板塊構造的基本原理

1、第三節(jié)第三節(jié) 板塊構造的基本原理板塊構造的基本原理目錄目錄 一、板塊構造理論的要點一、板塊構造理論的要點 二、板塊的劃分二、板塊的劃分 三、板塊的邊界類型三、板塊的邊界類型 四、轉換斷層四、轉換斷層 五、大洋中脊與板塊的擴張五、大洋中脊與板塊的擴張 六、貝尼奧夫帶與板塊的俯沖六、貝尼奧夫帶與板塊的俯沖 七、板塊的運動七、板塊的運動 八、大洋的演化八、大洋的演化威爾遜旋回威爾遜旋回 九、熱點九、熱點地幔柱假說地幔柱假說 十、板塊的驅動機制十、板塊的驅動機制 在普通地質學中我們已經(jīng)學習過板塊構造在普通地質學中我們已經(jīng)學習過板塊構造理論的一些內容。理論的一些內容。 首先回憶一下，什么是板塊？首先回憶

2、一下，什么是板塊？ 板塊：地球的巖石圈并不是連續(xù)的，它被板塊：地球的巖石圈并不是連續(xù)的，它被一些首尾相連的構造活動帶（洋中脊、海一些首尾相連的構造活動帶（洋中脊、海溝和轉換斷層）分割為若干大小不一的塊溝和轉換斷層）分割為若干大小不一的塊體，稱為板塊。體，稱為板塊。 板塊內部的地震活動相對比較微弱，邊緣板塊內部的地震活動相對比較微弱，邊緣則由于板塊之間的頻繁相互作用導致火山則由于板塊之間的頻繁相互作用導致火山地震活動頻發(fā)。地震活動頻發(fā)。一、板塊構造理論的要點一、板塊構造理論的要點 （1）強調地球的物理性質截然不同的兩個圈層）強調地球的物理性質截然不同的兩個圈層上部的剛性巖石圈和下部的塑性軟流圈上

3、部的剛性巖石圈和下部的塑性軟流圈的的對立對立。 （2）巖石圈可以劃分成為若干大小不一的板塊，）巖石圈可以劃分成為若干大小不一的板塊，板塊是運動的板塊是運動的。 （3）巖石圈板塊橫跨地球表面的大規(guī)模水平運）巖石圈板塊橫跨地球表面的大規(guī)模水平運動為一種動為一種球面上的繞軸旋轉運動球面上的繞軸旋轉運動，全球范圍內分，全球范圍內分離型板塊邊界的擴張增生與匯聚型邊界的壓縮消離型板塊邊界的擴張增生與匯聚型邊界的壓縮消亡相互補償?shù)窒?，亡相互補償?shù)窒?，使地球的半徑保持不變使地球的半徑保持不變。即：。即：新板塊的增生與舊板塊的消亡是相互補償?shù)男掳鍓K的增生與舊板塊的消亡是相互補償?shù)?（4）巖石圈板塊運動的）巖石圈

4、板塊運動的驅動力來自地球內部驅動力來自地球內部，最可能是最可能是地幔物質的對流地幔物質的對流。二、板塊的劃分二、板塊的劃分 板塊之間的界線：洋中脊、轉換斷層、海板塊之間的界線：洋中脊、轉換斷層、海溝或年輕的造山帶溝或年輕的造山帶 板塊劃分的標志：板塊劃分的標志： 地震帶：地震帶：全球的地震帶是板塊邊界的相全球的地震帶是板塊邊界的相對運動造成的，全球各地震帶相互交接、對運動造成的，全球各地震帶相互交接、首尾相連。首尾相連。 地貌標志：板塊邊界由于強烈的構造運地貌標志：板塊邊界由于強烈的構造運動，對地面形態(tài)有強烈的塑造作用，容易動，對地面形態(tài)有強烈的塑造作用，容易形成洋中脊、海溝、褶皺山系等形成洋

5、中脊、海溝、褶皺山系等。 六大板塊的劃分方案：六大板塊的劃分方案： 全球板塊的劃分至今仍然存在爭議，但全全球板塊的劃分至今仍然存在爭議，但全球主要板塊的劃分方案卻是清晰的。一般球主要板塊的劃分方案卻是清晰的。一般將巖石圈劃分為六大板塊，此外還有十二將巖石圈劃分為六大板塊，此外還有十二板塊、十五板塊等分類方法，每個大板塊板塊、十五板塊等分類方法，每個大板塊也可再分為許多次一級的小板塊。也可再分為許多次一級的小板塊。 目前常用的六大板塊的劃分方案是由法國目前常用的六大板塊的劃分方案是由法國的勒皮雄的勒皮雄（X. Le Pichon，1968）提出的。）提出的。加勒比板塊加勒比板塊菲律賓海板塊菲律賓

6、海板塊阿拉伯板塊阿拉伯板塊可可板塊可可板塊納茲卡板塊納茲卡板塊三、板塊的邊界類型三、板塊的邊界類型 分離型（離散型）邊界分離型（離散型）邊界：相當于大洋中脊：相當于大洋中脊軸部，兩側板塊相對離開，應力狀態(tài)為拉軸部，兩側板塊相對離開，應力狀態(tài)為拉張。張。 匯聚型（聚斂型）邊界匯聚型（聚斂型）邊界：相當于海溝及年：相當于海溝及年青的造山帶，兩側板塊垂直于邊界相向而青的造山帶，兩側板塊垂直于邊界相向而行，應力狀態(tài)為擠壓?？蛇M一步劃分為俯行，應力狀態(tài)為擠壓?？蛇M一步劃分為俯沖邊界和碰撞邊界兩種亞型。沖邊界和碰撞邊界兩種亞型。 平錯型（剪切型）板塊邊界平錯型（剪切型）板塊邊界：相當于轉換：相當于轉換斷層

7、，兩側板塊相互滑過，既沒有板塊的斷層，兩側板塊相互滑過，既沒有板塊的生長，也沒有板塊的破壞。生長，也沒有板塊的破壞。類類型型兩側板塊的兩側板塊的運動方向運動方向應應力力狀狀態(tài)態(tài)地震活動地震活動特征特征巖石圈演巖石圈演化特點化特點兩側板塊地殼兩側板塊地殼性質性質實例實例離離散散型型垂直于邊界的相背運動拉拉張張淺震，正淺震，正斷層型斷層型大陸巖石大陸巖石圈分裂，圈分裂，大洋巖石大洋巖石圈生長圈生長陸殼陸殼-陸殼陸殼裂谷裂谷帶帶大陸裂谷帶（東大陸裂谷帶（東非裂谷帶）非裂谷帶）洋殼洋殼-洋殼洋殼大洋裂谷帶（大大洋裂谷帶（大洋中脊）洋中脊）聚聚斂斂型型垂直于邊界的相向運動擠擠壓壓淺、中、淺、中、深震，沖

8、深震，沖斷層型，斷層型，并隨深度并隨深度變化變化大洋巖石大洋巖石圈消亡，圈消亡，大陸巖石大陸巖石圈生長圈生長陸陸-陸陸俯沖俯沖帶帶洋內弧溝系（島洋內弧溝系（島弧型）弧型）洋洋-洋洋陸緣弧溝系（安陸緣弧溝系（安第斯型）第斯型）陸殼（或過渡陸殼（或過渡殼）殼）- -陸殼陸殼碰撞帶碰撞帶(喜馬拉雅、阿爾喜馬拉雅、阿爾卑斯等）卑斯等）剪剪切切性性平行于邊界的走滑運動剪剪切切淺震，走淺震，走滑斷層型滑斷層型不生長，不生長，不消亡不消亡各種類型各種類型轉換斷層（圣安德烈斯轉換斷層（圣安德烈斯斷層型等）斷層型等）離散型離散型聚斂型聚斂型轉換斷層轉換斷層四、轉換斷層 定義：轉換斷層是垂直發(fā)育在大洋中脊并定義：

9、轉換斷層是垂直發(fā)育在大洋中脊并將大洋中脊切割錯斷的斷裂帶、位移突然將大洋中脊切割錯斷的斷裂帶、位移突然終止或者改變形式和方向的平移斷層。終止或者改變形式和方向的平移斷層。斷層崖壁斷層崖壁 轉換斷層的特點：轉換斷層的特點：斷層兩側的兩段中脊之間的距離不隨時間推斷層兩側的兩段中脊之間的距離不隨時間推移而加大。移而加大。相互錯動只發(fā)生在兩段中脊之間的一段上。相互錯動只發(fā)生在兩段中脊之間的一段上。錯動突然終止。錯動突然終止。斷層所預期的錯動方向與平移斷層相反。斷層所預期的錯動方向與平移斷層相反。是切穿整個巖石圈的深斷裂。是切穿整個巖石圈的深斷裂。洋脊軸部的淺震由拉張引起，洋脊之間斷裂洋脊軸部的淺震由拉

10、張引起，洋脊之間斷裂帶上的地震有水平剪切作用產(chǎn)生帶上的地震有水平剪切作用產(chǎn)生轉換斷層轉換斷層平移斷層平移斷層兩側中脊距離的演變兩側中脊距離的演變不隨時間的推移加大不隨時間的推移加大隨時間推移加大隨時間推移加大斷層的剪切作用范圍斷層的剪切作用范圍只發(fā)生在轉換斷層兩側只發(fā)生在轉換斷層兩側的洋中脊之間的地段的洋中脊之間的地段沿整個斷層面發(fā)生沿整個斷層面發(fā)生水平剪切方向與洋中脊水平剪切方向與洋中脊方向的關系方向的關系與斷層兩側洋中脊顯示與斷層兩側洋中脊顯示的錯開方向相反的錯開方向相反與斷層兩側中洋脊顯示與斷層兩側中洋脊顯示的位移方向一致的位移方向一致水平剪切運動范圍水平剪切運動范圍在轉換點終止，轉換為

11、在轉換點終止，轉換為拉張或擠壓構造帶拉張或擠壓構造帶僅端點逐漸變?yōu)橐?guī)模很僅端點逐漸變?yōu)橐?guī)模很小的剪切裂隙小的剪切裂隙地震特點地震特點只發(fā)生在洋中脊之間的只發(fā)生在洋中脊之間的斷裂帶上，淺源地震為斷裂帶上，淺源地震為主主整個斷裂帶上都可發(fā)生整個斷裂帶上都可發(fā)生地震地震轉換斷層與平移斷層的區(qū)別轉換斷層與平移斷層的區(qū)別 轉換斷層的類型：轉換斷層的類型： 分類依據(jù)：平移段的運動方向和兩端構造分類依據(jù)：平移段的運動方向和兩端構造帶類型及其組合特征。帶類型及其組合特征。 按平移段的運動方向：右旋、左旋。按平移段的運動方向：右旋、左旋。 按構造帶類型的組合特征：按構造帶類型的組合特征： 最常見的為洋脊最常見的

12、為洋脊-洋脊型洋脊型 轉換斷層轉換斷層 除了洋脊洋脊除了洋脊洋脊型轉換斷層外，型轉換斷層外，還有連接洋脊和還有連接洋脊和海溝、海溝和海海溝、海溝和海溝的轉換斷層。溝的轉換斷層。威爾遜提出了六威爾遜提出了六種轉換斷層類型，種轉換斷層類型，即洋脊洋脊型、即洋脊洋脊型、洋脊凹弧形、洋脊凹弧形、洋脊凸弧形、洋脊凸弧形、凹弧凹弧形、凹弧凹弧形、凹弧凸弧型、凹弧凸弧型、凸弧凸弧形。凸弧凸弧形。 根據(jù)轉換斷層的應力狀態(tài)（兼具有拉張或根據(jù)轉換斷層的應力狀態(tài)（兼具有拉張或擠壓性質），可分為張性轉換斷層和壓性擠壓性質），可分為張性轉換斷層和壓性轉換斷層。轉換斷層。 壓性轉換斷層：構造變形十分強烈，往往壓性轉換斷層

13、：構造變形十分強烈，往往有軟流圈物質上涌，出現(xiàn)火山活動，局部有軟流圈物質上涌，出現(xiàn)火山活動，局部可形成新洋殼?？尚纬尚卵髿?。 張性轉換斷層：往往發(fā)育狹長的溝槽。張性轉換斷層：往往發(fā)育狹長的溝槽。 轉換斷層的形成機制：轉換斷層的形成機制： 大陸分成兩塊時，新的張性破裂追蹤先成的大陸分成兩塊時，新的張性破裂追蹤先成的斷裂或脆弱帶、或受其影響出現(xiàn)拉張段和平斷裂或脆弱帶、或受其影響出現(xiàn)拉張段和平移段，地幔物質沿拉張段上涌演化為洋中脊移段，地幔物質沿拉張段上涌演化為洋中脊，平移段演化為中脊，平移段演化為中脊-中脊型轉換斷層（解釋中脊型轉換斷層（解釋赤道大西洋中脊赤道大西洋中脊-中脊型轉換斷層）。中脊型轉

14、換斷層）。 原始海溝兩側的原始海溝兩側的A板塊和板塊和B板塊各自在不同地板塊各自在不同地段上俯沖到對方之下：一側為段上俯沖到對方之下：一側為A板塊俯沖，板塊俯沖，一側為一側為B板塊俯沖，消耗和增生情況的差異板塊俯沖，消耗和增生情況的差異導致剪切破裂和平移，形成轉換斷層（解釋導致剪切破裂和平移，形成轉換斷層（解釋新西蘭阿爾卑斯斷層）。新西蘭阿爾卑斯斷層）。五、大洋中脊與板塊的擴張五、大洋中脊與板塊的擴張 大洋中脊的主要特征：大洋中脊的主要特征：高聳于深洋盆之上的巨大海底山系，洋脊軸部出現(xiàn)寬闊高聳于深洋盆之上的巨大海底山系，洋脊軸部出現(xiàn)寬闊裂谷帶裂谷帶中軸裂谷帶。中軸裂谷帶。各大洋中脊彼此相連，形

15、成環(huán)繞全球、長度極長的中脊各大洋中脊彼此相連，形成環(huán)繞全球、長度極長的中脊系統(tǒng)。系統(tǒng)。大西洋中隆位于大西洋中央（大洋中脊），太平洋中隆大西洋中隆位于大西洋中央（大洋中脊），太平洋中隆位于太平洋東側（東太平洋中?。?。位于太平洋東側（東太平洋中?。??；鹕降卣鸹顒訌娏??；鹕降卣鸹顒訌娏?。主要由火山巖經(jīng)拉張產(chǎn)生斷裂導致巖漿噴發(fā)形成。主要由火山巖經(jīng)拉張產(chǎn)生斷裂導致巖漿噴發(fā)形成。重力異常與兩側的洋盆區(qū)近于相等，中脊軸部的重力異重力異常與兩側的洋盆區(qū)近于相等，中脊軸部的重力異常明顯低于兩側洋盆區(qū)。常明顯低于兩側洋盆區(qū)。大洋中脊軸部熱流值很高，向兩翼低溫梯度和熱流值變大洋中脊軸部熱流值很高，向兩翼低溫梯度和熱

16、流值變小小大西洋中脊，位于大西洋大西洋中脊，位于大西洋中部，如圖所示，可見垂中部，如圖所示，可見垂直于洋中脊的轉換斷層。直于洋中脊的轉換斷層。東太平洋中?。何挥谔珫|太平洋中?。何挥谔窖髺|部平洋東部 板塊擴張：板塊擴張：（1）洋底巖石圈厚度的變化：）洋底巖石圈厚度的變化： 洋底巖石圈形成于中脊軸部，巖石圈形洋底巖石圈形成于中脊軸部，巖石圈形成之后經(jīng)歷的冷卻時間越長，軟流圈頂部填成之后經(jīng)歷的冷卻時間越長，軟流圈頂部填充于晶粒間的玄武巖熔體結晶成為固體的越充于晶粒間的玄武巖熔體結晶成為固體的越多，使巖石圈不斷增厚。多，使巖石圈不斷增厚。（2）洋底在擴張中的沉降：）洋底在擴張中的沉降： 冷卻結晶后，

17、玄武巖熔體密度增加、體冷卻結晶后，玄武巖熔體密度增加、體積減小，軟流圈頂部玄武巖熔體冷凝轉化為積減小，軟流圈頂部玄武巖熔體冷凝轉化為巖石圈的組成部分，伴隨體積減小，洋底巖巖石圈的組成部分，伴隨體積減小，洋底巖石圈表層向下陷落。石圈表層向下陷落。（3）海底擴張與海平面變動：）海底擴張與海平面變動： 洋中脊的形成與消失，對大洋盆地的容積有顯洋中脊的形成與消失，對大洋盆地的容積有顯著影響：著影響： 洋中脊上升洋中脊上升洋盆體積縮小洋盆體積縮小海進海進 洋中脊下降洋中脊下降洋盆體積擴大洋盆體積擴大海退海退 （4）平頂海山、珊瑚礁與洋底的沉降：）平頂海山、珊瑚礁與洋底的沉降： 大洋中平頂海山的形成與洋底

18、擴張沉陷有關大洋中平頂海山的形成與洋底擴張沉陷有關，中洋脊軸部火山活動強盛之處往往形成火山，中洋脊軸部火山活動強盛之處往往形成火山島，火山島隨板塊向外擴張推移，火山活動逐島，火山島隨板塊向外擴張推移，火山活動逐漸平息。漸平息。 珊瑚礁追隨海平面上升而生長，生長速度大珊瑚礁追隨海平面上升而生長，生長速度大致與基底的沉降速度相當。致與基底的沉降速度相當。 洋底邊擴張邊沉降，中脊頂部水深較小，洋底邊擴張邊沉降，中脊頂部水深較小，其沉積物與中脊頂部所處的水深有關，一般其沉積物與中脊頂部所處的水深有關，一般： 頂部位于頂部位于CCD以上以上形成鈣質沉積物形成鈣質沉積物 沉降至沉降至CCD以下以下硅質沉積

19、或深海紅粘土硅質沉積或深海紅粘土 所以，洋底巖石圈自洋中脊形成以后，同時所以，洋底巖石圈自洋中脊形成以后，同時在發(fā)生擴張、冷卻、固結、沉陷、接受沉積在發(fā)生擴張、冷卻、固結、沉陷、接受沉積。六、貝尼奧夫帶與板塊的俯沖六、貝尼奧夫帶與板塊的俯沖 環(huán)太平洋地震帶是全球最強烈的地震帶。震環(huán)太平洋地震帶是全球最強烈的地震帶。震源深度通?？垦髠容^淺，靠陸側較深，構成源深度通常靠洋側較淺，靠陸側較深，構成一個傾斜的地震帶，稱貝尼奧夫帶。一個傾斜的地震帶，稱貝尼奧夫帶。 貝尼奧夫帶總與大洋邊緣的海溝相伴隨，除貝尼奧夫帶總與大洋邊緣的海溝相伴隨，除分布在太平洋邊緣地區(qū)以外，也見于印度洋分布在太平洋邊緣地區(qū)以外，

20、也見于印度洋的爪哇海溝，大西洋的波多黎各海溝等。的爪哇海溝，大西洋的波多黎各海溝等。 貝尼奧夫帶的特點：貝尼奧夫帶的特點：島弧下較陡（多島弧下較陡（多45），陸緣山弧下較緩（），陸緣山弧下較緩（多多30），且隨深度增大傾角變陡。），且隨深度增大傾角變陡。長度或最大深度在各地不盡相同，強烈地震的長度或最大深度在各地不盡相同，強烈地震的數(shù)量和最大震級均隨震源強度增大而減少。數(shù)量和最大震級均隨震源強度增大而減少。長度和傾角與板塊俯沖速度有關，俯沖速度越長度和傾角與板塊俯沖速度有關，俯沖速度越大，貝尼奧夫帶越長，傾角越小。大，貝尼奧夫帶越長，傾角越小。與海溝相伴隨，一般傾向大陸（也有例外）。與海溝相伴

21、隨，一般傾向大陸（也有例外）。一些海溝之下發(fā)現(xiàn)另一列較弱的震源帶，傾向一些海溝之下發(fā)現(xiàn)另一列較弱的震源帶，傾向于貝尼奧夫帶相反，長度有限，可能與大洋板于貝尼奧夫帶相反，長度有限，可能與大洋板塊俯沖彎曲導致板塊斷裂有關，長度不超過大塊俯沖彎曲導致板塊斷裂有關，長度不超過大洋板塊的厚度。洋板塊的厚度。 大陸邊緣類型：大陸邊緣類型： 活動（主動）大陸邊緣（太平洋型板塊活動（主動）大陸邊緣（太平洋型板塊邊緣）：大陸邊緣形成巨大的島弧、山邊緣）：大陸邊緣形成巨大的島弧、山弧和火山地震帶，存在洋殼向陸殼的俯弧和火山地震帶，存在洋殼向陸殼的俯沖消減。沖消減。 被動（穩(wěn)定）大陸邊緣（大西洋型板塊被動（穩(wěn)定）大

22、陸邊緣（大西洋型板塊邊緣）：大陸邊緣沒有形成島?。ㄉ交∵吘墸捍箨戇吘墰]有形成島?。ㄉ交。?、海溝和火山地震帶，不存在洋殼向）、海溝和火山地震帶，不存在洋殼向陸殼的俯沖消減。陸殼的俯沖消減。 板塊俯沖的證據(jù)板塊俯沖的證據(jù)Benioff帶活躍的地震活動。帶活躍的地震活動。Benioff帶具有很高的帶具有很高的Q值（反映滯彈性）。值（反映滯彈性）。海溝、島弧或大陸一側的斜坡內發(fā)現(xiàn)有復雜的疊海溝、島弧或大陸一側的斜坡內發(fā)現(xiàn)有復雜的疊瓦狀逆掩構造。瓦狀逆掩構造。代表大洋基底的強反射面逐漸傾伏于海溝陸側之代表大洋基底的強反射面逐漸傾伏于海溝陸側之下。下。海溝常出現(xiàn)弱的正（負）磁異常。海溝常出現(xiàn)弱的正（負）

23、磁異常。板塊俯沖是對板塊擴張的補償所要求的。板塊俯沖是對板塊擴張的補償所要求的。洋底巖石圈與軟流圈平均密度的差異和密度倒置洋底巖石圈與軟流圈平均密度的差異和密度倒置現(xiàn)象?，F(xiàn)象。海溝地形和明顯的負重力異常。海溝地形和明顯的負重力異常。 島弧島弧-海溝系和安第斯型大陸邊緣的特征：海溝系和安第斯型大陸邊緣的特征：（1）地球上最強烈的火山地震帶。）地球上最強烈的火山地震帶。（2）地球表面上地形高差最大的地帶。）地球表面上地形高差最大的地帶。（3）地球上最大的負重力異常帶，地殼均衡狀）地球上最大的負重力異常帶，地殼均衡狀 態(tài)被劇烈破壞。態(tài)被劇烈破壞。（4）熱流值變化最顯著的地帶，海溝熱流值最）熱流值變化

24、最顯著的地帶，海溝熱流值最低。低。（5）強烈的區(qū)域變質帶，發(fā)生高壓低溫作用和）強烈的區(qū)域變質帶，發(fā)生高壓低溫作用和低壓高溫作用低壓高溫作用雙變質帶。雙變質帶。 即板塊俯沖帶來的一些結果即板塊俯沖帶來的一些結果。 板塊俯沖的兩種主要類型：板塊俯沖的兩種主要類型： A式俯沖：古洋殼板塊已消失，俯沖帶兩側式俯沖：古洋殼板塊已消失，俯沖帶兩側的板塊直接碰撞，板塊交界處硅鋁層增厚的板塊直接碰撞，板塊交界處硅鋁層增厚，常隆起巨大山脈（如喜馬拉雅山）。，常隆起巨大山脈（如喜馬拉雅山）。 B式俯沖：密度較小的洋殼向下俯沖到密度式俯沖：密度較小的洋殼向下俯沖到密度較大的陸殼下方，板塊交界處常形成火山較大的陸殼下

25、方，板塊交界處常形成火山地震帶、島?。ㄉ交。┑龋ㄈ缣窖筮吘壍卣饚?、島?。ㄉ交。┑龋ㄈ缣窖筮吘墸?。）。A式俯沖式俯沖B式俯沖式俯沖七、板塊的運動 板塊沿球面的旋轉運動：板塊沿球面的旋轉運動： 歐拉定律（歐拉定律（E.Euler ，1776） 一個剛體沿半徑不變的球面的運動，必定是環(huán)一個剛體沿半徑不變的球面的運動，必定是環(huán)繞通過球心的軸的旋轉運動。在球體表面，任繞通過球心的軸的旋轉運動。在球體表面，任何一點的移動都不是沿著直線，而是弧線；如何一點的移動都不是沿著直線，而是弧線；如果這種移動表現(xiàn)為復雜的曲線形式，那么它的果這種移動表現(xiàn)為復雜的曲線形式，那么它的移動軌跡將有許多圓弧小段組成。移動軌

26、跡將有許多圓弧小段組成。 板塊的運動遵循歐拉定律，旋轉軸通過地心，板塊的運動遵循歐拉定律，旋轉軸通過地心，旋轉軸與地球表面的交點叫做旋轉極。旋轉軸與地球表面的交點叫做旋轉極。 板塊的運動表現(xiàn)為絕對運動和相對運動：板塊的運動表現(xiàn)為絕對運動和相對運動： 絕對運動：板塊相對于地球旋轉軸的運動。絕對運動：板塊相對于地球旋轉軸的運動。 相對運動：一板塊相對于另一板塊的運動。相對運動：一板塊相對于另一板塊的運動。旋轉運動：一板塊相對于另一板塊或球面上旋轉運動：一板塊相對于另一板塊或球面上某一點的旋轉運動。某一點的旋轉運動。 板塊旋轉運動的確定：主要用板塊的旋轉軸板塊旋轉運動的確定：主要用板塊的旋轉軸或旋轉

27、極的位置和旋轉角速度來確定或旋轉極的位置和旋轉角速度來確定 板塊的相對運動觀點認為，不僅板塊本身可板塊的相對運動觀點認為，不僅板塊本身可移動，板塊的各類邊界及旋轉極也可移動移動，板塊的各類邊界及旋轉極也可移動相對移動。相對移動。 板塊邊界的遷移：板塊邊界的遷移： 漸變式和突變式兩種。漸變式和突變式兩種。 最常見漸變式。漸變式板塊邊界的遷移不存最常見漸變式。漸變式板塊邊界的遷移不存在匯聚型板塊邊界，僅是某一邊界在緩慢移在匯聚型板塊邊界，僅是某一邊界在緩慢移動。動。 突變式遷移表現(xiàn)為擴張脊軸發(fā)育位置的突然突變式遷移表現(xiàn)為擴張脊軸發(fā)育位置的突然變更，在大陸變更，在大陸-大陸、大陸大陸、大陸-島弧、島

28、弧島弧、島弧-島弧島弧之間，其相互碰撞可導致俯沖帶消失，在其之間，其相互碰撞可導致俯沖帶消失，在其他地方形成新的俯沖帶。他地方形成新的俯沖帶。 板塊的三聯(lián)點：板塊的三聯(lián)點： 板塊的分布圖上，?？梢姷饺龡l板塊邊界相板塊的分布圖上，?？梢姷饺龡l板塊邊界相交于一點，這個點與三個板塊相鄰接，叫做交于一點，這個點與三個板塊相鄰接，叫做板塊的三聯(lián)結合點（活三聯(lián)點）。任何一對板塊的三聯(lián)結合點（活三聯(lián)點）。任何一對板塊間的邊界總是以三聯(lián)點作為端點。板塊間的邊界總是以三聯(lián)點作為端點。 三聯(lián)點處相接的板塊邊界，可以是分離型、會三聯(lián)點處相接的板塊邊界，可以是分離型、會聚型或轉換型邊界，最常見的是裂谷聚型或轉換型邊界

29、，最常見的是裂谷-裂谷裂谷-裂裂谷型（如印度洋中脊三個分支的交點）。谷型（如印度洋中脊三個分支的交點）。對于三個剛性板塊對于三個剛性板塊A、B、C而言，三而言，三個板塊在三聯(lián)點上個板塊在三聯(lián)點上的相對速度矢量和的相對速度矢量和滿足滿足：VAB+VBC+VAC=0可據(jù)此確定板塊的性對運動狀態(tài)及邊界類型可據(jù)此確定板塊的性對運動狀態(tài)及邊界類型 旋轉極的確定：旋轉極的確定： 轉換斷層指示歐拉緯線的走向，沿球面做轉換斷層指示歐拉緯線的走向，沿球面做這些緯線的垂線就是歐拉經(jīng)線，歐拉經(jīng)線這些緯線的垂線就是歐拉經(jīng)線，歐拉經(jīng)線的交點就是旋轉極。的交點就是旋轉極。 求板塊旋轉的角速度：求板塊旋轉的角速度： 式中：

30、角速度（單位：a）， V線速度（cma）， R地球半徑（cm）， 歐拉緯度。 通過上面的結論可知，板塊距離旋轉極遠通過上面的結論可知，板塊距離旋轉極遠的，線速度??；距離旋轉極近的，線速度的，線速度??；距離旋轉極近的，線速度大，赤道上的板塊旋轉線速度最大。大，赤道上的板塊旋轉線速度最大。 測定板塊旋轉速度的瓦因測定板塊旋轉速度的瓦因-馬修斯法：馬修斯法： 測定地層中磁異常條帶的寬度和該條帶地測定地層中磁異常條帶的寬度和該條帶地質時間跨度的比值質時間跨度的比值 現(xiàn)代板塊運動的全球圖式：現(xiàn)代板塊運動的全球圖式： 環(huán)太平洋板塊的匯聚邊界把全球劃分成環(huán)太平洋板塊的匯聚邊界把全球劃分成不對稱的兩大部分：太

31、平洋部分和地球表不對稱的兩大部分：太平洋部分和地球表面的其他部分。面的其他部分。 大洋中脊大部分分布在南半球，且在南大洋中脊大部分分布在南半球，且在南端相互串聯(lián)，北端沒入大陸之下，使得全端相互串聯(lián)，北端沒入大陸之下，使得全球板塊具有向北運動的趨勢。球板塊具有向北運動的趨勢。八、大洋的演化八、大洋的演化威爾遜旋回（大洋開閉旋回）威爾遜旋回（大洋開閉旋回） 從板塊構造觀點看，洋殼盆地并非永久存從板塊構造觀點看，洋殼盆地并非永久存在，而是經(jīng)歷開裂、擴張、收縮和閉合的在，而是經(jīng)歷開裂、擴張、收縮和閉合的過程。加拿大地質學者（過程。加拿大地質學者（J.T. Wilson，1973）提出大洋開閉的多階段發(fā)

32、展模式，）提出大洋開閉的多階段發(fā)展模式，系統(tǒng)總結了兩個大陸板塊之間洋殼盆地開系統(tǒng)總結了兩個大陸板塊之間洋殼盆地開閉發(fā)展的歷史，閉發(fā)展的歷史， 1974年，年，J.F. Dewer 和和 K.C. A. Burke將將這種描述大洋開閉演化的模式成為威爾遜這種描述大洋開閉演化的模式成為威爾遜旋回。旋回。 威爾遜旋回大致可以分為六大階段：威爾遜旋回大致可以分為六大階段：胚胎期：陸殼拉張變薄形成大陸裂谷，未出現(xiàn)海洋胚胎期：陸殼拉張變薄形成大陸裂谷，未出現(xiàn)海洋環(huán)境，形成一系列斷裂和地塹，如東非裂谷帶。環(huán)境，形成一系列斷裂和地塹，如東非裂谷帶。初始期：陸殼繼續(xù)開裂（拉斷），陸殼失去完整性初始期：陸殼繼續(xù)開

33、裂（拉斷），陸殼失去完整性，出現(xiàn)狹窄海灣，局部出現(xiàn)洋殼，如紅海。，出現(xiàn)狹窄海灣，局部出現(xiàn)洋殼，如紅海。成熟期：大洋中脊兩側不斷增生，海洋邊緣未出現(xiàn)成熟期：大洋中脊兩側不斷增生，海洋邊緣未出現(xiàn)俯沖消減，大洋迅速擴大，如大西洋。俯沖消減，大洋迅速擴大，如大西洋。衰退期：大洋中脊兩側不斷增生，邊緣的一側或兩衰退期：大洋中脊兩側不斷增生，邊緣的一側或兩側出現(xiàn)俯沖消減帶，大洋減小，如太平洋。側出現(xiàn)俯沖消減帶，大洋減小，如太平洋。殘余期：洋殼海域縮小，兩側陸殼逼近，其間僅殘殘余期：洋殼海域縮小，兩側陸殼逼近，其間僅殘余小型洋殼盆地，如地中海。余小型洋殼盆地，如地中海。消亡期：兩側大陸碰撞，海洋完全消失，出

34、現(xiàn)高大消亡期：兩側大陸碰撞，海洋完全消失，出現(xiàn)高大山系，沿碰撞帶出現(xiàn)地縫合線，如阿爾卑斯山脈。山系，沿碰撞帶出現(xiàn)地縫合線，如阿爾卑斯山脈。地縫合線的三地縫合線的三個標志：蛇綠個標志：蛇綠巖套、混雜堆巖套、混雜堆積、雙變質帶積、雙變質帶 蛇綠巖套：由代表洋殼組分的超基性蛇綠巖套：由代表洋殼組分的超基性-基性巖基性巖（橄欖巖、蛇紋巖、輝長巖）、枕狀玄武巖（橄欖巖、蛇紋巖、輝長巖）、枕狀玄武巖和遠洋沉積（放射蟲軟泥等）組成的和遠洋沉積（放射蟲軟泥等）組成的“三位三位一體一體”的共生組合。的共生組合。 混雜堆積：海溝、俯沖帶的典型產(chǎn)物，主要混雜堆積：海溝、俯沖帶的典型產(chǎn)物，主要是被一系列逆沖斷裂切碎和

35、推覆上來的洋殼是被一系列逆沖斷裂切碎和推覆上來的洋殼或陸殼構造殘片，以及板塊俯沖刮削下來的或陸殼構造殘片，以及板塊俯沖刮削下來的沉積物和早先形成地層的巖塊。沉積物和早先形成地層的巖塊。 雙變質帶：強烈擠壓作用形成的島弧外側的雙變質帶：強烈擠壓作用形成的島弧外側的高壓低溫變質帶（藍閃石片巖為標志）與島高壓低溫變質帶（藍閃石片巖為標志）與島弧內側的高溫低壓變質帶（紅柱石、藍晶石弧內側的高溫低壓變質帶（紅柱石、藍晶石、矽線石為標志）、矽線石為標志）。演化階演化階段段主導主導運動運動特征形態(tài)特征形態(tài)典型火山巖典型火山巖典型沉積典型沉積變質作變質作用用實例實例胚胎期胚胎期抬升抬升裂谷裂谷拉斑玄武巖溢流、

36、拉斑玄武巖溢流、堿性玄武巖堿性玄武巖少量沉積作用少量沉積作用可忽略可忽略東非裂谷東非裂谷帶帶幼年期幼年期擴張擴張狹海狹海拉斑玄武巖溢流、拉斑玄武巖溢流、堿性玄武巖堿性玄武巖陸架與海盆沉積，陸架與海盆沉積，可能有蒸發(fā)巖可能有蒸發(fā)巖可忽略可忽略紅海紅海成年期成年期擴張擴張有洋中脊有洋中脊活動的洋活動的洋盆盆拉斑玄武巖溢流、拉斑玄武巖溢流、堿性玄武巖，活堿性玄武巖，活動集中于大洋中動集中于大洋中央央豐富的陸架沉積豐富的陸架沉積（冒地槽）（冒地槽）少量少量大西洋大西洋衰退期衰退期收縮收縮環(huán)繞邊緣環(huán)繞邊緣的島弧及的島弧及毗鄰海溝毗鄰海溝邊緣的安山巖及邊緣的安山巖及花崗閃長巖花崗閃長巖大量源于島弧的大量源于島弧的沉積物（優(yōu)地槽）沉積物（優(yōu)地槽）局部廣局部廣泛泛太平洋太平洋終了期終了期收縮收縮并抬并抬升升年輕山系年輕山系邊緣的火山巖及邊緣的火山巖及花崗閃長巖花崗閃長巖大量源于島弧的大量源于島弧的沉積物（優(yōu)地沉積物（優(yōu)地槽），可能有蒸槽），可能有蒸發(fā)巖發(fā)巖局部廣局部廣泛泛地中海地中海遺痕遺痕（地縫（地縫合線）合線）收縮收縮并抬并抬升升年輕山系年輕山系少量少量紅層紅層廣泛廣泛喜馬拉雅喜馬拉雅山的印度山的印度河一線河一線九、熱點-地幔柱假說（1）無震海嶺和熱點說）無震海嶺和熱點說 無震海嶺的特點：無震海嶺的特點： 線狀伸展、常與大洋中脊垂直或斜交。線狀伸展、常與大洋中脊垂直或斜交。其上無裂谷發(fā)育