第二章 岩石圈构造.ppt

其中顶层和中层组合称上壳层，与下层的下壳层形成明显的双层结构，康拉德面为上、下壳层间的分界面。 地震和电导资料分析，陆壳区的康拉德面并不十分清楚，可能呈逐渐过渡关系。 大陆型地壳的物质成分比较复杂，其中上壳层的成分大致与花岗闪长岩或石英闪长岩相当，下壳层的成分大致与辉长岩、闪长岩或硅质石榴石麻粒岩成分相当。 地壳表面不断剥蚀，迫使地表高程降低，现今陆地平均海拔高度约875m，仅计算由河流带走的陆地剥蚀流失量，则只要1000万年，陆地就会被削平，沉沦于海平面之下。 地质历史表明，在一些高级变质的前寒武系地区，有证据证实，有15-30km的隆起剥蚀量，可是由于前述的地壳生长，大陆不断得到物质补给，才幸免于成为一片汪洋，可见剥蚀量和生长量是何等可观。大陆沉积物不断被搬运到海洋中，若要保持大陆体积不变或增长，就应该至少有等量的物质添加到大陆地壳中，方能构成海陆长期共存的格局。 海底磁异常条带、海洋古地理、微体化石、火山岩同位素年龄测定所反映的洋盆下岩层的年龄分布规律，是随着远离大洋中脊而呈线性增加的趋势。再结合由反射地震和地震带的分析，基本上可查明洋壳相对于大陆的运动轨迹和运动速度，并借以重建南、北大西洋的扩张、阿尔卑斯—古地中海的闭合和印度次大陆与欧亚大陆碰撞的历史，现代应力测量、近期大地测量反映各板块之间的相对运动和地体的漂移等等，均以无可辩驳的事实证明了确实存在着巨大的水平运动。 大陆内的水平运动 地体运动、推覆构造和裂谷伸展都为大陆内的水平运动提供了充分的依据。 海陆沧桑变迁一般发生在陆缘附近，在大陆内部未曾发现过真正的深海沉积物，古地盾区似乎自前寒武纪以来就是大陆，说明大陆内没有发生过强烈的垂直振荡运动。 大量的水平剪切应力作用是造山带演化的基本特征，深地壳逆冲系统、伴随着结晶基底岩席的大规模迁移而导致了垂直矗覆。美国大陆反射地震指示了南阿巴拉契亚的薄皮构造、俄怀明州的大型逆俺断层，证明了大陆内确定存在大规模的水平运动。裂谷的水平扩张量总是大于垂直升降量，再次证明了水平运动的重要性。 约在寒武纪末(5亿年前)就已存在一个位于南半球的超级冈瓦纳大陆，容纳了现今的南美洲、南亚、南极洲及大洋洲。 在北半球内，由北美东部、中部与格陵兰组成劳亚古陆，北欧和东欧联结成欧洲古陆，于奥陶纪—志留纪汇聚成更大的欧美古陆，挪威、格陵兰东海岸、苏格兰、威尔士、纽芬兰和阿巴拉契亚不同时期的加里东造山带就是不断聚合残留下来的痕迹。在亚洲分裂成以西伯利亚地台和我国华北地台为核心的小陆块。晚古生代，在欧美大陆和冈瓦纳大陆之间的古大洋俯冲，曾在古大洋边缘构成了陆缘山脉，于晚石炭世汇聚成联合古陆，在碰撞带上形成海西褶皱带，西伯利亚地台与欧洲大陆的撞击产生了乌拉尔海西造山带。从三叠纪大西洋萌芽期开始，联合古陆解体。 一、海底扩张和大陆漂移 20年代晚期，Wegner引证了古地理、古生物、古气候资料，大胆地设想大陆是游动的，而且美洲与非洲曾经相聚在一起。由于缺乏坚实的地球物理、地球化学和地质基础的支持，未被广泛接受。 二十世纪50年代末，根据海洋调查，发现大洋地壳只有6-7km厚，远比大陆地壳薄，纵贯全球的大洋脊岭频繁地引发浅源地震，大洋中脊两侧磁异常条带呈明显的对称，由此诞生了海底扩张说。Dietze、Hess等认为海岭位于地幔对流的上升处，海沟位于地幔对流的下降处，上升处地幔物质不断上涌，将两边的洋脊推开，下降处使洋脊重新回到地幔，周而复始地循坏，形成了大陆和大洋之间的相对运动。 岩石力学的破裂试验推知了大洋中脊处推力的极限值，但该推力没有使洋脊两壁的岩层普遍破碎和强裂变形。 震源机制揭示了大洋板块内部的应力状态，除靠近洋脊的地方外，板内地震、甚至在俯冲带中深度上通常呈张性，就好像有什么东西在牵引着大洋板块，将其置于一种张性状态下。这种伸展作用导致大洋脊轴处的地幔上穹，犹如真空泵一样，吸出了地幔熔融的物质。因此，涌出的岩浆脉状体的推力不可能太大。 考虑力在接力棒式传递过程中的损耗，可推想，从东太平洋脊岭至西太平洋海沟为一万余公里，经长距离输送的推力抵达俯冲带处，还可能有多少呢? 事实说明，欲从大洋中脊处产生巨大推力迫使板块大规模运动是困难的，海底大洋中脊的扩张不可能成为大陆和大洋水平运动的主要动力源。 不应该将海底扩张与大陆漂移作为因果关系强行拉扯在一起。 三、重力牵引 在俯冲带处随着岩层的加厚，其质量随之增加，通常是板块年龄愈老，厚度愈大。 俯冲带上的密度较周围地幔的密度高而温度则较低，本身的重力牵引作用使其下沉，大洋岩石圈不断下沉造成附近大陆一侧的前缘应力松弛，地幔对流将后继的逐渐冷却的岩石圈不断传送到前缘地区，把广袤的大洋岩石圈普遍置于张应力状态之下。 一、海底扩张和大陆漂移 大陆为什么会漂移，其动力何在呢? 洋脊扩张推力——不大可能 一、海底扩张