1.3大地构造学说
2022-04-30 11:16:30 0 举报自然地理学中有关大地构造学说的思维笔记
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大纲/内容
第三节、大地构造学说
一、板块构造学说
大陆漂移说
代表人物
德国学者魏格纳提出了“大陆漂移说”
主要观点
在大约 2.5 亿年前的石炭纪后期，地球上所有的大陆曾经连结在一起，构成一个统一的大陆（称为泛大陆），围绕它的是一片广阔的海洋（称为泛大洋）
此后，受地球自转离心力和潮汐力的作用，从中生代开始，泛大陆逐渐破裂、分离
由硅铝层组成的、较轻的陆壳在较重的硅镁层洋壳之上漂移，直至形成今天的海陆分布格局
大西洋、印度洋、北冰洋是在大陆漂移过程中形成的，而太平洋则是泛大洋的残余
主要论据
大陆轮廓相吻合（“拼图”）
大西洋两岸的南美洲和非洲轮廓可以很好地拼合在一起
地质构造的连续性
如非洲南部的开普山脉可与南美的布宜诺斯艾利斯山脉连接
北美与西北欧的加里东褶皱带和海西褶皱带完全可沿走向相接
古生物群、古气候的分布（化石）
南美、非洲、南极、澳洲、中国、印度等地同样有石炭二叠纪冰川遗迹分布
古地磁学证据
磁性矿物获得磁性时，会按当时的地磁场定向，并在岩石中将其磁性方位保存下来，称之为天然剩磁
测定岩石中天然剩磁的方向和强度，就可以知道岩石形成时的地磁南极、北极的地理座标位置
观点缺陷
违反物理定律
花岗岩的熔点比玄武岩低，如果地温高至玄武岩岩层熔化并容许大陆漂移的程度，而花岗岩却依然保持固态浮于其上
驱动机制问题
魏格纳认为地球自转的离心力使大陆由高纬度向赤道方向移动，潮汐力同时使其向西漂移
但计算结果证明，其驱动力比所需要的小了好几个数量级，根本不可能推动大陆漂移
观点后续
存在着巨大的争议
驱动力解释不清，魏格纳以引起潮汐的日月引力作为大陆漂移的主要驱动力
错误的认为大而厚陆壳分裂为教薄的洋壳
多数学术团体（以北美为甚）或断然反对该学说，或抱着极大的怀疑态度
很大的原因是北美科学家不熟悉南半球证据
海底扩张说
代表人物
美国的迪次（Dietz）和赫斯（H.H.Hess）分别在1961年、1962年发表论文，提出了海底扩张说
主要观点
年速度为1cm只至数厘米的地幔物质对流是地壳运动的最主要动力，洋底在洋中脊处产生，在海沟处消亡
大洋中脊是新地壳的产生地带，洋脊裂谷是海洋地壳的张裂带，地幔物质以岩浆的形式沿裂谷涌出，然后冷凝成新洋底，并把原来的洋底向两侧推移扩张。
由于岩浆不断溢出和冷却，新洋底不断地沿洋中脊产生，不断地向两侧推移扩张，因而造成洋中脊的岩石和沉积物的年龄最新，向两侧越来越老
当洋壳与陆壳相遇时，由于洋壳密度大，便俯冲到陆壳之下，进入地幔逐渐熔化而消失，并在洋壳俯冲之处形成深海沟
就这样，洋底从洋中脊中不断产生扩张，又在海沟处不断俯冲消亡，大约 2亿年时间，洋底就可更新一次
主要证据
洋中脊与热异常
洋脊磁异常条带的分布（磁极逆转）
洋底岩石和沉积物的年代
平顶海山的空间分布形式
洋中脊—生长带
洋中脊的定义
大洋中高程较高的部分，有明显的热量流和火山活动
包括大西洋中脊（MAR）、东太平洋洋隆（East Pacific Rise）和印度洋中脊（CIR）
海底扩张
典型海底扩张的速度~5cm/a
当前，大西洋中脊的扩张速度较慢（ ~2cm/a ），东太平洋洋隆的扩张速度最快（ ~15cm/a ）
当前全球洋壳均在过去的200Ma间形成
随着海底扩张和新生的洋壳的冷却，自上而下使下方软流层物质降温，刚性增加，增加大洋岩石圈的厚度
大洋岩石圈厚度与其“年龄”有关，即越老，温度越低，越厚
形成年代超过80Ma的大洋岩岩石圈的厚度为~100km，约为大洋岩石圈最大厚度
洋中脊的构造
新生的洋壳（岩石圈）相对于远离洋中脊的老洋壳而言，温度高而密度低
新的洋壳由岩浆上升区形成，并缓慢而持续的由此向外运动
开始冷却和收缩，密度增加（老洋底>新洋底）
自新洋壳的形成至其温度降至稳定（收缩停止）需要~80Ma
海沟—消亡带
海沟的定义
海沟是大洋岩石圈下沉入地幔在地表形态上的体现
大型线型构造，长而深
俯冲带
前提
两板块相向运动相遇时，其中一板块（密度大）前缘向下弯曲，并在另一板块下方滑动
俯冲带的定义
向下活动的区域也成为俯冲带，因为此处岩石圈俯冲入地幔
俯冲发生的原因
俯冲发生的原因是向下运动的板块密度大于下方软流层密度
老大洋岩石圈密度越比软流层高2%
俯冲角度的大小
俯冲角度的大小取决于大洋岩石圈的密度（年龄）
注意
大陆岩石圈密度小于软流层，无法发生俯冲
板块构造学说
代表人物
1967年，美国普林斯顿大学的摩根、英国剑桥大学的麦肯齐、法国的勒比雄等人
学说基础
把海底扩张、大陆漂移、地震与火山活动等地质现象纳入一个统一的理论体系之中
用统一的动力学模式解释全球构造运动的过程及其相互关系
是海底扩张假说的具体引申
基本观点
地球的岩石圈并非浑然一体，而是被一些构造活动带（如大洋中脊、海沟、大断裂等等）分割成若干块体，这些块体就是岩石板块，简称板块
板块的驱动力来自地幔的热对流，每个板块都驮在地幔软流圈上漂移运动，板块之间的相互作用而产生的一系列构造现象，称为板块构造
板块的内部是比较稳定的，而板块的边界则是构造活动带。板块相背运动处，是新海底产生的地方；而在板块相向运动处，则形成深海沟或山脉
四种可能的机制
推动力
滑动力
拖拽力
背负
板块划分
太平洋板块
亚欧板块
印度洋板块（包括澳大利亚）
非洲板块
美洲板块
南极洲板块
板块的划分不受陆地和海洋的限制，只根据板块边界而划分
板块运动
板块边界类型
扩张型板块边界
在大洋中为洋中脊，在大陆上为裂谷带
边界两侧板块受拉张作用而相背分离运动，地幔物质裂谷上涌，造成大规模的岩浆侵入和喷出或形成新洋底
这种板块边界是岩石圈重要的张裂带、岩浆带和地震带
如美洲板块与非洲板块之间的边界
汇聚型板块边界
定义
边界两侧板块相向运动，在此对冲、挤压、聚合，其构造活动异常复杂剧烈
分类
俯冲型边界
包括山弧－海沟系和岛弧－海沟系
密度大、位置低的大洋板块俯冲到密度小、位置高的大陆板块之下
俯冲一侧皆为深长海沟，被挤压抬升一边则形成岛弧和海岸山脉
多火山、地震、超深断裂及叠瓦式逆掩构造
如太平洋板块与亚欧板块之间的边界
碰撞型边界
亦即山弧－地缝合线系；两个大陆板块碰撞聚合、互相推挤，形成巨大的山脉
因其处于两个板块缝合之处，故称为地缝合线
多强烈地震，分布亦广
如印度洋板块与亚欧板块之间的边界—喜马拉雅山系
转换断层型板块边界
一般分布在大洋中，边界两侧板块发生相互剪切、水平错动
在海洋探测时，发现大洋中脊被一系列垂直洋脊走向的横断层所切断
这些横断层不是一般的平移断层，而是一面向两侧分裂，一面发生水平错动，威尔逊称之为转换断层
两板块大致在水平面上错动，不发生张裂或聚合，因此并无板块的新生或消毁
以浅震为主，亦有少量玄武岩喷出
二、槽台说和地洼说
槽台说
主要观点
地壳运动主要受垂直运动控制，地壳此生彼降造成震荡运动
而水平运动则是派生或次要的
驱动力来自地球内部物质的重力分异
物质受热变轻上涌造成地表上升隆起，物质冷却变重下沉造成地表下降凹陷
地球上的海陆变迁和地质构造就是由地壳这样的升降运动所造
构造单元
地槽区
是地壳上强烈活动的构造单元，多呈狭长带状
构造变动和岩浆活动频繁而强烈，沉积巨厚
地槽的发育，一般经过强烈下降——强烈上升两个阶段
地球上几乎所有的高大山脉皆由地槽褶皱上升而成
地槽经过强烈隆起活动后，活动性减弱，长期剥蚀夷平后逐渐转化为地台
地台区
是地壳上相对稳定的构造单元，多呈较平坦的巨大地块
以大面积的缓慢升降运动为主
地台由地槽上升后转化而成，具有两层结构，下为褶皱基底，上为沉积盖层
沉积盖层被剥蚀而露出古老的褶皱基底时则成为地盾
过渡区
地台与地槽之间具有过渡性质的地区，常分出另一种构造单元，称为山前拗陷或边缘拗陷带
特点
周期性
稳定期构造活动较为平缓，主要表现为缓慢升降活动
活动期构造运动和岩浆活动都较为频繁，主要表现为强烈褶皱和隆起，形成巨大的山系，称为造山活动
阶段性
构造运动的周期性决定地壳发展的阶段性
缺陷
槽台学说极少涉及现代海洋的构造和演变，具有一定的局限性
地台并不是固定不变而是一种相对稳定的构造单元，因此地台和地槽都不是地壳发展的最后形式，可以彼此转化
低洼说
在地壳发展过程中，活动区和稳定区可以相互转化，不仅地槽区可以转化为地台区，地台区也可以转化为地洼区
这种转化不是简单的重复，而是一种由简单到复杂，由低级到高级的螺旋式发展
地洼本身也不是地壳发展的最后形式和阶段，也可能转化为更新的结构单元
三、地质力学学说
代表人物
李四光
基本观点
全球地质构造的展布并非杂乱无章，而是具有一定的方向和方位
在地壳运动的一定动力方式的作用下，必将形成相应形式的构造应力场与构造体系
所确立的构造体系
纬向构造体系
经向构造体系
扭动构造体系
主导因素
地球自转及角速度的变化所引起的地壳水平运动
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