地球科学概论 第12讲 板块构造及其动力学

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1、第12讲 板块构造及其动力学申文斌，邓洪涛，徐新禹，罗佳2014.6.41内容提要 0引言1大陆漂移2海底扩张3板块构造4板块构造与地质作用5板块构造的驱动机制20引言 全球海陆面貌30引言－各种学说 16世纪意大利学者布鲁诺最早提出收缩说，他把苹果干缩的褶皱表皮与地球表面的岩层褶皱相对比。19世纪中叶法国学者博蒙根据拉普拉斯的太阳系起源为由热变冷的假说又重新提出收缩说，认为地球内部由热变冷是地球表部收缩和褶皱及其它构造形成的原因。17世纪英国学者培根最早提出了与收缩说相对立的膨胀说，到19世纪末和本世纪初一些学者如曼托瓦尼、希克森

2、等用地球膨胀说来解释大西洋两岸形状的相似性和非洲裂谷系等现象40引言－各种学说 19世纪中、后叶，由美国学者霍尔、丹纳和奥地利学者休斯相继提出地槽、地台概念，从而建立了地槽-地台学说。该学说认为地壳的基本构造单元是由地槽区和地台区组成，地槽褶皱回返后经剥蚀、夷平可转变为地台区。该学说自提出后直到20世纪中叶在地学界长期占据着统治地位。我国地质学家李四光于1926年提出地质力学学说，并在其后进行了不断补充和完善。该学说主张运用力学原理研究地壳构造及其成因，并将地壳构造归纳为3大类构造体系：纬向构造体系、经向构造体系和扭动构造体系。50引言－各种学说

3、垂直运动与槽台学说意大利那不勒斯湾塞拉比斯古庙公元前105年建成，公元1500年被海水淹到6.3米1600-1826年升到海面之上，被发现升速4.2mm/yr，1826年起又被海水所淹，降速17.2mm/yr。60引言－各种学说固定论与活动论70引言－各种学说大陆漂移学说海底扩张学说 板块构造学说 岩石圈板块构造学说是现代地球科学对全球动力学认识的主流，被誉为是地球科学的革命，它是在确立了对大陆漂移与海底扩张的认识的基础上建立起来的。81大陆漂移 大陆漂移(continentaldrift)的概念，今天已广为人们接受。但这一概念从提出到接受

4、并不是一帆风顺的，而是经历了提出、衰落到重新兴起的过程。尽管大陆漂移的思想早有萌芽，但是第一次全面、系统地论述大陆漂移假说的是德国气AlfredWegener象学家和地球物理学家魏格纳。(1880-1930)魏格纳最初于1912年发表大陆漂移观点，至1915年进一步著成《海陆的起源》一书，系统地论述了大陆漂移问题。91大陆漂移 魏格纳认为：较轻的硅铝质的大陆块就像块状冰山一样漂浮在较重的硅镁层之上，并在其上发生漂移；全世界的大陆在古生代晚期曾连接成一体，称为联合古大陆或泛大陆(Pangaea)，围绕联合古大陆的广阔海洋称为泛大洋(图9.1)；可能由于

5、某种作用力的影响，自中生代开始，泛大陆逐渐破裂、分离、漂移，形成现代海陆分布的基本格局。10漂移方向 联联合离合极古古移大大动 陆陆的的向形解西体漂成移 111大陆漂移 支持漂移学说的证据证据1：大陆形状相似证据2：古生物证据证据3：古气候证据证据4：地质构造证据证据5：古地磁证据121大陆漂移 支持漂移学说的证据证据1：大陆形状相似以前大陆边界的拼合是以海岸线为标准的，但陆壳与洋壳存在着原则性的区别，陆壳边界并不是以海岸线为界，而应以大陆坡的坡脚附近为准一般采取大陆坡某一定的等深线进行拼合（例如915米等深线）。131大陆漂移 支

6、持漂移学说的证据证据2－古生物证据古生物学家早就发现，在目前远隔重洋的一些大陆之间，古生物面貌有着密切的亲缘关系。如舌羊齿植物化石，广布于澳大利亚、印度、南美、非洲等南方诸大陆的晚古生代地层中。为解释这些现象，古生物学家曾提出“陆桥说”，设想在这些大陆之间的大洋中，一度有陆地或一系列岛屿把遥远的大陆联系起来，后来这些陆桥沉没消失了，大陆才被大洋完全分隔开来。141大陆漂移 支持漂移学说的证据证据2－古生物证据淡水爬行生物中龙，在南非和南美的P地层中均有发现，证明两个大陆在早二叠世时相连。151大陆漂移 支持漂移学说的证据证据2－古生物证

7、据水龙兽犬颌兽中龙舌羊齿161大陆漂移 支持漂移学说的证据证据3－古气候证据距今约3亿年前后的晚古生代，在南美洲、非洲、澳大利亚、印度和南极洲都曾发生过广泛的冰川作用，有的还可以从冰川的擦痕判断出古冰川的流动方向(右图)。从冰川遗迹分布的规模与特征判断，当时的冰川为发育在极地附近的大陆冰川。而且南美、印度和澳大利亚的古冰川遗迹残留在大陆边缘地区，冰川的运动方向是从岸外指向内陆，反映古冰川不是源于本地。171大陆漂移 支持漂移学说的证据证据3－古气候证据南极洲的大量煤炭沉积表明，现在这个几乎完全为冰川覆盖的地区曾经是大量植物繁茂的地方。其他

8、一些大陆上的岩盐和风成砂岩沉积，也提供了古气候的特征标志，根据这些沉积物可以恢复以往的气候分带