅镁质岩层之上。晚石炭纪地球表面只有一个大陆,这个大陆称为的硅镁质岩层之上。晚石炭纪地球表面只有一个大陆,这个大陆称为联合古陆或联合古陆或泛大陆泛大陆。由于受地球自转时产生的离心力和潮汐力的影响,侏罗纪开始,
5、联合古。由于受地球自转时产生的离心力和潮汐力的影响,侏罗纪开始,联合古陆裂解、漂移,最终形成现在的地理格局。陆裂解、漂移,最终形成现在的地理格局。联联合合古古陆陆北北美美南南美美欧欧亚亚非非洲洲南极洲南极洲澳澳洲洲晚石炭纪晚石炭纪现现 在在第3页/共37页 海底扩张和板块构造的提出给早期的大陆漂移说注入了新的生命力。现已海底扩张和板块构造的提出给早期的大陆漂移说注入了新的生命力。现已获得证据表明,魏格纳的大陆漂移说的基本设想是正确的。经过几代地球科学获得证据表明,魏格纳的大陆漂移说的基本设想是正确的。经过几代地球科学家的努力,现在己经建了各地质时期大陆漂移的路径和各时期古地理格局,并家的努力,
6、现在己经建了各地质时期大陆漂移的路径和各时期古地理格局,并得到大多数科学家的赞同。得到大多数科学家的赞同。6060年代初布拉德,取大陆坡一半深度,年代初布拉德,取大陆坡一半深度,沿约沿约900900米的等深线作为拼接基线,运用米的等深线作为拼接基线,运用计算机将南大西洋两侧大陆拼接成最佳计算机将南大西洋两侧大陆拼接成最佳图式,拼接结果发现大陆漂移过程中并非图式,拼接结果发现大陆漂移过程中并非单纯的测向平移,还兼有不同程度的旋转。单纯的测向平移,还兼有不同程度的旋转。第4页/共37页 迪茨和霍迪茨和霍尔登在新的理尔登在新的理论基础上,利论基础上,利用古地磁方法用古地磁方法测定极移路线测定极移路线
7、重建了重建了2 2亿年亿年来联合古陆解来联合古陆解体的系列略图,体的系列略图,为全球性大陆为全球性大陆漂移提供了直漂移提供了直观的图像。观的图像。由于海底由于海底扩张说的兴起扩张说的兴起以及众多的新以及众多的新事实的发现,事实的发现,大陆漂移说经大陆漂移说经过半个世纪的过半个世纪的沉默之后又再沉默之后又再度兴起。度兴起。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晚三叠纪晚三叠纪(180百万年前百万年前)二叠纪(225百万年前)晚侏罗纪晚侏罗纪(135百万年前百万年前)晚白垩纪(65百万年前)现在现在联联合合古古陆陆南方湾南方湾北方湾特提斯海联合古陆阶段特特提提斯斯海海开开始始裂裂解解
8、特提斯海基本贯通,印度离开非洲特提斯海基本贯通,印度离开非洲南北美洲与欧洲、非洲裂开形成南北美洲与欧洲、非洲裂开形成大西洋,非洲与南极洲裂开形成大西洋,非洲与南极洲裂开形成印度洋,非洲与欧洲碰撞。印度洋,非洲与欧洲碰撞。大西洋、印度洋扩大,澳大利亚离大西洋、印度洋扩大,澳大利亚离开南极洲,印度与欧亚地块碰撞。开南极洲,印度与欧亚地块碰撞。大大西西洋洋印印度度洋洋大西洋印度洋印度洋北北美美南南美美非非洲洲欧欧亚亚洲洲澳澳南极洲南极洲第5页/共37页第二节 海 底 扩 张第6页/共37页一、海底扩张的起源1、洋底地质考察、洋底地质考察 第二次世界大战后广泛开展了海洋地质和海洋地球物理研第二次世界大
9、战后广泛开展了海洋地质和海洋地球物理研究,取得了前所未有的成果。为海底扩张说的兴起提供了丰富的第一手资料。究,取得了前所未有的成果。为海底扩张说的兴起提供了丰富的第一手资料。水深测量:水深测量:采用回声测深仪和侧向扫描采用回声测深仪和侧向扫描声纳等仪器。声纳等仪器。查明了大洋的水深和海底及查明了大洋的水深和海底及海底基岩起伏变化情况。海底基岩起伏变化情况。利用潜水装置深入洋底直接观测、取样利用潜水装置深入洋底直接观测、取样和摄影:和摄影:1960年深潜器潜到马里亚纳海沟年深潜器潜到马里亚纳海沟10919米深度,创造了世界上最深的潜水记米深度,创造了世界上最深的潜水记录。录。1961年和年和19
10、66年核潜艇穿过北极考察,年核潜艇穿过北极考察,确定了洋脊系统在北冰洋底的延伸确定了洋脊系统在北冰洋底的延伸。1966年到年到1971年美法联合完成了对大西洋年美法联合完成了对大西洋洋脊裂谷的深潜考察。洋脊裂谷的深潜考察。海洋地球物理研究:海洋地球物理研究:对洋底进行地磁对洋底进行地磁,重力重力,地地震和地热等测量,震和地热等测量,为查明洋底构造物质成分以及为查明洋底构造物质成分以及洋壳结构提供了重要资料。洋壳结构提供了重要资料。海底钻探取样及对样品分析及综合研究。海底钻探取样及对样品分析及综合研究。格洛玛号第7页/共37页2、海底地形单元的认识 根据海底起伏状况和海水深度,海底地形分为四个基
11、本单元:根据海底起伏状况和海水深度,海底地形分为四个基本单元:大陆架:大陆架:大陆岸外的浅水水底,大陆岸外的浅水水底,是与大陆相接的非常平缓的平台,是与大陆相接的非常平缓的平台,平均坡度约平均坡度约 0.1。一般水深由数。一般水深由数十米至十米至100200米。各地大陆架米。各地大陆架的宽度不均等,宽者达的宽度不均等,宽者达1千多公里千多公里(北冰洋的欧亚沿岸),窄者仅(北冰洋的欧亚沿岸),窄者仅几公里或基本缺失(南美两岸)。几公里或基本缺失(南美两岸)。大陆坡:大陆坡:大陆架向外海的延续大陆架向外海的延续部分。坡度部分。坡度3 6,平均,平均 4。它是海底地形的转折带。其宽度。它是海底地形的
12、转折带。其宽度2090Km不不等,基部水深等,基部水深14003200米。米。第8页/共37页 陆隆:陆隆:环绕大陆坡的基部环绕大陆坡的基部并过渡为洋底,沉积物厚。并过渡为洋底,沉积物厚。坡度小于坡度小于1 1400400。宽度不等,宽度不等,最大宽度可达最大宽度可达1000Km1000Km。环太平洋洋底缺失陆隆。环太平洋洋底缺失陆隆。大陆架、大陆坡、陆隆是大大陆架、大陆坡、陆隆是大陆的水下延伸部分,统称为陆的水下延伸部分,统称为大陆边缘。大陆边缘。大洋盆地:大洋盆地:是海水最深的地区,水深是海水最深的地区,水深4600460055005500米。大洋盆米。大洋盆地中的平坦部分为深海平原,起伏
13、坡度为地中的平坦部分为深海平原,起伏坡度为1 110001000以下。大洋盆以下。大洋盆地是洋壳的组成部分。地是洋壳的组成部分。第9页/共37页3、海底在扩张 洋脊的发现洋脊的发现 洋底并不是一望无际的平原,表面有巨大的地形起伏。洋脊洋底并不是一望无际的平原,表面有巨大的地形起伏。洋脊是全球大洋洋底的巨大山脉。在大西洋,洋脊是一条对称平分大是全球大洋洋底的巨大山脉。在大西洋,洋脊是一条对称平分大西洋为东西两部分的洋脊,称为西洋为东西两部分的洋脊,称为大西洋洋中脊大西洋洋中脊;在太平洋,洋脊;在太平洋,洋脊偏于东侧,称为偏于东侧,称为东太平洋洋隆东太平洋洋隆;在印度洋,;在印度洋,洋脊洋脊呈倒呈
14、倒 Y字型字型。其。其西南支与大西洋洋中脊相联,东南支与东太平洋洋隆相接。大西西南支与大西洋洋中脊相联,东南支与东太平洋洋隆相接。大西洋洋中脊向北经过冰岛向北冰洋延伸。洋洋中脊向北经过冰岛向北冰洋延伸。全球洋中脊延伸总长为全球洋中脊延伸总长为64000Km,洋脊宽达,洋脊宽达10004000Km,高出洋底高出洋底20004000m。洋脊横切面为平缓的等腰三角形,两侧。洋脊横切面为平缓的等腰三角形,两侧呈地垒型隆起,中间为地堑式陷落的裂谷。火山活动,以基性岩呈地垒型隆起,中间为地堑式陷落的裂谷。火山活动,以基性岩浆作裂隙式喷发。浆作裂隙式喷发。第10页/共37页 洋中脊地震洋中脊地震 洋中脊是全
15、球洋中脊是全球重要地震带之一。重要地震带之一。震中沿脊顶轴部呈震中沿脊顶轴部呈狭长带状分布。震狭长带状分布。震源深度大多只有源深度大多只有25Km,震级在,震级在45.5级,以正断层性质的活动为主,故属浅源地震。级,以正断层性质的活动为主,故属浅源地震。洋中脊上地震常成群分布并在同一时间内同时发震,无明显洋中脊上地震常成群分布并在同一时间内同时发震,无明显主震、余震之分。例如主震、余震之分。例如,在北大西洋冰岛的西南部雷克雅内斯洋在北大西洋冰岛的西南部雷克雅内斯洋中脊地区,中脊地区,8天内共发生了天内共发生了14600次地震,震源深度仅为次地震,震源深度仅为1.55.0Km。而在缺乏中间裂谷带
16、发育的洋隆上(东太平洋洋隆),。而在缺乏中间裂谷带发育的洋隆上(东太平洋洋隆),地震活动较稀少。地震活动较稀少。由此可知,洋脊地震的特点是,震级低、震源浅、地震频繁。由此可知,洋脊地震的特点是,震级低、震源浅、地震频繁。五年内发生的地震分布图第11页/共37页 洋脊上的沉积物洋脊上的沉积物 洋脊上的沉积物主要堆积在凹陷部位,其分布的特征是:洋脊上的沉积物主要堆积在凹陷部位,其分布的特征是:A A、沉积物在裂谷中极薄甚至缺失,向洋脊两坡方向逐渐增厚;、沉积物在裂谷中极薄甚至缺失,向洋脊两坡方向逐渐增厚;B B、洋底沉积物最厚只有、洋底沉积物最厚只有500500600600米;米;C C、沉积物的
17、年龄新,不早于侏罗纪。、沉积物的年龄新,不早于侏罗纪。洋脊沉积物的分布特征可以说明,洋底岩石是地幔物质在洋脊沉积物的分布特征可以说明,洋底岩石是地幔物质在裂谷带涌出后冷凝而成的,洋底岩石形成后分裂成两部分并向裂谷带涌出后冷凝而成的,洋底岩石形成后分裂成两部分并向两侧移动,其间的空隙又为新涌出的地幔物质所充填。这样持两侧移动,其间的空隙又为新涌出的地幔物质所充填。这样持续地进行就导致充填在裂谷带中的岩石愈来愈新,而较老的洋续地进行就导致充填在裂谷带中的岩石愈来愈新,而较老的洋底向两侧推移。说明海底在扩张中。底向两侧推移。说明海底在扩张中。第12页/共37页 两种大陆边缘两种大陆边缘 大陆边缘分为
18、稳定大陆边缘和活动大陆边缘。大陆边缘分为稳定大陆边缘和活动大陆边缘。A、活动大陆边缘:、活动大陆边缘:具有海沟以及与海沟共生的岛弧,缺失陆隆。具有海沟以及与海沟共生的岛弧,缺失陆隆。海沟海沟是位于洋底边缘的一种狭长、是位于洋底边缘的一种狭长、不对称的不对称的V V形凹地。如,在太平洋边缘存形凹地。如,在太平洋边缘存在着一条近于环形的海沟带,其深度一在着一条近于环形的海沟带,其深度一般超过般超过6Km6Km,宽不,宽不超超过过8Km8Km。最深的海。最深的海沟是马利亚纳海沟,深达沟是马利亚纳海沟,深达11033m11033m。岛弧岛弧是大陆边缘呈弧形展布的岛屿,是大陆边缘呈弧形展布的岛屿,它是在
19、海底火山喷发基础上形成的。组它是在海底火山喷发基础上形成的。组成岛弧的岩石是安山质熔岩及与其成分成岛弧的岩石是安山质熔岩及与其成分相当的侵入岩。如,太平洋周边的阿留申群岛、萨哈林岛、千岛群岛、日本相当的侵入岩。如,太平洋周边的阿留申群岛、萨哈林岛、千岛群岛、日本群岛、印尼及新西兰等许多岛屿。群岛、印尼及新西兰等许多岛屿。由于海沟与岛弧紧密相连,故称为由于海沟与岛弧紧密相连,故称为海沟岛弧系海沟岛弧系。若海沟与海岸弧形山。若海沟与海岸弧形山脉伴随,则为脉伴随,则为海沟山弧系海沟山弧系。如,南美州西海岸的安第斯山,北美州西海岸。如,南美州西海岸的安第斯山,北美州西海岸的海山山脉。的海山山脉。边缘海
20、岛弧海沟洋壳第13页/共37页 海沟岛弧系海沟岛弧系(山弧系山弧系)中震源排列的规律性。中震源排列的规律性。地震均位于大陆一侧,近海沟处为浅源地震,远离海沟为地震均位于大陆一侧,近海沟处为浅源地震,远离海沟为中源地震,大陆内为深源地震。目前中源地震,大陆内为深源地震。目前已知最深的地震发生在马利亚纳海沟,已知最深的地震发生在马利亚纳海沟,震源深度的震源深度的720Km720Km。海沟是板块的俯冲带海沟是板块的俯冲带 洋壳在海沟处向大陆板块之下俯洋壳在海沟处向大陆板块之下俯冲的带,称为毕鸟夫带冲的带,称为毕鸟夫带(或称俯冲带、或称俯冲带、消减带消减带)。俯冲带的角度变化很大,。俯冲带的角度变化很
21、大,一般在一般在4545左右,上部较缓,约左右,上部较缓,约30 30 左右;下部较陡,约左右;下部较陡,约50 50 60 60;有的很平缓,只有有的很平缓,只有7(7(如,祚乃鲁海沟如,祚乃鲁海沟);有的很陡,近乎直立有的很陡,近乎直立(如,马利亚纳海沟如,马利亚纳海沟)日本海沟附近震源分布平面图日本海沟附近震源分布平面图第14页/共37页B、稳定大陆边缘:、稳定大陆边缘:无海沟的大陆边缘。如,大西洋。由大陆无海沟的大陆边缘。如,大西洋。由大陆过渡到宽阔的大陆架与大陆坡,发育陆隆。稳定大陆边缘缺乏过渡到宽阔的大陆架与大陆坡,发育陆隆。稳定大陆边缘缺乏地震、火山和岩浆侵入活动,构造运动弱。地
22、震、火山和岩浆侵入活动,构造运动弱。第15页/共37页(5)海山与火山岛链)海山与火山岛链 洋底玄武岩质火山高洋底玄武岩质火山高地称为海山,露出海面的地称为海山,露出海面的就是岛屿。隐没在水下的就是岛屿。隐没在水下的海山数量很多,大多为海海山数量很多,大多为海底平顶山。底平顶山。太平洋内许多海山呈太平洋内许多海山呈北西向线状排列,其火山北西向线状排列,其火山岩的年龄由南东向北西依岩的年龄由南东向北西依次变老。地幔上部存在热源,称为次变老。地幔上部存在热源,称为热点热点。热点的成因与。热点的成因与地幔柱地幔柱(地幔热物质呈柱状体上升地幔热物质呈柱状体上升)有关。热点中地幔物质熔融形成)有关。热点
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