《大洋演化》PPT课件.ppt

第七节 Wilson旋回与大洋演化,根据板块构造理论，大洋的张开和关闭与大陆的分离与拼合是相辅相成的，大洋的形成和演化表现为张开和关闭的旋回运动。,大陆分合与大洋开闭:大洋出现之前经历了由大陆拉张、出现大陆裂谷；随着拉张运动进行，大陆分离，出现新生洋壳(红海)，一个板块分裂为两个；随着两个板块的分离运动和相背漂移，洋底不断展宽(大西洋)；成熟的大洋在边缘通过俯冲作用逐渐收缩变小(太平洋)，两侧大陆相向漂移；相向运动板块的前缘陆地相互接近，大洋趋于关闭(地中海)；当板块的前缘陆块相遇，大洋消亡，板块碰撞、挤压、隆起成为高大山脉(喜马拉雅山)。威尔逊将上述大洋盆地的形成和发展归纳为六个阶段。其中，前三个阶段代表大洋的形成和扩展，后三个阶段标志着大洋的收缩和关闭，这就是迄今具有重要意义的著名的“威尔逊旋回”(Wilson Cycle)。根据“威尔逊旋回”，现今的大西洋和印度洋正在扩展，太平洋则处于收缩阶段。,(1)大陆断陷大洋孕育板块构造学说认为，大陆裂谷是大洋形成中的胚胎或孕育中的海洋。东非大裂谷(实为多支裂谷形成的裂谷系)即其典型实例。,萌芽阶段,大陆裂谷的形成可能与地幔物质的上涌有关。（A），地幔物质上升导致岩石圈拱升呈穹形隆起,岩石圈拉长减薄。地幔物质上升至岩石圈之下发生扩散，产生张应力，在张力作用下，穹隆上出现张性裂隙，进而发育成正断层，并伴有岩浆活动。（B）随着岩石圈继续拉长变薄，穹隆顶部断裂陷落，形成典型的半地堑地堑系.各穹隆的地堑系彼此连接，沿整条断裂带延展，就形成了大致连续的裂谷体系。大洋诞生前的胚胎期(大陆裂谷阶段)相当漫长，大约需要几千万年的时间。据推测，东非大裂谷总有一天会完全裂开，迎进海水成为海洋。,(2)大陆分离大洋诞生大陆岩石圈在拉张应力作用下完全裂开，地幔物质上涌形成新洋壳，裂谷轴发育于洋壳之上，并成为典型的分离型板块边界，两侧陆块分离，形成陆间裂谷（C）。这样就意味着一个新大洋的诞生，并进入大洋发展的幼年期，以狭长海或海湾为特征。,幼年阶段,红海两侧的非洲岸线和阿拉伯岸线明显吻合，其他有关地质和地球物理证据(发育有轴裂谷、浅源地震活动、高热流值、轴部极少沉积覆盖、对称于裂谷轴的磁异常条带等)都表明红海是海底扩张形成的幼年海洋。由磁异常得出的海底扩张速度约为1.1 cma，按红海宽 300 km推算，它形成于中新世中期(距今15 Ma)。在红海发现的海底热液活动的迹象及热液矿床，说明红海是正在扩张中的幼年大洋。,红海、亚丁湾就是幼年期大洋的实例。,(3)大陆相背漂移大洋扩展成长,成熟阶段,幼年期海洋进一步发展，陆间裂谷两侧大陆随着板块的分离运动相背漂移越来越远，洋底不断展宽，逐渐形成宏伟的大洋中脊体系和开阔的深海平原，这标志着大洋的发展进入了成年期。大西洋和印度洋即处于蓬勃发展的成年阶段。,像大西洋这样正在成长中的大洋，其两侧发育着被动(稳定)大陆边缘，该边缘位于板块内部而不是板块边界，被动地随着板块运动而移动，因此是无现代强烈地震、火山和造山运动的稳定区；洋中脊一般位居大洋的中央位置，轴部裂谷发育，往往称为中央裂谷，是板块的拉张型边界，并且是新岩石圈板块不断增生的场所。由于其边缘缺失板块消亡的边界，不断增生的洋壳使海洋展宽，故处在成长期。,(4)大陆相向漂移大洋收缩消减随着大洋不断张开展宽，大陆边缘被推离中脊轴的距离越来越远。岩石圈随时间推移不断冷却、增厚变重，加之被动大陆边缘长期积聚的巨厚沉积物荷载，在地壳均衡作用下导致洋缘岩石圈发生显著沉陷。在板块水平挤压应力作用下，大洋岩石圈向下潜没，形成以海沟为标志的俯冲带，被动大陆边缘转化成为具有沟弧体系的主动大陆边缘。,收缩阶段,现在的太平洋是泛大洋收缩后的残余大洋，从中生代初联合古陆解体时的古太平洋至今日的太平洋，其面积减少了13左右。,俯冲带是板块向下潜没消亡的破坏型边界，当板块消减量大于增生量时，表观上是两侧大陆相向漂移(运动)、大洋收缩(面积减小)，大洋便进入衰退期，太平洋就是逐渐收缩的大洋。,由于太平洋两缘具有俯冲带，板块俯冲作用导致强烈的地震、火山活动及其他构造变动，形成了著名的环太平洋地震带、火山带、构造活动带和造山带。当然太平洋洋底岩石圈还是在不断增生的，只不过俯冲消减的总量超过了增生的总量，所以太平洋呈缩减趋势。,结束阶段,中生代时的古地中海，北缘为活动型大陆边缘，与现在的西太平洋很相似，也发育了一系列以海沟为代表的俯冲带，其南缘则为被动大陆边缘。古地中海洋底沿北缘俯冲带向北潜入欧亚大陆之下，古地中海逐渐收缩关闭。现代的地中海，特别是东地中海，乃是古地中海收缩后的残余海洋。,(5)大陆靠拢大洋关闭,地中海的海盆相当狭小，也不见活动的洋中脊，说明洋壳不再增生，只有俯冲消亡，两缘陆地逐渐靠拢，海盆日益缩小，意味着大洋演化已进人终了阶段。目前东地中海海底继续向北缘大陆之下俯冲，地中海总有一天会完全闭合。,现今地中海的残留海洋特征,大陆碰撞阶段,(6)大陆碰撞大洋消亡 残余海洋会进一步收缩，当洋壳俯冲殆尽，两岸陆块拼合、碰撞，海盆完全闭合、海水全部退出，大洋就消亡了，这一阶段称为终了期。大洋闭合、两侧大陆碰撞时，会有很大的挤压应力，在地表将留下这一作用过程的痕迹(称地缝合线)，故把这一阶段称为大洋演化的遗痕期。这种由大洋封闭、陆陆挤压形成的缝合线（或地缝合线）是大洋消减形成的造山带的重要特征，是区别于板内造山带的根本。,威尔逊旋回：萌芽阶段；幼年阶段；成熟阶段；收缩阶段；结束阶段；大陆碰撞阶段。,当板块的前缘陆块相遇，大洋消亡，板块碰撞、挤压、隆起成为高大山脉(喜马拉雅山)。,大洋出现之前经历了由大陆拉张、出现大陆裂谷；,随着拉张运动进行，大陆分离，出现新生洋壳(红海)，一个板块分裂为两个；,随着两个板块的分离运动和相背漂移，洋底不断展宽(大西洋)；,成熟的大洋在边缘通过俯冲作用逐渐收缩变小(太平洋)，两侧大陆相向漂移；,相向运动板块的前缘陆地相互接近，大洋趋于关闭(地中海)；,大洋盆地演化的Wilson旋回各阶段的特征（据Jacobs 1974）,