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板块构造学说

时间:2012-09-29 05:47 来源:未知 作者:地理教师 责任编辑:地理教师
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  从地表到地下平均约60公里厚的这个地球固体层,即“岩石圈”。它包括了全部地壳,还包括上地幔的一部分。它的组成物,主要是坚硬的岩石。
  岩石圈是与人类关系最密切的一个地球圈层。它不但是人类赖以居住的基地,而且是江河湖海的依托。岩石圈上的土壤,是全球植物生长的“摇篮”。岩石圈还是人类所需矿产资源的供给地。人类在地面上进行建设,无论是开凿运河、兴修水利,还是建设城市、修建铁路等等,无一不是与岩石圈打交道。此外,地壳运动、火山、地震、山脉形成等自然现象的发生,也都与岩石圈的活动有着直接关系。从地表到岩石圈沉积岩底,这部分范围还是“地理环境”的组成部分,直接参与了地理圈的物质、能量交换运动。
  岩石圈既然如此重要,它在全球大地构造方面的组合,以及运动形式,又是怎样的一种情况呢?
  (1)岩石圈的单元──“板块”
  1968年,法国一位叫做勒皮顺的科学家,他根据所掌握的各方面资料分析,认为包围着地球表面的一层坚硬岩石圈,并非“铁板一块”而是被一些活动带(如大洋中脊、大裂谷、海沟、转换断层等)分割成许多相互独立的块状单元,这种板状块体,称为“板块”。
  他首先将全球岩石圈划分为六大板块,即太平洋板块、欧亚板块、印度洋(或印度──澳大利亚)板块、非洲板块、美洲板块和南极洲板块。这六大板块也叫“巨板块”。板块的分界不受海陆限制。除太平洋板块全部属洋壳板块外,其余五大板块既有海洋又有陆地。当然,大板块外,还可分中板块、小板块、微板块等层次。板块的内部,相对是比较稳定的。
  大板块的运动方向,每隔两亿年才发生变化。如太平洋板块是从太平洋中生长出来的新海洋壳,以传送带的方式,平均每年以5厘米的速度向西移动,2亿年可移动1万公里。从太平洋中部至马里亚纳海沟的消亡带,正好约1万公里,而马里亚纳海沟及其附近的海底岩石年龄也正好为1.5亿~2亿年。此事实正好说明太平洋约每2亿年更换一次底。
中板块是大板块破裂后产生的,一般分布于大板块的前进边缘和大板块之间。其运动方向受大板块影响,运动方向大约几千万年或几百万年才发生变化。岩石圈中的菲律宾板块、科科斯板块、纳斯卡板块、阿拉伯板块、索马里板块、加勒比板块,就属于中板块。
  小板块面积小于或相当10万平方公里。分布地常在大陆和大陆、或大陆和岛孤的碰撞带中。其运动主要受大板块运动所控制。岩石圈中的土耳其—爱琴板块、伊朗板块、亚德里亚板块、汤加板块、新赫布里板块,即属小板块。
微板块是最小的板块单元,一般测察手段不易发现,是借助人造卫星、同位素年龄、古地磁数据、地热流变化、岩石成分等测定,来确定较大板块内是否有其存在的。
  (2)板块间的巧妙“拼合”
  板块之间的连接方式,不是随便“贴”在一起的,而是通过一种“巧妙”的“拼合”,衔接起来的。拼合的方式,大体有三种形式:
  ①挤压型拼合
  此种板块拼合,是两大岩石圈板块的彼此会合、对冲、碰撞。由于拼合对象不同,拼合方式也各有别。如大陆板块与大洋板块相遇,由于大陆板块比重小(为硅铝质)、密度小、位置较高,大洋板块比重大(为硅镁质)、密度大。且位置相对较低,大洋板块则采取45°角度俯冲于大陆板块之下。这个俯冲的地带,叫做“俯冲带”。在俯冲带上,俯冲的这边可形成很长的深海沟,被挤压抬升的一边则形成岛弧和海岸山脉。如西太平洋的一系列海沟和岛弧;美洲西岸的海岸山脉、安第斯山脉,就是这样形成的。如果大洋中脊(海岭)是产生新洋壳的发源地;那么。大洋的海沟则成为老洋壳的消亡地。大洋地壳年龄都相对很年轻,一般不超过2亿年,就是由于大洋不断“换底”所致。
如果是两个大陆板块相碰撞,他们则是以挤压方式相“拼合”,由于两个大陆板块相向(面对面)移动,它们的前方经互相碰撞,受到挤压强烈变形,会形成褶皱山脉。原来分离的两块大陆缝合起来,其接触线地壳出露,成为“地缝合线”。如印度板块与亚欧大陆板块相撞,则形成了喜马拉雅山。雅鲁藏布江或其以北的地区为两大板块的地缝合线。
  ②拉张型拼合
  这种板块拼合方式十分特殊,板块与板块不是“亲密”的紧贴着,而是靠“第三者”──“大洋中脊”在中间把它们“间接”拼连起来。板块与板块中间的大洋中脊,是地下地幔岩浆物质(多为玄武岩流)上涌的地带,上涌的地幔岩浆不断增加,并增生为新的板块向左右同时扩张。这种板块的拼合线,实际上就是“大洋中脊”本身,“大洋中脊”均出现在海洋之中,地貌上又称“海岭”或“海底山脉”。地球上最典型的“大洋中脊”,为大西洋中部的“ S”海岭(海底山脉),南北长约17000公里。
  前说的“第三者”如出现在大陆,则表现为大裂谷。裂谷两侧新板块的形成机制,与海洋中的“大洋中脊”有相似之处。大陆裂谷最典型的代表,是目前世界上最大的裂谷带──东非大裂谷带。此裂谷南起赞比西河口,北至西亚约旦河谷,南北长达6400公里。该裂谷的发展,将使原大陆进一步破裂扩张,同时裂谷底部将产生一个新的大洋(壳)。
  ③剪切型拼合
  在大洋中脊,有一系列垂直于它的断层将它所切断,切成的许多小段并互相平行错开,非常像横切中脊的平移断层。但每段大洋中脊都要向两侧进行扩张,因此这种水平位移的断层实际转换了性质。1965年海洋地质学家威尔逊将这种特有断层称为“转换断层”。转换断层处,两板块物质在这里既不大量增生也不发生减少,只是起到一种板块拼合连接作用而已。即或有什么小的地质变化,也仅会发生一些浅震、或少量玄武岩喷发。转换断层错动的距离,可达数十、数百甚至数千公里。
  (3)板块移动的驱动力何在
  是什么力量促使板块进行运动的?即板块运动的驱动力是什么?这个问题目前学术界尚未圆满回答。有的学者认为,驱动板块活动的机制主要是由于地幔物质的对流。地幔上升流导致板块分离,下降流又引起板块的汇聚消亡。地幔对流之所以产生,是由于地幔中放射性元素产生的热量分布不均,从而产生热对流现象,并且形成若干对流中心。热对流在岩石圈下对流体(对流层)中进行。在对流上升的地方,岩石受张力而破裂,地幔物质沿裂隙上升,形成了大洋中脊(海岭)或大陆裂谷。并伴随发生地震、火山。板块随地幔对流而移动。在对流汇聚、下沉的地带,板块下沉,插入软流圈,并在地幔熔化,通过地幔物质的运动,而完成对流循环。

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