《海底构造学》重点总结

1、1构造地质与大地地质的区别构造地质着重于形变与变形机制的研究。大地构造侧重研究岩石圈组成、结构、运动（变形和变位）及演化的一门综合性很强的地质学分支学科。2平移断层与转换断层图示中脊轴a转换断层扩张mbc破碎带3板块边界三种类型从板块之间的相对运动方式可将板块边界分为3种基本类型：汇聚型（挤压）、离散型（拉张）和走滑型（剪切）4板块三联点板块三联接合点（简称三联点或三节点），与三联点相接的板块边界可以是拉张型（r）、挤压型（t）或剪切型边界（f） : rrr、rrf、rrt、rff、rft、rtt等6种含洋中脊的三联点，以及fff、fft、ftt、ttt等4种无洋中脊的三联点。5地幔物质对流的

2、条件1）组成系统的物质必须“软”到“足以流动”的程度2）系统内的温度梯度必须至少略大于组成系统的物质的绝热自压温度梯度3）有足够的能量以维持对流进行6地幔物质对流模型a全地幔对流模型俯冲板块可一直俯冲到600 kmab浅地幔对流模型俯冲板块可一直俯冲到600700 kmc双层对流模型与板块相应的对流单元是一系列约800 km长、700 km厚的小对流环卄得d热幔柱相连的双层对流模型 地幔柱只起源于d”层，位置不发生迁移目前对d”层的认识：1) d”层为一个厚度100-300 km的强烈横向不均匀的薄层，它将地 幔和地核分开；2) d”层通常被看作为全地幔对流的下热边界层；3) 在d”中热传导是

3、主要的热输运机制，它将地核的热量传给地幔， 或者通过地幔热柱携带地核的热量到地幔上部甚至地表。e混合模型7热点地幔柱（包括热幔柱和冷慢柱）假说:热点：热点处岩浆烧穿岩石圈板块，在表面形成火山，用来解释无震海岭 地幔柱包括热幔柱和冷慢柱热幔柱：源于地幔深处（核幔边界cmb）、呈圆柱状涌升的热地幔物 质流（根据重力异常值推断，地幔柱的直径可达200-300 km,其或 更大），热幔柱的涌升不断向上地幔乃至岩石圈之下输送热量、质量 和动量，在烧破岩石圈的地方便成为热点。冰岛、无震海岭：热点火山作用形成的热点火山作用与海底扩张速率关系：扩张速率慢，熔岩容易堆积形成诸如冰岛那样的大型岛屿； 海底扩张速率

4、较快，等量的熔岩扩展开，形成无震海岭 热幔柱的形态特征： 球状顶冠，狭窄尾部 热幔柱的发育期:a）萌芽期外核微微上隆，热流及岩浆上涌；b）发展期：地幔中下部为热幔柱密集区；c）全盛期：热幔柱密集区连通外核与软流圈d）衰亡期：由于上下堵塞残昭的热幔柱热幔柱的起源 起源于地幔的d层,2900km热幔柱的分级及深度三圾扳内柱或怪枝mantle branch stxucture 三瓦庄裡辰 1誉融临1：sub-mande”100 -km-670 -km-r扳超tt柱<super mantle plume )l«5000kmf 亠mmcoreblanxyama 等 j 994和 fuln

5、o 爭 j 994冷慢柱：板块俯冲后的滞留板片一般具有p波高速异常特征，表现为冷的块体，因而称为冷幔柱。什么670 km为冷幔柱的“板块墓地”a) 相变。670 km处的相转变反应使其粘性显著变小，下潜板块将 滞留在这个界面上b) 塑性变形。但由于相变生成物的粘性显著变小，滞留板块被软 化以至不能再保持刚性状态。8地球全局性物质对流a冷幔柱与热幔柱成对出现，地幔全局性物质对流主要是由这种向下运动的冷幔柱利向上运动的热幔柱所支配。b地幔柱是决定全球构造的根本原因，间接驱动板块运动及裂解。wilson旋回与地球深部物质旋回构成了地球全局性的物质循环过程。9大洋中脊与标准洋壳的区别a壳幔混合层的岀现

6、。壳幔混合层底侵作用、拆沉作用和部分熔融导 致该区厚度显箸减小。b沉积厚度的不均一性，导致某些洋中脊地段的层1 (沉积层)缺失 或极薄c洋壳中的热水活动。导致大洋中脊系的地壳结构在各地段也不同的 表现。d构造作用 也可导致洋中脊的某些地段，轴部一般缺失层3,层2直接履于异常地幔之上，或有的地方层2虽较厚，但因完全缺失层3,整个地壳厚度明显减薄10蛇绿岩套、混杂堆积体和增生楔状体的定义和特征区别蛇绿岩套：指在层序上有规律组合在一起的一套岩石的总称是板块边界的标志物质混杂堆积体：它是在板块俯冲作用下，经过破碎作用和混杂作用所形 成的无规则相互混杂堆积的混合体，混杂堆积是鉴别古板块消亡带的 重要标志

7、之一。特征：组分复杂、性质时代不同大小不等、形状各异剪切构造发育 含有洋壳碎块和高压岩石增生楔状体：大洋板块表面覆盖的沉积物，为俯冲的大洋板块从海沟 下潜时被上盘板块刮削下来的沉积盖层和洋壳碎片，连同原地深海沉 积物堆积到海沟的向陆侧而成。由下向上依次变老，产状依次变陡 被动型（离散型/稳定型）大陆边缘类型a火山亚型2个典型特征向海倾斜反射楔形体，通常称之为向海倾斜反射体（sdrs）,主要发育在海陆过渡带上；高纵波速度体（7.17.5千米/秒）（hvz）b非火山亚型 c张裂转换亚型因不同段落拉伸速度的差异伴生横向剪切滑动形成。12被动陆缘的构造成因模式火山型、非火山型被动大陆边缘分别形成于主动

8、裂谷作用和被动裂谷 作用期间。两者的主要区别在于裂谷作用期间是否发生大规模的主动 火山作用。非火山型首先是板块构造运动导致岩石圈拉伸变薄，随后岩石圈发牛 同裂谷期的裂陷、沉降作用只是在岩石圈薄弱带有小规模的被动侵入。地幔物质只是在岩石圈薄弱带有小规模的被动侵入。而在火山型被动 大陆边缘发育过程中，首先在岩石圈底部存在一个异常热的地质体（如地幔柱），通过地幔熔融作用使得岩石圈不断减薄，并随着上覆 岩石圈压力的减小，熔融速率不断加快，最终熔岩突破地表，形成大 规模火山岩发育区13俯冲作用类型指一板块沿汇聚板块边界向相邻板块下方潜入的过程 分为b型俯冲（陆陆）、a型俯冲或陆内俯冲（洋俯冲陆）和洋内俯

9、冲（洋 洋）14活动大陆边缘类型1日本型 岛弧型活动大陆边缘，火山弧、海沟和弧后盆地三者 共生是基本特征。主要地貌单元是：大陆一大陆架和大陆坡一弧后盆 地一岛弧及其旁侧很窄一海沟一大洋盆地。2安笫斯型 陆源弧型活动大陆边缘，海沟（俯冲）带与大陆边缘 隆起带相接。无弧后盆地（边缘海），这是与西太平洋活动大陆边缘 的主要区别。主要发育弧内盆地和弧后前陆盆地。基本地貌单元为: 大陆一海岸山脉大陆架和大陆坡一海沟一大洋盆地。15活动大陆边缘地质地球物理基本特征部分：地震震源分布特征、标志、类型（重要）：分布特征：平面分带、垂向分层类型：浅、中、深层地震应力与地震活动的分布规律：a正断层型浅源地震，海洋

10、岩石圈向下弯曲产生的拉张力引起。b逆断层地震俯冲带地震，由于沿俯冲方向的挤压力而发生地震c海洋板块内部地震 双地震带，双重构造的震源面深度上，其上部和下部的震源机制分别与俯冲方向的挤压力和拉张力相对应(重要)双地震带的概念：中源深度(50-200 km)发现震源位置呈现明 显的上下两条密集分布层；而两地震层之间震源分布稀疏、地震频率 低，为无震间隔带应力特征：上部和下部的震源机制分别与俯冲方向的挤压力和拉张力 相对应类型：双地震带并可以分为两类：一类双地震带对应上、下二层分别 为压缩和张性的地震分布;另一类双地震带的震源分布较浅，且其浅 部地震以横向压缩为主16弧后盆地与边缘海盆地的区别：边缘

11、海盆地概念强调三点位于大陆边缘、岛弧后、过渡壳或洋壳型基底。所以，不是所有的弧后盆地都属于边缘海盆地，17与b型俯冲带有关的其它沉积盆地海沟盆地图示01qq弧前盆地弧内盆地弧间盆地弧后前陆盆地弧后盆地类型：海沟盆地、弧前盆地、弧间盆地和弧后（边缘海）盆地。弧后盆地成因机制：边缘海盆地或弧后盆地形成的扩张作用主要动力来源包括板块裂开、 地幔物质的上涌和贯注、弧后板块的后退，软流圈流动等等。a主动扩张机制：主动扩张机制认为边缘海盆的扩张是由上涌的地幔 物质引起的。b被动扩张机制：这种机制认为地幔物质的上涌是被动的，受板块之间运动方式的控制。岛弧类型：非火山弧、火山弧、残留狐18俯冲带倾角控制因素

12、板块相对汇聚速率，俯冲速度越大，其中所包含的水平分速度越大, 俯冲带的倾角就越小；反之，俯冲板块在自重作用下有下垂倾向，倾角变大（甚至趋于直立）； 仰冲板块绝对运动的方向和速率；速率越大，倾角越大 俯冲板块的年龄；年龄越大，倾角越大 俯冲板块内是否存在无震海岭、海底高原、大洋岛屿、海山和微大陆等。使倾角变小概念：正俯冲的洋中脊的持续扩张作用将会使该洋中脊两侧的洋壳板片之间形成一个持续加宽的间隙：板片窗形成背景：洋底的消减往往发生在与生长轴呈一定角度相交的地带, 并引起盆地的不对称消减。而且，消减过程一般导致扩张脊进入俯冲形成机制：板片形态依赖于三个主要因素：板块的相对运动；俯 冲前的洋脊一转换

13、断层组合样式；俯冲角度。20拆散作用：泛指由于重力的不稳定性导致岩石圈地幔、大陆下地壳或大洋地壳沉入下伏软流圈或地幔的过程。重力不稳定性是拆沉作 用的驱动力'其直接结果是造成岩石圈地幔和下地壳沉入软流圈，热的 软流圈物质相应上涌至地壳下部置换冷的上地幔。21叠接性扩张轴概念：指两个扩张叠接分布的现象22扩展性扩张轴概念一些以转换断层为界的洋中脊段，其端部可以伸长或退缩。向前伸展 的裂谷称为前展性裂谷或扩展性裂谷23洋中脊分段层次：转换断层是1级间断，叠接拓展中心、斜向剪 切带、火山间隔和横向断错等分别为24级间断纵向上，大多数洋脊分段主要涉及到洋脊内部高地，特别是轴向火山 脊；横向上，

14、各段洋脊的中央裂谷表现为中间宽、两端渐窄，岩浆热 和地热梯度在中部比两端和边缘高。24洋中脊分段特征：a洋中脊在形成发展过程中存在各种时空间断及其与洋脊轴向拓展和侧向伸展作用之间的多层次关系b不同段的岩浆及其动力学过程的差异控制了洋脊分段的特征c转换断层位错方向的规律性变化、时间间隔和14级洋脊段的拓 展增殖过程，可能与全球或洲际性的动力学背景的重要变化（如周期 性的）、岩浆囊的间歇式上升涌动和轴向迁移密切相关。依此类推， 太平洋和印度洋中脊也可能存在比大西洋中脊更丰富的宏观分段结构。分段机制：洋脊分段主要受地幔岩浆周期性脉动上涌控制，即受岩浆 供应方式制约。主体岩浆囊在上升途中，受到不同导热

15、性质围岩的吸 热、分解和隔挡，逐步分化为不同等级的熔岩流中心，每个不同规模 熔岩流中心对应于相应分段级别的洋脊发源地，导致洋脊分段拓展。25三节点概念三条板块边界相交于一点的现象，这一个交点就叫做板块三联接合点 （简称二联点，或称二节点）特征：只有rrr三节点无论洋脊的方向如何都是最稳定的。fff三节 点由于速度线与向量三角形重合，当然，三角形的边也永远不会交于 一个点，所以永远都不稳定；其余可能的三节点只有在一些特定的方 向才稳定。26海洋核杂岩（重要）概念：主要是指下地壳和上地幔岩石在沿扩张中心极强的构造拉张应力作用下发生去顶、抬升而形成的穹隆状构造岩石组合构造要素：a其构造要素以伸展构造

16、样式为主。拆离断层是海洋核杂岩系统中的 主导构造样式，也是海洋核杂岩发育的必要条件b由于洋底拆离断层的拆离作用，使得其下盘海洋核杂岩表面出现由 断层划擦作用产生的平行于拆离方向的线状构造，被称之为表面梳状 构造，或波纹状构造。c在拆离断层上盘为正常的洋壳沉积，并发育断层崖、裂谷和火山脊等伸展构造，与拆离断层及其下盘海洋核杂岩共同组成了海洋核杂岩 拆离断层构造系统。岩石组合类型：海洋核杂岩的岩石组合包括玄武岩、蛇纹石化橄榄岩、 橄长岩、辉绿岩、超基性岩体（辉长岩）及超基性岩墙和熔岩，还包 括少量的断层岩。分布区域：慢速/超慢速扩张洋脊大洋核杂岩分布较多，如大西洋中 脊和西南印度洋脊，而在快速扩张

17、的东太平洋海隆0前还没有大洋核 杂岩方面的报道。识别标志：a地形地貌：大洋核杂岩的最显著地貌特征是拆离表面呈 现巨型窗根构造，即具有穹窿状的突起和平行于滑移方向的波瓦状条 纹.内角：慢送超慢速扩张誉与活动的特换斷层的交角区域，地形较高（一 般位于拆高断层下盘）；外角：慢速超慢速扩张脊与不活动的破碎带的交角区域，地形较低（一 般位于拆离断层上金）。famous seqmenl a8. v<j-aioniic r如b重力特征：大洋核杂岩相对周边的止常洋壳具有较高的残余地幔布 格异常（rmba）,显示较薄的洋壳；自由空气重力异常一般对应高值 区（faa）,显示地形一般相对较高；c磁力特征：在海

18、洋核杂岩出现的地方磁异常条带一般线性比较差且 不连续，洋脊两侧的磁条带间距不对称d地震特征：海洋核杂岩区往往有较强烈的地震活动e岩性特征：海洋核杂岩的“核”即指地幔橄榄岩和/或辉长岩；还有 与拆离断层作用相关的构造岩类，如糜棱岩、绿泥石化角砾岩、微角 砾岩、断层角砾和断层泥等发育机制：洋中脊深部的补给特征和洋脊扩张速率共同控制着洋脊两 侧断层系统的发育以及海洋核杂岩的发育；海洋核杂岩发育于低岩浆 补给速率的环境。27脊-柱相互作用类型（模型）：远脊脊-柱、近脊脊-柱和中轴脊-柱相互作用28如何理解洋中脊与热点相互作用/脊-柱相互作用（表现形式）当热点形成于洋中脊附近时，它们便与洋中脊相互作用。