板块构造理论解释.ppt
板块构造理论解释世界火山与地震的分布规律,郁达威,板块构造理论,1.大陆漂移学说 2.海底扩张学说 3.板块构造学说,1.大陆漂移学说 历史背景 1620年英国人法兰西斯培根在他提出了西半球曾经与欧洲和非洲连接的可能性。1668年法国R.P.F.普拉赛认为在大洪水以前美洲与地球的其他部分不是分开的。到19世纪末奥地利地质学家修斯E.注意到南半球各大陆上的岩层非常一致因而将它们拟合成一个单一大陆称之为冈瓦纳古陆。1910年德国地球物理学家、气象学家阿尔弗莱德魏格纳第一次提出了这种疑问：位于大西洋两岸的南美大陆和非洲大陆的海岸线，为何如此相似？,内容 大陆漂移说认为地球上所有大陆在中生代以前曾经是统一的巨大陆块称之为泛大陆或联合古陆中生代开始泛大陆分裂并漂移逐渐达到现在的位置。大陆漂移的动力机制与地球自转的两种分力有关向西漂移的潮汐力和指向赤道的离极力。较轻硅铝质的大陆块漂浮在较重的黏性的硅镁层之上由于潮汐力和离极力的作用使泛大陆破裂并与硅镁层分离而向西向赤道作大规模水平漂移。,意义 大陆漂移思想是一种活动论它的提出是对固定论的挑战并为板块构造学的建立和发展奠定了基础对地球科学的发展起了很大的推动作用。但大陆漂移的机制问题至今依然没有解决,2.海底扩张学说背景 上世纪五十年代，海洋探测的发展证实海底岩层薄而年轻（最多二、三亿年，而陆地有数十亿年的岩石）；另1956年开始的海底磁化强度测量发现大洋中脊两侧的地磁异常是对称的。据此，美国学者赫斯提出海底扩张学说。,内容 沿大洋中部穿透岩石圈的裂缝或裂谷向两侧扩展并导致新生洋壳的学说。它认为地幔物质在这种裂缝带下因软流圈内的物质上涌、侵入和喷出而形成新的洋壳，随着这个作用不断进行，新上涌侵入的地幔物质把原已形成的洋壳向裂谷两侧推移扩张，致使洋底不断新生和更新。,由于洋壳不断向外推移，及至海沟岛弧一线，便受阻于大陆而俯冲下插于地幔，达到新生和消亡的消长平衡，从而使洋底地壳在23亿年间更新一次。,意义 洋中脊处新洋壳不断形成，两侧离洋中脊越远处洋壳越老，证明了大洋底在不断扩张和更新。海底扩张说较好地解释了一系列海底地质地球物理现象。它的确立，使大陆漂移说由衰而兴，主张地壳存在大规模水平运动的活动论取得胜利，为板块构造说的建立，奠定了基础。,3.板块构造学说背景 正是海底扩张学说的动力支持，加上新的证据（古地磁研究等）支持大陆确实很可能发生过漂移，从而使复活的大陆漂移学说（板块构造学说也称新大陆漂移学说）开始形成.板块构造学说是1968年法国地质学家勒皮雄与麦肯齐、摩根等人提出的一种新的大陆漂移说，它是海底扩张说的具体引伸。,板块构造学说内容地表构造板块划分板块的边界板块运动,地表构造板块构造的基本思想板块构造学说认为：地球表层的硬壳岩石圈（或称构造圈），相对于软流圈来说是刚性的，其下面是粘滞性很低的软流圈。岩石圈并非是整体一块，它具有侧向的不均一性，被许多活动带如大洋中脊、海沟、转换断层、地缝合线、大陆裂谷等分割成大大小小的块体，这些块体就是所说的板块。换言之，整个岩石圈可以理解为由若干刚性板块拼合起来的圈层，板块内部是稳定的，而板块的边缘和接缝地带则是地球表面的活动带，有强烈的构造运动、沉积作用、深成作用、岩浆活动、火山活动、变质作用、地震活动，又是极有利的成矿地带。其次，岩石圈板块是活动的，是围绕着一个旋转扩张轴在活动的，并且以水平运动占主导地位，可以发生几千千米的大规模的水平位移；在漂移过程中，板块或拉张裂开，或碰撞压缩焊结，或平移相错。这些不同的相互运动方式和相应产生的各种活动带，控制着全球岩石圈运动和演化的基本格局。,板块划分勒皮顺在1968年将全球地壳划分为六大板块；太平洋板块、亚欧板块、非洲板块、美洲板块、印度洋板块（包括澳洲）和南极板块。其中除太平洋板块几乎全为海洋外，其余五个板块既包括大陆又包括海洋。此外，在板块中还可以分出若干次一级的小板块，如把美洲大板块分为南、北美洲两个板块，菲律宾、阿拉伯半岛、土耳其等也可作为独立的小板块。板块之间的边界是大洋中脊或海岭、深海沟、转换断层和地缝合线。这里提到的海岭，一般指大洋底的山岭。在大西洋和印度洋中间有地震活动性海岭，另名为中脊，由两条平行脊峰和中间峡谷构成。太平洋也有地震性的海岭，但不在大洋中间，而偏在东边，它不甚崎岖，没有被中间峡谷分开的两排脊峰，一般叫它为太平洋中隆。海岭实际上是海底分裂产生新地壳的地带。这些板块都是活动的，如太平洋板块，从太平洋东部中隆生长脊新生长出来的大洋壳，平均每年以5cm的速度向西移动，两亿年内可移动10000km。从东太平洋中隆至马里亚纳海沟的消亡带正好为约10000km，而马里亚纳及其附近海底岩石年龄也正好为1.52亿年。这雄辩地说明太平洋底大约每两亿年更新一次。,板块的边界及其类型根据板块构造学说，板块处在缓慢地移动中。由于地球表面积是有限的，板块相互间存在三种状态，：第一种是彼此接近的汇聚型；第二种是彼此远离的分离型；第三种是彼此交错的转换型。地球表面的演变都在这三种拼合状态下发生，比如海岭就是在分离型板块边界下形成的；海沟则是板块彼此碰撞，一个板块俯冲到另一板块的下方形成的；在北美大陆西海岸分布着一条巨大断裂圣安德烈斯断裂，它是太平洋板块和北美大陆板块彼此交错而转换形成的。,板块的运动,板块学说认为，板块运动的驱动来自于地幔，市油地幔对流驱动的。由于地幔受热不均，在受热强烈、温度比较高的地方，,地幔物质上涌，上涌的物质收到岩石圈的阻挡，在岩石圈底下向两侧运移，到温度较低的地方下沉，导致板块的俯冲和板块的消亡。,板块边界为不稳定地带 地震几乎全部分布在板块的边界上，火山也特别多在边界附近，其它如张裂、岩浆上升、热流增高、大规模的水平错动等，也多发生在边界线上，地壳俯冲更是碰撞边界划分的重要标志之一；可见板块边界是地壳的极不稳定地带.地球板块的拼合 科学家们发现，沿着海底“洋中脊”或海沟，地球岩石圈可以分隔成许多大的板块。目前，已经确定的板块有太平洋板块等六个大板块。这些板块有的全部浸没在海洋里，如太平洋板块、印度洋板块等，有的部分浸没在海洋里，部分露出在水面上，如欧亚板块、非洲板块。所有的板块都不是一成不变的。,学说的应用,造山作用浊流沉积和混杂堆积蛇绿岩套双变质带火山活动地震活动,世界火山分布,环太平洋火山带。有400余座活火山，其中厄瓜多尔的科托帕克希火山（5890米）是世界最高的活火山，阿根廷安第斯山脉的阿空加瓜火山（6940米）是世界最高的死火山；地中海火山带。西起伊比利亚半岛，向东经喜马拉雅山与环太平洋火山带相接；大西洋海岭火山带。北起格陵兰岛，经冰岛、亚速尔群岛至圣赫勒拿岛，约有近60座活火山东非火山带。沿东非大断裂带分布，如著名的乞力马扎罗火山（5895米）。,板块理论解释火山分布,如果把世界火山分布同全球板块边界作一对比，可以发现二者有基本一致的规律，火山主要分布在下述三个地带：一是沿着大洋中脊分布，如冰岛火山等。随着洋壳不断产生和扩散外移，活火山逐渐变为死火山，并密集成群对称排列于洋脊两侧。二是沿着大陆裂谷分布，如东非大裂谷北段曾有多期岩浆喷发活动，形成埃塞俄比亚熔岩高原；乞力马扎罗火山（5895m）、肯尼亚火山（5199m）等都是世界著名的火山。三是沿着板块俯冲带分布，如环太平洋火山带及古地中海火山带，它们构成世界最主要的火山带。前已述及，在环太平洋板块俯冲带，一侧是海沟，一侧是岛弧火山带，其分界线称为安山岩线，它的内侧为大洋型地壳，以少含K2O的拉斑玄武岩为主；它的外侧（即靠近大陆一侧），则过渡为大陆型地壳，以喷发大量安山岩（或侵入花岗闪长岩）、火山碎屑岩为主，或喷出含K2O较多的碱性玄武岩，构成有名的环太平洋火山圈。日本的富士山，菲律宾的皮纳图博火山，印度尼西亚的喀拉喀托火山和意大利的维苏威火山等都是这一带的知名火山。,世界地震分布,地理分布地震带 地震的地理分布受一定的地质条件控制，具有一定的规律。地震大多分布在地壳不稳定的部位，特别是板块之间的消亡边界，形成地震活动活跃的地震带。全世界主要有三个地震带：一是环太平洋地震带，包括南、北美洲太平洋沿岸，阿留申群岛、堪察加半岛，千岛群岛、日本列岛，经台湾再到菲律宾转向东南直至新西兰，是地球上地震最活跃的地区，集中了全世界80%以上的地震。本带是在太平洋板块和美洲板块、亚欧板块、印度洋板块的消亡边界，南极洲板块和美洲板块的消亡边界上。二是欧亚地震带，大致从印度尼西亚西部，缅甸经中国横断山脉，喜马拉雅山脉，越过帕米尔高原，经中亚细亚到达地中海及其沿岸。本带是在亚欧板块和非洲板块、印度洋板块的消亡边界上。三是中洋脊地震带包含延绵世界三大洋（即太平洋、大西洋和印度洋）和北极海的中洋脊。中洋脊地震带仅含全球约5的地震，此地震带的地震几乎都是浅层地震。,板块理论解释地震分布,地震的分布规律和成因机制，大体可概括为以下几点：（1）沿着大洋中脊、转换断层、俯冲带（贝尼奥夫带）、大陆裂谷、地缝合线分布。（2）世界上的中、深源地震，特别是深源地震，主要分布于俯冲带倾向大陆的一侧。（3）发生于大洋中脊、大陆裂谷的地震主要由拉张所产生；发生于转换断层带的地震主要由扭错所产生；发生于俯冲带、地缝合线的地震主要由挤压、逆掩所产生，但发生于海沟附近的地震有许多是因张裂形成。（4）板块内部地震较少。,我们脚下的地面虽然感觉很稳定，实际上整个地球的表面是不断在变动的。这种变动是因为地球的外壳上有许多的板块，板块如果碰在一起，就会产生推挤。板块的推挤会造成陆地的隆起或陷落，在这些推挤的过程中，就会有地震的发生,总结,无论是地震还是火山，都集中分布在板块的边缘，因为板块的边缘是构造活动最强烈的地方，环太平洋地震、火山带，是太平洋板块与周围板块的俯冲带；阿尔卑斯-喜马拉雅地震、火山带，是一条巨大的地缝合线，是欧亚板块与非洲板块、印度板块、阿拉伯板块的碰撞汇聚带；大洋中脊地震、火山带，是扩张型（离散型）板块的边缘带；大陆裂谷地震、火山带，也是扩张型（离散型）板块边缘带。,不同的声音,自板块构造理论建立以来，很多学者根据板块理论建立了全球火山模式，认为大多数火山都分布在板块边界上，少数火山分布在板内，前者构成了四大火山带，即环太平洋火山带、大洋中脊火山带、东非裂谷火山带和阿尔卑斯喜马拉雅火山带。板块学说在火山研究中的意义在于它能把很多看来是彼此孤立的现象联为一个有机的整体，但以这个学说建立的火山活动模式也并不是十分完美的，如环大西洋为什么就没有火山带；板内火山不在板块边界上，用地幔柱解释它的成因似乎依据也不够充分。又有学者（李鸿业，1993）提出两极挤压说，认为在两极挤压力作用下，地球赤道轴扩张形成经向张裂和纬向挤压，全球火山主要分布在经向和纬向构造带内。,谢谢,
