“板块”一词是Wilson(1965)在论述转换断层时首先提出的,后经Morgan,McKenzie,Parker,LePichon等人的不断综合和完善,于1968年正式提出了“板块构造”学说。因板块构造涉及全球(不分大陆和海洋)的构造活动和演化,是使地球一元化的全球构造理论。所以,板块构造学说的创立是人类对地球认识的一次重大突破,其基本内容可以概述如下:
地球最上部被划分为岩石圈和软流圈(图2-3)。软流圈在缓慢而长期的作用力下,会呈现出塑性或缓慢流动的性质。因此岩石圈可以漂浮在软流圈之上作侧向运动。
地球表层刚性的岩石圈并非“铁板一块”,它被一系列构造活动带(主要是地震活动带)分割成许多大小不等的球面板状块体,每一个构造块体就叫岩石圈板块,简称板块。板块构造学说初创时,LePichon(1968)曾将全球划分为六大板块:欧亚板块、太平洋板块、美洲板块、非洲板块、印度-澳大利亚板块(也称印度板块、印度洋板块或澳大利亚板块)和南极洲板块;后来又把美洲板块划分为北美板块和南美板块,这样全球可划分为七个板块。它们属于一级大板块,一般既包括陆地,也包括海洋,控制着全球板块运动的基本特征。Morgan曾认为全球应划分为二十个左右的板块。不过现在比较流行的是十二板块的划分方案(图2-14),即除七大板块外,还有纳兹卡板块、科科斯板块、加勒比板块、菲律宾海板块和阿拉伯板块。至于大陆与大陆或大陆与岛弧的碰撞带中,似可进一步分出若干小板块甚或微板块。
板块内部是相对稳定的,很少发生形变;而板块边界则是全球最活动的构造带,全球地震能量的95%是通过板块边界释放的。根据板块边界上的应力特征,参考其地质、地貌、地球物理及构造活动特点,可将板块边界划分为拉张、挤压和剪切三种基本类型。拉张型边界的主应力是受拉张力作用,相当于大洋中脊轴部裂谷带及其延伸上陆的大陆裂谷带,在拉张力作用下两板块作相背分离运动。挤压型边界的应力场以挤压作用为主,边界两侧板块相对运动向一起汇合聚集,与太平洋周缘海沟俯冲带和大陆年轻造山带(阿尔卑斯-喜马拉雅山带)相当。剪切型边界的应力场以剪切作用为主,剪切方向与板块相对运动方向一致,与转换断层相当。板块运动及其相互作用导致了目前海陆的分布格局,地球表面形态的变化,全球(含洋底)山脉的形成,地震、火山和构造活动等。
根据板块构造观点,海底扩张实际上是一对岩石圈板块自中脊轴向两侧的扩张运动。位于岩石圈板块上面的大陆块,伴随着板块的运动而被动地发生长距离水平位移。这就是我们今天所说的大陆漂移,与魏格纳的大陆漂移有原则区别。
板块边产生、边运动、边消亡,周而复始,在地球表层留下板块活动的痕迹。板块在扩张型边界(洋中脊轴裂谷带)因炽热地幔物质不断涌出而得到补充,当这种热物质冷却到足以产生机械强度时便成为板块的一部分。因此,板块在中脊轴附近的增生区较薄,随着板块背离中脊轴运动,因其逐渐冷却而增厚。海洋岩石圈板块是短暂的,从生成至挤压型边界(海沟俯冲带)消亡一般不超过2亿年。在消亡过程中,变冷的岩石圈下潜沉入到地幔之中。岩石圈潜入地幔内数百千米才被同化,故沿板块俯冲带可发生浅、中、深源地震活动。
驱动板块运动的原动力来自地球内部,一般认为地幔物质对流是板块运动的原动力,它借助岩石圈底部的粘滞力带动上覆板块运移,板块被动地驮伏在对流体上发生大规模运动。
集大陆漂移和海底扩张说为一体的板块构造理论能够比较成功地解释几乎所有地质现象,特别是全球性的构造特征和形成机理。海底构造实质上就是海洋底板块生成—运动—消亡过程中所发生的各种构造活动和构造现象。
本文标题:海底构造与大地构造学说(3)
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