单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,普通地质学,*,普通地质学,南京大学地球科学系 舒良树,第九章 板块构造,11/19/2024,普通地质学,普通地质学南京大学地球科学系 舒良树第九章 板块构造9/13,1,第九章 板块构造 Plate Tectonic,一.大地构造基本概念,1.,定义,：研究全球性地壳运动的学问称Tectonism。包括沉,积作用、构造变形、岩浆活动、变质作用、成矿规律等。,2.,主要学说,：槽台学说（30-60年代统治全球地学理论），,地质力学（李四光），断块学说（张文佑）,地洼学说（陈国达），波浪镶嵌（张伯声）,板块构造:,伟大的地学革命!,(65-68年理论成熟。有,突出贡献的人物,：国际级的Wilson,Le Pichon,上田诚也，都城秋穗；中国70-80年代以尹赞勋，李春昱,郭令智为代表）,3.,槽台学说,:认为地壳运动以垂直运动为主，大陆、大洋的位置不变.将地表分为地槽活动区（Geosyncline）,地台稳定区（Platform）二个主要构造单元.,11/19/2024,普通地质学,第九章 板块构造 Plate Tect,2,3.1 地槽基本特征简介,1857年美国丹纳Dana、霍尔Hall在研究阿帕拉契山时,提出,指沉降很深、狭长条形延伸的凹地：长数百到上千公里，,宽数十到上百公里。长期、原地、垂直沉降与堆积：时间达,数亿年，厚度大于一万米。,位于陆-陆之间或洋-陆之间。,有火山岩的叫优地槽Eugeosyncline；无火山岩的叫冒地,槽Miogeosyncline；两者成对出现。,后期地壳运动使巨厚的沉积物强烈变形，形成一系列紧闭,的线形褶皱和大规模的挤压推覆构造。同时发生广泛的区,域变质作用，形成混合岩，并伴随中酸性岩浆活动和矿产。,褶皱地层急剧上升成山脉，凹地变为造山带，称,造山作用,；,其高大山系称,造山带或地槽褶皱带,，如Himalaya、Alps、,秦岭、天山、昆仑山。,地槽理论,已被板块理论所取代。,11/19/2024,普通地质学,3.1 地槽基本特征简介9/13/2023普通地质学,3,3.2 地台基本特征简介,奥地利学者E.Seuss（休斯或徐士）于1885年提出。,指地壳上稳定的、形成后不再褶皱变形的地区。,具,双层结构,：褶皱基底和水平的盖层,盖层：沉积薄；面形分布；地层平缓倾斜到水平；边界为正断,层；区域变质极弱;无火山岩；煤、石油、沉积铁矿等矿产发育。,与地槽的关系：地槽褶皱上升-剥蚀夷平-活动性减弱并趋,向稳定-正断层使之下降-缓慢地接受沉积（地台阶段）。,古地台：以前寒武系（Precambrian）为基底；,年轻地台：以古生界（Cambrian-Permian）为基底,地盾,Shield：基底之上无沉积盖层（无沉积或沉积薄被剥,蚀）。,世界著名的地台：北美地台、非洲地台、澳洲地台、西伯利,亚地台、俄罗斯地台、扬子地台、华北地台、塔里木地台。,克拉通,Craton：刚性强的稳定地台。,一直被板块理论采用,。,11/19/2024,普通地质学,3.2 地台基本特征简介9/13/2023普通地质学,4,3.3,槽台论的大陆生长观:,槽台边缘形成新地槽,大陆向海洋方向扩大，海洋缩小；,大陆内部会发生开裂，如东非裂谷，但海洋不会消亡。,3.4,槽台论的地壳发展旋回性,也称构造旋回,周期性地产生新一代地槽。地槽后期的褶皱造山运动标志,着旧地槽的消亡,新地槽的孕育。,喜山旋回(0.65亿年-现在),-燕山运动E,1,/K,2,燕山旋回（2.3-065亿年）,-印支运动J,1,/T,3,印支旋回（295-2.3亿年）,-海西运动，华力西运动T,1,/P,海西旋回（3.75-295亿年）,-加里东运动D/S,加里东旋回（8-3.75亿年）,-格林威尔运动Z/Pt,晋宁旋回(8-25亿年）,-阜平运动,太古代旋回（35-25亿年）,构 造 旋 回 表,11/19/2024,普通地质学,3.3 槽台论的大陆生长观:喜山旋回(0.65亿年-现在,5,二.板块构造 Plate Tectonics,1.海底地貌单元,大陆架,：坡度平均0.1度，水深小于200米,宽,度大。,大陆坡,：坡度平均3-6度，水深1400米-,3200米。,大陆隆,：坡度小于1/400，为过渡区。,大洋盆,：深海平原，非常平坦；水深多大于,4600米。,大洋脊,：洋盆内部的海底巨大山脉，常分布,于大洋盆的中部。,11/19/2024,普通地质学,二.板块构造 Plate Tectonics9/13/202,6,陆海过渡带,大陆架,大陆坡,大洋盆,11/19/2024,普通地质学,陆海过渡带大陆架大陆坡大洋盆9/13/2023普通地质学,7,2.板块构造定义：,在软流圈上作大规模水平,运动的岩石圈块体。,板块构造理论,：系统研究岩石圈板块运动学、,动力学的学说。,3.板块构造存在的主要证据:地形、地质、地,球物理、深海钻探,1）.地形证据,：全球的大陆可以按一定方式拼,合在一起；特别是南美和非洲的海岸线及其,相似，用计算机可以精确的将它们拼合。,11/19/2024,普通地质学,2.板块构造定义：在软流圈上作大规模水平9/13/2023普,8,2）.地质证据,a.,洋中脊,：,洋中脊的横截面呈平缓的等腰,三角型,二侧呈地垒状隆起，中间呈地堑,状陷落（裂谷）。,洋脊处是火山喷发带,沉积物最薄,因此,也是高热流带,147HFU。,洋脊也是地震带.特点是震级低、震源,浅、地震频繁。,11/19/2024,普通地质学,2）.地质证据9/13/2023普通地质学,9,b.古生物,：三叠纪一种小的浅水爬虫中,龙，本身不能远涉重洋；但同种化石却,在相距6000公里的非洲和南美同时出现。,二叠纪的热带植物化石舌羊齿，现在,出露在寒带和非洲、南美、澳大利亚等,地。,推理：上述不同地区原先是连在一起的。,11/19/2024,普通地质学,b.古生物：三叠纪一种小的浅水爬虫中9/13/2023普通地,10,c.构造,：,挪威-苏格兰的加里东期造山带,越,过,大西洋,后，在西岸的北美加拿大和美,国再次出现。,特征相似的二叠系，同时在南非的开,普顿山和南美布宜诺斯艾利斯出现。,推理：在大西洋形成之前，它们是连,在一起的地质体。,11/19/2024,普通地质学,c.构造：9/13/2023普通地质学,11,d.冰川,：石炭纪、二叠纪高寒带的冰川遗迹,现在,却分布在温带和热带的印度、澳大利亚、非洲、,南美、南极等地。,推理：这些不同地区原先是连在一起的。,因此，1912年魏格纳提出大陆漂移说。,引伸1：,联合古陆,Pangaea,2,亿年前的超大陆。根据植物化石和冰川分布，认为2亿年前时有两个古大陆。,劳亚古陆,（北半球）Laurasia Land；,冈瓦纳古陆,（南半球）Gondwana Land;,特提斯海,Tethys,：,位于两个古陆之间、开口朝,东、呈平躺V字型的古大洋。,11/19/2024,普通地质学,d.冰川：石炭纪、二叠纪高寒带的冰川遗迹,现在9/13/2,12,二亿年前的地球,劳亚古陆,冈瓦纳古陆,特提斯海,11/19/2024,普通地质学,二亿年前的地球,13,引伸2：,海底扩张,（Wilson,1965),地幔物质从洋中脊涌出，推动二侧的物质对称,运移,使大洋生长变宽，冷却后密度变大，然后,断裂，形成海沟，洋壳板块在海沟处俯冲消减。,海底主要特征：,1.洋底扩张速度平均2-5cm/年；二亿年洋底更新一次。,所以洋底无中生代以前的岩石。,2.洋底表层沉积物最厚处600米，相当于一亿年中堆,积的厚度。,3.存在一连串的海底平顶山。,11/19/2024,普通地质学,引伸2：海底扩张（Wilson,1965)9,14,大,洋 的 生 与 亡,11/19/2024,普通地质学,大 洋 的 生 与 亡9/13/2023普通地质学,15,平顶山成因,地幔物质上涌到岩石圈底部，然后分熔成,中基性岩浆喷出，形成海底火山。,热点的位置固定，而板块在移动，所以可,形成一连串的火山。,火山开始时位置较高，山头容易被波浪削,平，最后成为海底平顶山,。,11/19/2024,普通地质学,平顶山成因9/13/2023普通地质学,16,11/19/2024,普通地质学,9/13/2023普通地质学,17,3）地球物理证据,a洋中脊二侧,海底岩石的,正、负磁异常条,带对称分布,。,洋中脊处形成的岩石，冷却时被磁化，记,录了当时的磁场方向。由于地磁南北极的,多次转向,导致海底岩石对称的正、逆向,磁异常条带。,现在-69万年为布容正向,69万年-243万年,为松山反向,242万年-332万年为高斯正向,332万年前为吉尔伯特反向。,11/19/2024,普通地质学,3）地球物理证据9/13/2023普通地质学,18,核磁成因,11/19/2024,普通地质学,核磁成因9/13/2023普通地质学,19,b.,地热、重力,放射热的不均匀聚集,使地幔下层熔融体沿,洋脊上升，形成洋脊推张力。,故洋脊处重力,值小而热流值高,。在海沟处，洋壳冷而致密，,导致洋壳下沉消减。,故洋脊处重力值小而热,流值高。,由此组成一个循环系统，驱动板块,不停运动。,部分洋壳物质被带到俯冲带深处，受热熔化,后上升喷发，形成,安山岩,。,另外一些物质则,被带到100km以下，形成高级变质岩：,含金,刚石榴辉岩。,一部分可在后期折返到浅部。,11/19/2024,普通地质学,b.地热、重力9/13/2023普通地质学,20,11/19/2024,普通地质学,9/13/2023普通地质学,21,在海沟处，部分地壳物质如厚大的海沟型复理石可通过铲刮增生到大陆边缘上，形成,俯冲型增生楔。,c.,地震,海沟是浅源、中源、深源地震的策源地。根据全球地震的密集分布规律，确定环太平洋海沟是一个巨大的俯冲带。,震源机制研究表明，洋陆板块在不同深度的摩擦与破裂（地震）是很有规律的。,11/19/2024,普通地质学,在海沟处，部分地壳物质如厚大的海沟型复理石可通过铲刮增生到,22,弧前浊积岩,大陆,浊积岩,大洋,11/19/2024,普通地质学,大陆浊积岩大洋9/13/2023普通地质学,23,11/19/2024,普通地质学,9/13/2023普通地质学,24,地 震 分 布 与 板 块 构 造,11/19/2024,普通地质学,地 震 分 布 与 板 块,25,4).深海钻探和深潜器成果,证实了洋底确切地貌、洋中脊高热流、枕,状熔岩的存在。,海洋地质调查表明,海底没有比中生代更早,的岩石，海底岩石以洋中脊为中心向二侧,依次对称变老。,5）大西洋脊边上的冰岛发现蛇绿岩套，完善,了洋壳剖面.,A 沉积岩+枕状熔岩,B 单辉橄榄岩+堆晶辉长岩+基性岩墙,C 纯橄榄岩、斜辉橄榄岩,11/19/2024,普通地质学,4).深海钻探和深潜器成果9/13/2023普通地质学,26,红色-冰岛热点 上是古新世 下为现在,大西洋中脊上的冰岛,11/19/2024,普通地质学,红色-冰岛热点 上是古新世 下为现在,27,“三位一体”的大洋地壳,Ophiolite,11/19/2024,普通地质学,“三位一体”的大洋地壳 9/13/2023普通地质学,28,6).,转换断层,:,发生在大洋底、与洋脊错位有关、不产,生增生与消亡的一种特殊海底平移断层。特点是相邻,块体的剪切平移运动只在两个转换点之间发生,一过转,换点,即无剪切。原因是断层延伸线两侧的洋脊错开方,向相同。,如图，只有bc产生剪切,bc断层动向与洋脊错开方,向相反,有地震。过bc,无剪切,与洋脊错开同向。,洋脊的错开是由扩张速率差异造成。,扩张速度相同时，bc不会变大。,板块理论建立的三大支柱：,海底磁异常条带,转换断层,地幔对流（板块驱动力）:霍尔姆斯最早提出。,11/19/2024,普通地质学,6).转换断层:发生在大洋底、与洋脊错位有关、不产9/13/,29,转换断层模型,11/19