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第三章 海底扩张 —接近和谐的诗篇 一、海底特征 1.地貌： ① 大洋中脊：中央海岭 大西洋1700公里 环球8000公里 ② 洋盆：深海平原，海山，平顶海山 ③ 大陆边缘 大陆架； 大陆坡； 陆隆 ④ 海沟 太平洋 印度洋 全球洋脊展布 深海平原 2.大陆边缘特征 北美东部海域地貌图 北美东部海域不同剖面地质结构图 ② 环太平洋大陆边缘地壳结构 3.洋底地壳和岩石圈 ①洋底地壳（三层结构）： 第一层为沉积层：洋底沉积层厚度不一，中脊顶部沉积极薄或缺失；中脊斜坡约200米；洋盆边缘的沉积厚度可达1～2公里。 第二层为火山岩层：即尤因所称的基底层，表面极不平坦，厚度变化较大，平均厚度约为1.7公里。其底部为席状岩墙群。 第三层为玄武岩层：尤因称之为大洋层，平均厚度为4.9公里，构成了大洋地壳的主体。主要有辉长岩、角闪岩及蛇纹石化橄榄岩组成。 ②洋底岩石圈厚度的变化 洋底沉降 海底深度与年龄的关系 二、海底扩张 （一)、地幔对流说 最初由Hopkins（1839）提出； 1889年Fisher提出地幔对流概念； 1931年英国爱丁堡大学的霍姆斯(Ａ.Holmess)正式提出的地幔对流假说； 1937年，格里格斯认为地幔刚性物质通过扩散蠕动方式而流动。 （二）海底扩张说 六十年代初，美国地质学家迪茨（Dietz,1961）提出了“海底扩张” 的概念。接着，赫斯（Hess,1962）加以深入阐述。 1.基本理论： 大洋中脊顶部是地幔物质上升的涌出口； 上涌的地幔物质冷凝形成新的洋底，并推动先形成的洋底逐渐向两侧对称地扩张； 随着热地幔物质源源不绝地上升并形成新的洋底，先成的老洋底不停地向大洋两缘扩张推移，洋底移动扩展的速度大约是每年几个厘米； 海沟是地幔对流下降区，洋底在中脊处产生，而在海沟处下沉。 大洋在不断的形成、消亡和更新。 洋底磁异常 a. 条带状海底磁异常基本特征： 线条状：正反向地磁条带相间排列，每一条宽度仅20～30公里，长数百到千公里，异常强度约400伽玛左右； 定向性：平行洋脊，显著定向； 对称性：以洋中脊为轴，对称分布； 全球性。 b.磁异常条带成因 瓦因（F.J.Vine）－马休斯(D.H.Matthews,1963)假说： 海底磁异常条带，是在正反向交替的地磁场中，形成交替磁化的玄武岩条带而产生的。当新的大洋岩石圈由于地幔物质的上涌而形成时，一旦冷却到居里温度以下，必定沿着当时存在的地磁场方向磁化。如果地磁场是正常的，则获得正向磁化，如果地磁场极性反转，磁化就是反向的。随着海底扩张的继续进行，先成的磁性地壳将被新生的磁性地壳向两侧推开。于是，只要海底不断扩张和地磁场周期性地转向，先后相继的、正反磁化方向交替的洋壳条带就会从洋中脊轴部不断现外推移，而形成平行并对称于洋中脊分布的磁异常条带。 ③海底年龄与海底扩张海底等时线 根据海底年龄编制的全球海底扩张模式图可以看出大洋中脊与最年轻的海底吻合。而通过磁异常条带年龄的测定可以建立等时线，从而得到自洋脊形成以来的年龄，最老的海底年龄只有1.7亿年。 太平洋北部洋底年龄图 全球大洋年龄图 深海钻探和海底扩张 ??　　 从60年代以来，在各大洋打了上千个钻孔，根据所采集的放射虫标本鉴定发现：盖在玄武岩基底之上的最老沉积物年龄与根据磁异常所测得的年龄一致，并且愈接近洋中脊，洋底年龄愈新。 ④洋底厚度、洋底沉降与海底扩张 洋底厚度、洋底沉降与海底扩张 三、海底扩张速率、扩张方向 1.海底扩张速率： 海底磁异常条带的年龄t是已知的，各海底磁异常条带的宽度或它们之间的距离d是可以测出来的，将它们之间的距离除以它们之间的年代间隔，就可以得出当时该海区的平均海底扩张速率。 v＝d/t 四、海底扩张说的要点可归纳为： 洋底在洋脊裂谷带形成并不断扩张，老的洋底在海沟处消减，使洋底不断更新； 洋底的扩张是刚性的岩石圈块体驮在软流圈上运动的结果； 运动的动力是地幔物质的热对流； 洋脊位于对流圈上升处，海沟位于下降处； 如果上升流发生在大陆内部就导致大陆的分裂。 2.全球海底扩张速率和扩张方向 * 海底地形 1.大陆型地壳;2.过渡型地壳;3.大洋型地壳;4.拉张裂谷阶段的粗碎屑+拉斑玄武岩沉积;5.拉斑玄武岩+钙碱性火山岩+磁铁矿沉积;6.大陆边缘碎屑岩+碳酸盐岩沉积 美国东部（巴尔西摩海槽）地壳剖面 （Grow and Sheridan,1988） ① 大西洋型大陆边缘 北美东部海域不同剖面地质结构图 2.证据 ①海底地磁场异常 （据W.C.Pitman等