板块构造学说的内容是什么?

2024-05-14

1. 板块构造学说的内容是什么?

上世纪六十年代,科学家们提出了一种革命性的理论,这就是板块构造学说。地球表面覆盖着不变形且坚固的板块(地壳),这些板块确实在以每年1厘米到10厘米的速度在移动。由于地球表面积是有限的,地球板块分类为三种状态:其一为彼此接近的汇聚型板块边界;其二为彼此远离的分离型板块边界;其三为彼此交错的转换型板块边界。板块本身是不会变形的,地球表面活动便都在这三种状态下集中发生。

板块构造学说的内容是什么?

2. 板块构造学说


3. 板块构造学说

板块构造学说是关于全球构造的理论,是当今地球科学界普遍认同的学说。它的发展主要经历了大陆漂移学说、海底扩张学说和板块构造学说三个阶段。
1.大陆漂移说
德国人魏格纳(A.Wegener,1880~1930年)于1912年提出了这个假说。他从南美大陆和非洲大陆边缘轮廓非常吻合,似乎是沿大西洋发生过裂开和漂移这一现象着手,收集了大量有关地质结构、古冰川、岩石和化石等资料,发现有许多相似性与可拼合性,大胆地提出了大陆漂移的设想,开创了大地构造学中的新潮流——活动论。他认为地球上所有的大陆,在大约三亿年前(石炭纪后期),曾经是一个庞大的联合古陆,称为“泛大陆”,海洋也只有一个围绕着它的“泛大洋”,后来在中生代时才逐渐分离、漂移,形成现在的状态(图13-38、图13-39)。

图13-38 大陆壳在漂移过程中几个时代的位置

(魏格纳,1912)
A—晚石炭世;B—始新世;C—早更新世

图13-39 大西洋两岸大陆的拼接

(据E.C.Bullard,1965)
大陆漂移学说认为较轻的花岗岩质大陆壳,在较重的玄武岩质基底之上漂移。大陆漂移沿着两个方向:一个是大陆由东向西飘移,由潮汐摩擦阻力引起的;另一个是大陆由极地向赤道的离极运动,由地球自转产生的离心力所致。由于漂移速度不同,就分裂成各大洲,其间就形成了各大洋。大陆漂移前缘受基底阻碍处就挤压形成了褶皱山脉。
限于当时的科学水平,大陆漂移说未能正确说明大陆漂移的驱动力问题。因为刚性的花岗岩层不可能在刚性的玄武岩层上漂移;潮汐摩擦阻力与地球自转离心力太小,不足以引起大陆长距离漂移。所以,尽管有许多证据的支持,也曾深深震撼了地球科学界,但是仍未得到大部分地质工作者的接受,特别是受到固定论者(槽台说为代表)的坚决反对,到了20世纪30年代便逐渐消沉下去了。
2.海底扩张说
第二次世界大战后,由于战略需要和科学技术的发展,展开了多方面的海洋调查工作,取得了大量成果,其中包括:大洋中脊形态(全球裂谷系)、海底地热流分布异常、海底地磁条带异常、海底年龄及其对称分布、海底地震带及震源分布、岛弧及海沟、地幔上部的软流圈等等。到20世纪60年代初,美国地质学家赫斯(Hess)和迪茨(R.S.Dietz),在总结了对流说和大陆漂移说的基础上,对广泛的海底调查资料综合分析后,创立了一个崭新的学说——海底扩张说。
海底扩张说认为:新的洋底在洋脊裂谷带形成,并不断向两侧扩张,同时老的洋底在海沟处插入地下,返回软流圈,造成物质循环。洋底的扩张运动速度每年约一至几厘米,这就使洋底大约每三、四亿年更新一次。洋底扩张的驱动力是地幔物质的热对流。洋脊轴部是对流圈的上升处,海沟是对流圈的下降处。刚性的洋壳驮在软流圈上被动地随地幔对流体的运动而运动(图13-40、图13-41)。如果上升流发生在大陆下面,就导致大陆的分裂和新大洋的形成,如在红海裂谷中见有高温卤水区,推断红海可能就是新大洋的雏形。

图13-40 海底扩张说示意图

(引自柴东浩等,2000)

图13-41 由地幔对流引起岩石圈板块的移动(海底扩张)

(据P.J.怀利,1980)
海底扩张说的主要证据绝大部分来自海洋地球物理的调查结果,对洋底形成和演化规律进行了系统地解释。虽然还存在很多疑问,却极大地激发了人们进一步探讨的欲望。
3.板块构造的概念
在海底扩张说提出后短短几年时间,人们获得了大量新的研究成果,如地磁场转向年代表、海底地磁条带、深海钻探揭示的海底年龄、洋中脊潜水考察的发现、转换断层的发现、海洋的开闭(威尔逊)旋回等,证实了海底扩张的存在并导致了板块构造学的诞生。
1968年在一次学术交流会上,美国的摩根(W.J.Morgan)、法国的勒比雄(X.Le Pichon)、英国的麦肯齐(D.P.Mckenzie)等不约而同地提出了板块构造学说。把海底扩张说的基本原理扩大到整个岩石圈,并总结提高为对岩石圈运动和演化的总体规律的认识。它的研究所及已覆盖了地球上全部面积,所以称为全球构造理论。
板块构造的概念是:刚性的岩石圈分裂成为许多巨大块体——板块,它们驮在软流圈上作大规模水平运动,致使相邻板块互相作用,板块的边缘便成为地壳活动性强烈的地带。表现为强烈的岩浆活动、地震活动、构造变形、变质作用以及深海沉积作用。板块的相互作用,从根本上控制了各种内力地质作用以及沉积作用的进程。
4.板块边界类型
板块边界有三种类型:离散型边界、汇聚型边界和转换断层。
离散型边界(板块生长边界)主要以大洋中脊(或中隆、裂谷)为代表。沿此边界岩石圈分裂和扩张,地幔物质涌出,从而产生洋壳。这里有大量玄武质岩浆喷发,频繁的浅源地震以及地堑型断裂活动,而且在这里新生的玄武岩因受洋脊高热流影响,广泛出现轻度的变质作用(玄武岩变成绿色片岩,超基性岩变成蛇纹岩等)。东非裂谷、红海裂谷均属于此类边界的早期阶段。
汇聚型边界(板块消亡边界)也称为毕鸟夫带。主要以岛弧-海沟为代表。沿此边界两个相邻板块作相向运动,产生挤压,大洋板块向下俯冲潜没,引起强烈的地震、岩浆作用、变质作用和构造变形。
由于俯冲板块在深部被熔融而形成岩浆,引起岛弧(山弧)火山作用与侵入作用,常形成海沟、岛弧、弧后盆地的地貌组合,称为沟-弧-盆体系。环太平洋构造带是汇聚型边界的典型代表(图13-42)。

图13-42 由于消减作用引起岩浆活动与火山示意图

(据A.N.Strahler,1977)
A—美洲西岸火山带的情况;B—西太平洋岛弧区的情况
另外,还有一种特殊的汇聚型边界——地缝合线,它是两个大陆之间的碰撞带。当大洋中脊的扩张速度减缓或大洋板块俯冲加速,俯冲消减的速度大于增生的速度,导致洋壳面积不断减小,直至消亡,使原来位于大洋两侧的大陆板块发生碰撞和挤压,并最终“焊接”在一起,在板块的结合处形成一系列的山脉,并伴随着强烈的构造变形、岩浆活动以及区域变质作用。如喜马拉雅褶皱带就是由于印度板块与欧亚板块中间的特提斯洋壳消亡,使两个大陆板块碰撞而形成的。喜马拉雅山脉北面的雅鲁藏布江一带,就是地缝合线。

图13-43 转换断层与平推断层区别示意图

A,B—转换断层;C,D—平推断层;双线为洋脊;黑点为震源
转换断层 是一种特殊类型的板块边界,沿此边界既无板块的增生,又无板块的消减,而是相邻两个板块作剪切错动,引起地震和构造变形。它常垂直错断大洋中脊,也可以同海沟、山脊在一起。著名的美国西部圣安德列斯断层,就是一条错开太平洋中隆的转换断层。表面看,转换断层非常像平推断层,但又有许多差异(图13-43)。
5.全球板块的划分
根据板块边界,可将全球板块划分为六大板块:太平洋板块、欧亚板块、澳大利亚-印度板块、非洲板块、美洲板块和南极洲板块(图13-44):

图13-44 全球板块的划分

以上是全球规模的板块,除太平洋板块几乎完全是洋壳外,其余五大板块均包括了洋壳与陆壳。
除以上六大板块以外,还有面积小于1.0×107km2的较小板块,包括:纳兹卡板块(南美洲西岸外)、可可板块(南、北美洲之间的西岸外),加勒比海板块(位于加勒比海及附近地区)、富克板块(北美西岸外)、菲律宾板块(位于菲律宾及其与马里亚纳群岛之间的地带)等。不同的学者对小板块的划分存在一定的差别。实际上大部分的小板块是古板块未完全被俯冲消减的残余部分,如太平洋东岸的几个小板块,可能是原东太平洋板块的组成部分。
6.板块的驱动机制
虽然板块构造学说早已得到地质学界的认同,但是板块的驱动力问题仍未达成共识,这是因为大部分的板块驱动力理论都处于假设阶段,目前尚无法以实验或令人信服的方式予以论证。
目前,大多数地质学家认为板块是驮在地幔对流体上运动的,地幔对流是引起板块运动的根本原因。但是对于地幔对流的形式(涉及的深度)仍有不同的见解:即分层地幔对流模式和全地幔对流模式。
还有一部分学者认为,板块的驱动力主要来自于俯冲板块相变所产生的重力拖曳力和洋脊扩张产生的侧向推挤力。这一观点曾在20世纪80年代占主流地位。
总之,板块构造理论是综合了许多学科的最新成果而建立起来的大地构造学说,它以地球整个岩石圈板块的活动方式为依据,建立了世界范围的构造运动模式,对一些全球构造问题给予了合理的解释。它是当今最重要、最热门的地学理论。

板块构造学说

4. 板块构造学说

大陆漂移说是维格纳的一个假说,他提出的依据是现今大陆边界的吻合性,以及古生物化石方面的证据,但是他的动力源无法得到广泛认可,因此只是一种不成熟的假说;板块构造理论是得到大家认可、证实的较成熟的理论,事实依据就很多了,比如洋中脊、海沟的发现、转换断层上正负磁条的有序排列、仅两亿年的洋壳(陆壳年龄远大于洋壳)、海沟处靠近大陆一侧比你奥夫带的发现、海底平顶山(热点或者说地幔柱)的有序线性排列、主动陆缘的造山带等等,都是板块构造理论的事实依据。
板块构造理论否定了海洋永恒、地壳以垂直运动为主的固定论,建立了岩石圈以水平运动为主的活动论板块构造理论是研究地球演化史、研究地质灾害发生机制和研究矿产及能源分布规律的新的理论基础板块构造理论用于解释大陆演化,揭示了山脉复杂的构造特征和板块构造的运动历史,产生了大陆演化的全新概念。 由于板块构造学说的进展,迄今被视为不解之谜的地球活动大多得到了解释。该学说成功解释了许多地理现象,如大西洋两岸的轮廓问题;非洲与南美洲发现相同的古生物化石及现代生物的亲缘问题;南极洲、非洲、澳大利亚发现相同的冰碛物;南极洲发现温暖条件下形成的煤层等等

5. 板块构造学说

  板块构造学说是在大陆漂移学说和海底扩张学说的基础上提出的。根据这一新学说,地球表面覆盖着不变形且坚固的板块(  岩石圈  ),这些板块确实在以每年1厘米到10厘米的速度在移动。 
    由于地球表面积是有限的,地球板块分类为三种状态:其一为彼此接近的汇聚型  板块边界  ;其二为彼此远离的分离型板块  边界  ;其三为彼此交错的转换型板块边界。板块本身是不会变形的,地球表面活动便都在这三种状态下集中发生。 
       1910年,德国气象学家  魏格纳  (   Alfred Lothar Wegener   ,1880-1930)偶然发现大西洋两岸的轮廓极为相似。1912年德国气象学家兼地质学家  魏格纳  ( A. Wegner )最先提出  大陆漂移说  。他认为在前寒武纪时,地球上存在一块统一的大陆:泛大陆。以后经过分合过程,到中生代早期,联合古陆再次分裂为南北两大古陆,北为劳亚古陆(Laurasia),南为冈瓦那古陆(Gondwanaland)。 
        
    全球的岩石圈分为   亚欧板块(又译“欧亚板块”)    [1]      、非洲板块、美洲板块、太平洋板块、印度洋板块和南极洲板块   ,共六大板块。其中太平洋板块几乎完全是在海洋,其余五大板块都包括有大块陆地和大面积海洋。 
       该学说成功解释了许多  地理现象  ,如大西洋两岸的轮廓问题;非洲与南美洲发现相同的  古生物化石  及现代生物的亲缘问题;南极洲、非洲、澳大利亚发现相同的冰碛物;南极洲发现温暖条件下形成的煤层等等。但它有一个致命弱点:动力。根据魏格纳的说法,当时的物理学家立刻开始计算,利用大陆的体积、密度计算陆地的质量。再根据硅铝质岩石(花岗岩层)与硅镁质岩石(玄武岩层)摩擦力的状况,算出要让大陆运动,需要多么大的力量。物理学家发现,日月引力和  潮汐力  实在是太小了,根本无法推动广袤的大陆。因此,大陆漂移学说在兴盛了十几年后就逐渐销声匿迹了。 
    什么力量驱使板块进行运动,按照  赫斯  的  海底扩张  说来解释,认为大洋中脊是地幔对流上升的地方,地幔物质不断从这里涌出,冷却固结成新的  大洋地壳  ,以后涌出的热流又把先前形成的大洋壳向外推移,自中脊向两旁每年以0.5 5厘米的速度扩展,不断为大洋壳增添新的条带。因此,  洋底岩石  的年龄是离中脊愈远而愈古老。当移动的大洋壳遇到大陆壳时,就俯冲钻入地幔之中,在俯冲地带,由于拖曳作用形成深海沟。大洋壳被挤压弯曲超过一定限度就会发生一次断裂,产生一次地震,最后大洋壳被挤到700公里以下,为处于高温溶融状态的地幔物质所吸收同化。向上仰冲的大陆壳边缘,被挤压隆起成岛弧或山脉,它们一般与海沟伴生。太平洋周围分布的岛屿、海沟、大陆边缘山脉和  火山  、地震就是这样形成的。所以,  海洋地壳  是由大洋中脊处诞生,到  海沟岛弧  带消失,这样不断更新,大约2 3亿年就全部更新一次。 

板块构造学说

6. 板块构造学说是什么意思?


7. 板块的构造学说

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,又叫全球大地构造。所谓板块指的是岩石圈板块,包括整个地壳和莫霍面以下的上地幔顶部,也就是说地壳和软流圈以上的地幔顶部。新全球构造理论认为,不论大陆壳或大洋壳都曾发生并还在继续发生大规模水平运动。但这种水平运动并不象大陆漂移说所设想的,发生在硅铝层和硅镁层之间,而是岩石圈板块整个地幔软流层上像传送带那样移动着,大陆只是传送带上的“乘客”。

板块的构造学说

8. 板块构造学说的基本内容是什么?

板块构造学说是法国科学家勒比逊于1968年提出的学说。板块构造学说是在大陆漂移学说和海底扩张学说的理论基础上,又根据大量的海洋地质、地球物理、海底地貌等资料,经过综合分析而提出的学说,因此有人把大陆漂移说、海底扩张说和板块构造说称为全球大地构造理论发展的三部(步)曲。

地球板块结构
板块构造学说是近代最盛行的全球构造理论。这个学说认为地球的岩石圈不是整体一块,而是被地壳的生长边界海岭和转换断层以及地壳的消亡边界海沟和造山带、地缝合线等一些构造带,分割成许多构造单元,这些构造单元叫做板块。全球的岩石圈分为亚欧板块、非洲板块、美洲板块、太平洋板块、印度洋板块和南极洲板块,共六大板块。其中太平洋板块几乎完全是海洋,其余五大板块都包括有大块陆地和大面积海洋。大板块还可划分成若干次一级的小板块。这些板块漂浮在“软流层”之上,处于不断运动之中。一般说来,板块内部的地壳比较稳定,板块与板块之间的交界处,是地壳比较活动的地带,地壳不稳定。地球表面的基本面貌,是由板块相对移动而发生的彼此碰撞和张裂而形成的。在板块张裂的地区,常形成裂谷和海洋,如东非大裂谷、大西洋就是这样形成的。在板块相撞挤压的地区,常形成山脉。当大洋板块和大陆板块相撞时,大洋板块因密度大、位置较低,便俯冲到大陆板块之下,这里往往形成海沟,成为海洋最深的地方;大陆板块受挤上拱,隆起成岛弧和海岸山脉。太平洋西部的深海沟和岛弧链,就是太平洋板块与亚欧板块相撞形成的。在两个大陆板块相碰撞处,常形成巨大的山脉。喜马拉雅山就是印度板块在向亚欧板块碰撞过程中产生的。
目前板块构造理论已被用来解释火山、地震的形成和分布以及矿产的生成和分布等。但是,是什么力量驱动着板块作大幅度、持续运动的驱动力问题,意见还不一致。