板块构造理论.pptx
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1、n板块,全称是岩石圈板块板块,全称是岩石圈板块,是指构成地是指构成地球上部岩石圈的不连续球面板状块体球上部岩石圈的不连续球面板状块体。n板块构造说本身则是大陆漂移和海底扩张说的引伸和发展,涉及全球(不分大陆和海洋)的构造活动与演化,所以它又被称为新全球构造学说或全球构造学新全球构造学说或全球构造学说。说。一 板块构造基本原理的内容:1.1.垂向上:垂向上:固体地球上层可划分为物理性质固体地球上层可划分为物理性质截然不同的两个圈层上部刚性截然不同的两个圈层上部刚性岩石圈岩石圈和下垫的和下垫的软流圈软流圈2.2.侧向上:侧向上:岩石圈在可分为若干大小不一的岩石圈在可分为若干大小不一的板块。板块。板
2、块内部稳定,边界为最具活动性板块内部稳定,边界为最具活动性的构造带。的构造带。板块是运动的,其边界性质可板块是运动的,其边界性质可分为三大类:分为三大类:分离扩张型,俯冲会聚型,分离扩张型,俯冲会聚型,平移剪切型平移剪切型3.3.岩石圈板块横跨地球表面作大规模水平运动;岩石圈板块横跨地球表面作大规模水平运动;板块板块的旋回性:的旋回性:全球范围内,板块沿分离型边界的扩张增全球范围内,板块沿分离型边界的扩张增生,与沿会聚型边界的压缩消亡相互补偿抵消。生,与沿会聚型边界的压缩消亡相互补偿抵消。4.4.岩石圈板块运动的驱动力来自地球内部,最有可岩石圈板块运动的驱动力来自地球内部,最有可能的是能的是地
3、幔物质对流地幔物质对流二二 板块划分与三类板块边界类型板块划分与三类板块边界类型1.1.板块划分依据及划分结果板块划分依据及划分结果地球表面大约地球表面大约1212个板块在运个板块在运动,速度几个厘米动,速度几个厘米/年(最年(最高高15 cm/y)15 cm/y)板块以不同速度向不同方板块以不同速度向不同方向运动向运动所以板块边界容易发生地所以板块边界容易发生地震和变形震和变形所以地震带可以标示活动的所以地震带可以标示活动的板块边界板块边界,地震是板块划分地震是板块划分最重要的标志最重要的标志。环太平洋地震带环太平洋地震带,通过地震释放的能量约占全球总量的80;阿尔卑斯喜马拉雅地震带阿尔卑斯
4、喜马拉雅地震带,释放的能量占今世界总量的10以上;大洋中脊地震带大洋中脊地震带,释放的能量约为总量的5。全球浅、中、深源地震震中的分布全球浅、中、深源地震震中的分布(据Hamblin and Christiansen 1998)板块边界特征:地震板块边界特征:地震板块边界特征:地形板块边界特征:地形 板块边界一板块边界一般都与大范般都与大范围连续延伸围连续延伸的地形梯度的地形梯度有关有关陆地:白色陆地:白色海洋:黄色海洋:黄色板块边界特征:火山作用n火圈:环绕太火圈:环绕太平洋沿岸的活平洋沿岸的活动火山带动火山带n蓝线为现今活蓝线为现今活动的俯冲带动的俯冲带n火圈标志了太火圈标志了太平洋平洋,
5、菲律宾菲律宾,Cocos,和和Nazca 板块的板块的边界边界以地震活动为最大特征的构造活动带把全球岩石以地震活动为最大特征的构造活动带把全球岩石圈分割成许多板状块体,即板块。圈分割成许多板状块体,即板块。有不同划分方案。按照板块划分面积的大小,一有不同划分方案。按照板块划分面积的大小,一般分为大、中、小、微四级。般分为大、中、小、微四级。1)1)大板块:大板块:6 67 7分方案分方案2)2)中板块:中板块:1212分方案分方案全球六大岩石圈板块(据Le Pichon 1968)七分方案:美洲板块分为南,北美板块大板块一般既包括陆地也包括海洋,如太平洋板块大板块一般既包括陆地也包括海洋,如太
6、平洋板块 纳兹卡板块、可可斯板块、纳兹卡板块、可可斯板块、加勒比板块、菲律宾海板块加勒比板块、菲律宾海板块和阿拉伯板块和阿拉伯板块 全球十二板块的分布 全球十二板块的分布全球十二板块的分布 2.2.两个板块边缘的类型及其特征两个板块边缘的类型及其特征A A、汇聚边界;、汇聚边界;B B、离散边界;、离散边界;C C、转换断层边界、转换断层边界第一大类:离散边界第一大类:离散边界n地球上的巨型张裂带构成全球裂谷系统,按其地球上的巨型张裂带构成全球裂谷系统,按其所处位置可进一步分为所处位置可进一步分为n陆内、陆间裂谷陆内、陆间裂谷n洋中脊洋中脊裂谷(或称中央裂谷),裂谷(或称中央裂谷),n两者中只
7、有洋中脊裂谷才可成为板块边界两者中只有洋中脊裂谷才可成为板块边界离散型板块边界离散型板块边界(Divergent plate boundary):陆内、陆间裂谷陆内、陆间裂谷东东非非裂裂谷谷和和红红海海裂裂谷谷地地貌貌图图东非大裂谷是离散板块边界开始发育的雏形。东非大裂谷是离散板块边界开始发育的雏形。离离散散边边界界 洋洋中中脊脊nA A 上上涌涌的的岩岩浆浆的的热热能能造造成成陆陆壳壳凸凸出出,膨膨胀胀,产生大量断裂;产生大量断裂;nB.B.陆陆壳壳拉拉伸伸和和减减薄薄,中中脊脊裂裂谷谷发发育育,岩岩浆浆流流到到裂裂谷谷之之上上基基性性、超超基基性性岩岩浆浆不不断断补补充充,冷冷凝凝形形成成
8、新新的的海海洋洋岩岩石石圈圈,添添加加到到向向两两侧侧运动的板块后缘。运动的板块后缘。;nC.C.持持续续的的扩扩张张进进一一步步将将大大陆陆分分离离知知道道狭狭窄窄的海道产生;的海道产生;nD.D.洋洋中中脊脊系系统统形形成成,大洋盆地发育增长。大洋盆地发育增长。红海是大洋发育完全阶段,将位于离散边界的两板块分离开。红海是大洋发育完全阶段,将位于离散边界的两板块分离开。离散边界演化模式图离散边界演化模式图n主应力:拉张。主应力:拉张。n离离散散板板块块边边界界的的特特征征是是:往往往往伴伴有有很很高高的的热热流流值值。由由于于新新增增生生的的岩岩石石圈圈厚厚度度很很小小,故故地地震震震震源源
9、极极浅浅,发发生生的的地地震震以以正正断断层层型型为为主主,地地震震集集中中在在极极狭狭窄窄的的地地带带,一一般般不不超超过过20 20 kmkm。加加之之新新生生岩岩石石圈圈的的强强度度较较低低,所所以以发发震震频频率率低低,震震级级小小,大大多多地震在地震在5 5级以下,最大震级也不会超过级以下,最大震级也不会超过7 7级。级。第二大类:第二大类:汇聚(挤压)型板块边界:汇聚(挤压)型板块边界:(Convergent Plate Boundaries)n两板块间的应力场以两板块间的应力场以挤压作用挤压作用为主,边界两侧板块相对运为主,边界两侧板块相对运动向一起聚合汇集,故又称动向一起聚合汇
10、集,故又称汇聚型或聚敛型板块边界汇聚型或聚敛型板块边界。自。自拉张型边界形成的岩石圈经过远距离运动在这里消亡,所拉张型边界形成的岩石圈经过远距离运动在这里消亡,所以也有的称其为以也有的称其为消亡型或破坏型板块边界消亡型或破坏型板块边界。n由于两板块在这里聚合,在压性力作用下,地震活动以逆由于两板块在这里聚合,在压性力作用下,地震活动以逆掩断层型为主。在挤压型边界,构造活动强烈而复杂,这掩断层型为主。在挤压型边界,构造活动强烈而复杂,这就决定了这类板块边界的复杂性,因此可进一步细分为两就决定了这类板块边界的复杂性,因此可进一步细分为两种亚型:种亚型:a.a.俯冲型俯冲型 b.b.碰撞型碰撞型大致
11、与沟弧体系相当,边界两侧相向运动的板块前缘一大致与沟弧体系相当,边界两侧相向运动的板块前缘一般是大洋岩石圈和大陆岩石圈,而且总是大洋板块俯冲于般是大洋岩石圈和大陆岩石圈,而且总是大洋板块俯冲于大陆板块之下,可能因为大洋板块厚度小、密度大、位置大陆板块之下,可能因为大洋板块厚度小、密度大、位置低、易于下沉,而大陆板块则厚度大密度小、位置高、容低、易于下沉,而大陆板块则厚度大密度小、位置高、容易上浮之故。易上浮之故。两种形式:两种形式:洋壳陆壳洋壳陆壳俯冲型板块边界俯冲型板块边界 洋壳洋壳俯冲型板块边界洋壳洋壳俯冲型板块边界 a.俯冲板块边界:俯冲板块边界:洋陆俯冲洋陆俯冲沟弧体系因其构成的沟弧体
12、系因其构成的差别,又分为差别,又分为 海沟岛弧体系海沟岛弧体系(西太平洋大陆边缘)(西太平洋大陆边缘)海沟陆缘山弧体系海沟陆缘山弧体系(东太平洋大陆边缘,(东太平洋大陆边缘,秘鲁智利海沟安第秘鲁智利海沟安第斯山)斯山)俯冲型边界:洋内俯冲俯冲型边界:洋内俯冲洋壳洋壳俯冲型板块边界洋壳洋壳俯冲型板块边界洋壳洋壳汇聚边界也会导致海底洋壳洋壳汇聚边界也会导致海底火山的形成。数百万年来,喷发的火山的形成。数百万年来,喷发的岩浆和火山残骸在洋底堆积,直到岩浆和火山残骸在洋底堆积,直到海底火山升至海平面形成火山岛。海底火山升至海平面形成火山岛。这种火山通常连成线状,称这种火山通常连成线状,称岛弧岛弧。当两
13、个洋壳板块相遇,通当两个洋壳板块相遇,通常一个俯冲到另一个板块常一个俯冲到另一个板块之下,形成之下,形成海沟海沟。如马里。如马里亚纳海沟为菲律宾板块俯亚纳海沟为菲律宾板块俯冲到太平洋板块之下形成。冲到太平洋板块之下形成。俯冲板块边界特点是:俯冲板块边界特点是:从海沟向岛弧或大陆方向,依次出现浅源、中源从海沟向岛弧或大陆方向,依次出现浅源、中源和深源地震,地震记录显示在平面上形成很宽的地和深源地震,地震记录显示在平面上形成很宽的地震带震带。如如“环太平洋地震带环太平洋地震带”。这是因为在俯冲边界两板。这是因为在俯冲边界两板块相互迭覆,大洋板块俯冲潜没,大陆板块仰冲,彼此倾斜块相互迭覆,大洋板块俯
14、冲潜没,大陆板块仰冲,彼此倾斜接触,使板块间接触面增大。加之大洋岩石圈从生成运移到接触,使板块间接触面增大。加之大洋岩石圈从生成运移到俯冲带,经过了俯冲带,经过了160 Ma160 Ma左右的时间,因冷却增厚(大约在左右的时间,因冷却增厚(大约在80 80 kmkm以上),冷的刚性岩石圈沿海沟向下俯冲,一直穿过软流以上),冷的刚性岩石圈沿海沟向下俯冲,一直穿过软流圈至几百公里深处才能地幔同化,这之前一直保持着其刚性圈至几百公里深处才能地幔同化,这之前一直保持着其刚性和很高的强度。和很高的强度。板块沿俯冲带的俯冲作用因摩擦生热,所以板块沿俯冲带的俯冲作用因摩擦生热,所以热流值从海热流值从海沟向岛
15、弧或陆侧呈升高趋势,沟向岛弧或陆侧呈升高趋势,在岛弧或陆缘山弧还会发生强烈的火山作用在岛弧或陆缘山弧还会发生强烈的火山作用。“环太平洋火山带环太平洋火山带”即与俯冲边界的两板块的相互作用有关即与俯冲边界的两板块的相互作用有关 陆间海式板块边界;陆间海式板块边界;两相向运动而接近的两陆块间的海洋尚未完全闭合,如非两相向运动而接近的两陆块间的海洋尚未完全闭合,如非洲与欧洲间的地中海。洲与欧洲间的地中海。与大陆现代年轻造山带相当,主要分布于欧亚板块南缘,与大陆现代年轻造山带相当,主要分布于欧亚板块南缘,又称阿尔卑斯喜马拉雅型汇聚边界。又称阿尔卑斯喜马拉雅型汇聚边界。缝合线式板块边界缝合线式板块边界碰
16、撞的碰撞的两陆块两陆块接触、挤压形成高大山脉,在两板块间只是接触、挤压形成高大山脉,在两板块间只是留下残留有洋壳组成的狭窄构造带,称为缝合线或缝合带,留下残留有洋壳组成的狭窄构造带,称为缝合线或缝合带,如亚洲与印度次大陆间的喜马拉雅山。如亚洲与印度次大陆间的喜马拉雅山。b.b.碰撞型边界碰撞型边界 可以想象,两陆块的相撞必然产生巨大的挤压作用,可以想象,两陆块的相撞必然产生巨大的挤压作用,使岩层不断弯曲、破裂、逆掩、变质,不同类型的岩使岩层不断弯曲、破裂、逆掩、变质,不同类型的岩石相互混杂在一起。石相互混杂在一起。如果板块相对运动停止,则活动性消失,这时主如果板块相对运动停止,则活动性消失,这
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