《板块构造理论》ppt课件

1、 第四节 板块构造根本实际板块构造根本原理的内容板块构造根本原理的内容板块划分方案与板块边境类型板块划分方案与板块边境类型 ( (三类三类7 7种方式种方式) )三个板块之间的边境组合类型三个板块之间的边境组合类型n板块，全称是岩石圈板块，是指构成地板块，全称是岩石圈板块，是指构成地球上部岩石圈的不延续球面板状块体。球上部岩石圈的不延续球面板状块体。n板块构造说本身那么是大陆漂移和海底板块构造说本身那么是大陆漂移和海底扩张说的引伸和开展，涉及全球不分扩张说的引伸和开展，涉及全球不分大陆和海洋的构造活动与演化，所以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它又被称为新全球

2、构造学说或全球构造学说。学说。一 板块构造根本原理的内容： 垂向上：固体地球上层可划分为物理性质垂向上：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岩石圈截然不同的两个圈层上部刚性岩石圈和下垫的软流圈和下垫的软流圈 2.2.侧向上：岩石圈在可分为假设干大小不侧向上：岩石圈在可分为假设干大小不一的板块。板块内部稳定，边境为最具活一的板块。板块内部稳定，边境为最具活动性的构造带。板块是运动的，其边境性动性的构造带。板块是运动的，其边境性质可分为三大类：分别扩张型，爬升会聚质可分为三大类：分别扩张型，爬升会聚型，平移剪切型型，平移剪切型3.3.岩石圈板块横跨地球外表作大规模程度运动；板岩石

3、圈板块横跨地球外表作大规模程度运动；板块的旋回性：全球范围内，板块沿分别型边境的扩块的旋回性：全球范围内，板块沿分别型边境的扩张增生，与沿会聚型边境的紧缩消亡相互补偿抵消。张增生，与沿会聚型边境的紧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，最有能岩石圈板块运动的驱动力来自地球内部，最有能够的是地幔物质对流够的是地幔物质对流二二 板块划分与三类板块边境类型板块划分与三类板块边境类型1. 1. 板块划分根据及划分结果板块划分根据及划分结果地球外表大约地球外表大约1212个板块在个板块在运动，速度几个厘米运动，速度几个厘米/ /年年最高最高15 cm/y)15 cm/y)

4、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境容易发生所以板块边境容易发生地震和变形地震和变形所以地震带可以标示活动所以地震带可以标示活动的板块边境，地震是板块的板块边境，地震是板块划分最重要的标志。划分最重要的标志。 环太平洋地震带，经过地震释放的能量约占全球总量的环太平洋地震带，经过地震释放的能量约占全球总量的8080；阿尔卑斯喜马拉雅地震带，释放的能量占今世界总量的阿尔卑斯喜马拉雅地震带，释放的能量占今世界总量的1010以上；以上；大洋中脊地震带，释放的能量约为总量的大洋中脊地震带，释放的能量约为总量的5 5。 全球浅、中、深源地震震中的分布全球浅、中、深源地震震中

5、的分布据据Hamblin and Christiansen 1998Hamblin and Christiansen 1998 板块边境特征：地震板块边境特征：地震板块边境特征：地形板块边境特征：地形 板块边境普通都与大范围延续延伸的地形梯度有关陆地：白色海洋：黄色板块边境特征：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爬升带动的爬升带n火圈标志了太火圈标志了太平洋平洋, 菲律宾菲律宾, Cocos, 和和Nazca 板块的板块的边境边境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

6、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，普有不同划分方案。按照板块划分面积的大小，普通分为大、中、小、微四级。通分为大、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，北美板块大板块普通既包括陆地也包括海洋，如太平洋板块大板块普通既包括陆地也包括海洋，如太平洋板块 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

7、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、会聚边境；、会聚边境；B B、离散边境；、离散边境； C C、转换断层边境、转换断层边境第一大类：离散边境第一大类：离散边境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洋中脊裂谷或称中央裂谷，洋中脊裂谷或称中央裂谷，n两者中只需洋中脊裂谷才可成为板块边境两者中只需洋中脊裂谷才可成为板块边境离散型板块边境离散型板块边境Divergent plate boundary： 陆内、陆间

8、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境开场发育的雏形。东非大裂谷是离散板块边境开场发育的雏形。离散边境离散边境 洋中脊洋中脊nA A 上涌的岩浆的热能上涌的岩浆的热能呵斥陆壳凸出，膨胀，呵斥陆壳凸出，膨胀，产生大量断裂；产生大量断裂；nB.B.陆壳拉伸和减薄，陆壳拉伸和减薄，中脊裂谷发育，岩浆中脊裂谷发育，岩浆流到裂谷之上基性、流到裂谷之上基性、超基性岩浆不断补充，超基性岩浆不断补充，冷凝构成新的海洋岩冷凝构成新的海洋岩石圈，添加到向两侧石圈，添加到向两侧运动的板块后缘。；运动的板块后缘。；nC.C.继续的扩张进一步继续的扩张进一步将大陆分别

9、知道狭窄将大陆分别知道狭窄的海道产生；的海道产生；nD.D.洋中脊系统构成，洋中脊系统构成，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，将位于离散边境的两板块别分开。红海是大洋发育完全阶段，将位于离散边境的两板块别分开。离散边境演化方式图离散边境演化方式图n主应力：拉张。主应力：拉张。n离散板块边境的特征是：往往伴有很高离散板块边境的特征是：往往伴有很高的热流值。由于新增生的岩石圈厚度很小，的热流值。由于新增生的岩石圈厚度很小，故地震震源极浅，发生的地震以正断故地震震源极浅，发生的地震以正断层型为主，地震集中在极狭窄的地带，层型为主，地震集中在极狭窄的地带，普通不超越普通不超越

10、20 km20 km。加之新生岩石圈的强。加之新生岩石圈的强度较低，所以发震频率低，震级小，大多度较低，所以发震频率低，震级小，大多地震在地震在5 5级以下，最大震级也不会超越级以下，最大震级也不会超越7 7级。级。 第二大类：第二大类： 会聚挤压型板块边境：会聚挤压型板块边境： (Convergent Plate Boundaries)(Convergent Plate Boundaries)n两板块间的应力场以挤压作用为主，边境两侧板块相对运两板块间的应力场以挤压作用为主，边境两侧板块相对运动向一同聚合聚集，故又称会聚型或聚敛型板块边境。自动向一同聚合聚集，故又称会聚型或聚敛型板块边境。自

11、拉张型边境构成的岩石圈经过远间隔运动在这里消亡，所拉张型边境构成的岩石圈经过远间隔运动在这里消亡，所以也有的称其为消亡型或破坏型板块边境。以也有的称其为消亡型或破坏型板块边境。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。在挤压型边境，构造活动剧烈而复杂，这掩断层型为主。在挤压型边境，构造活动剧烈而复杂，这就决议了这类板块边境的复杂性，因此可进一步细分为两就决议了这类板块边境的复杂性，因此可进一步细分为两种亚型：种亚型：a.a.爬升型爬升型n b.b.碰撞型碰撞型大致与沟弧体系相当，边境两侧相向运动的板大致与沟弧体系相当，边

12、境两侧相向运动的板块前缘普通是大洋岩石圈和大陆岩石圈，而且总块前缘普通是大洋岩石圈和大陆岩石圈，而且总是大洋板块爬升于大陆板块之下，能够由于大洋是大洋板块爬升于大陆板块之下，能够由于大洋板块厚度小、密度大、位置低、易于下沉，而大板块厚度小、密度大、位置低、易于下沉，而大陆板块那么厚度大密度小、位置高、容易上浮之陆板块那么厚度大密度小、位置高、容易上浮之故。故。两种方式：两种方式： 洋壳陆壳爬升型板块边境洋壳陆壳爬升型板块边境 洋壳洋壳爬升型板块边境洋壳洋壳爬升型板块边境 a. 爬升板块边境：爬升板块边境：洋陆爬升洋陆爬升沟弧体系因其构沟弧体系因其构成的差别，又分为成的差别，又分为 海沟岛弧体系

13、海沟岛弧体系西太平洋大陆边西太平洋大陆边缘缘 海沟陆缘山弧体海沟陆缘山弧体系系东太平洋大陆边东太平洋大陆边缘，秘鲁智利海缘，秘鲁智利海沟安第斯山沟安第斯山爬升型边境：洋内爬升爬升型边境：洋内爬升洋壳洋壳爬升型板块边境洋壳洋壳爬升型板块边境洋壳洋壳会聚边境也会导致海洋壳洋壳会聚边境也会导致海底火山的构成。数百万年来，喷底火山的构成。数百万年来，喷发的岩浆和火山残骸在洋底堆积，发的岩浆和火山残骸在洋底堆积，直到海底火山升至海平面构成火直到海底火山升至海平面构成火山岛。这种火山通常连成线状，山岛。这种火山通常连成线状，称岛弧。称岛弧。当两个洋壳板块相遇，通当两个洋壳板块相遇，通常一个爬升到另一个板块

14、常一个爬升到另一个板块之下，构成海沟。如马里之下，构成海沟。如马里亚纳海沟为菲律宾板块爬亚纳海沟为菲律宾板块爬升到太平洋板块之下构成。升到太平洋板块之下构成。爬升板块边境特点是：爬升板块边境特点是：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构成很宽的地和深源地震，地震记录显示在平面上构成很宽的地震带。震带。 如如“环太平洋地震带。这是由于在爬升边环太平洋地震带。这是由于在爬升边境两板块相互迭覆，大洋板块爬升潜没，大陆板块境两板块相互迭覆，大洋板块爬升潜没，大陆板块仰冲，彼此倾斜接触，使板块间接触面增大。加之仰冲，彼此倾斜

15、接触，使板块间接触面增大。加之大洋岩石圈从生成运移到爬升带，经过了大洋岩石圈从生成运移到爬升带，经过了160 Ma160 Ma左左右的时间，因冷却增厚大约在右的时间，因冷却增厚大约在80 km80 km以上，冷以上，冷的刚性岩石圈沿海沟向下爬升，不断穿过软流圈至的刚性岩石圈沿海沟向下爬升，不断穿过软流圈至几百公里深处才干地幔同化，这之前不断坚持着其几百公里深处才干地幔同化，这之前不断坚持着其刚性和很高的强度。刚性和很高的强度。板块沿爬升带的爬升作用因摩擦生热，所以热流板块沿爬升带的爬升作用因摩擦生热，所以热流值从海沟向岛弧或陆侧呈升高趋势，值从海沟向岛弧或陆侧呈升高趋势，在岛弧或陆缘山弧还会发

16、生剧烈的火山作用。在岛弧或陆缘山弧还会发生剧烈的火山作用。“环太平洋火山带即与爬升边境的两板块的相互环太平洋火山带即与爬升边境的两板块的相互作用有关作用有关 陆间海式板块边境；陆间海式板块边境；两相向运动而接近的两陆块间的海洋尚未完全闭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。合，如非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会聚边境。块南缘，又称阿尔卑斯喜马拉雅型会聚边境。 缝合线式板块边境缝合线式板块边境碰撞的两陆块接触、挤压构成高大山脉，在两板碰撞的两陆块接触、挤压构成

17、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，如亚洲与印度次大陆间的喜为缝合线或缝合带，如亚洲与印度次大陆间的喜马拉雅山。马拉雅山。b. b. 碰撞型边境碰撞型边境 可以想象，两陆块的相撞必然产生宏可以想象，两陆块的相撞必然产生宏大的挤压作用，使岩层不断弯曲、破裂、大的挤压作用，使岩层不断弯曲、破裂、逆掩、蜕变，不同类型的岩石相互混杂逆掩、蜕变，不同类型的岩石相互混杂在一同。在一同。 假设板块相对运动停顿，那么活动性假设板块相对运动停顿，那么活动性消逝，这时主要受外力作用，在地质历消逝，这时主要受外力作用，在地质历史上将成

18、为古缝合线史上将成为古缝合线suture zone，标志着这里曾是板块边境，如乌拉尔山、标志着这里曾是板块边境，如乌拉尔山、北祁连山等。北祁连山等。 碰撞型边境特点是：碰撞型边境特点是：地震带极宽，以浅、中源地震为主，最大震级为地震带极宽，以浅、中源地震为主，最大震级为8.78.7级。级。 由于岩石圈上部的陆壳古老而复杂，发育了众多的断层，由于岩石圈上部的陆壳古老而复杂，发育了众多的断层，有许多薄弱带，有许多薄弱带，伴有比较剧烈的岩浆活动，伴有比较剧烈的岩浆活动，热流值相对较高。热流值相对较高。现实上，这类边境是两个大陆板块相互作用的极宽阔而复杂现实上，这类边境是两个大陆板块相互作用的极宽阔而

19、复杂的地带。而不是一条明确的界限。在大陆发生碰撞之后，板的地带。而不是一条明确的界限。在大陆发生碰撞之后，板块的相对运动和沿边境的挤压作用依然继续着，如亚洲板块块的相对运动和沿边境的挤压作用依然继续着，如亚洲板块重迭在印度板块之上，结果使该板块边境重迭在印度板块之上，结果使该板块边境具有正常大陆地壳两倍的厚度陆壳增厚，这已成其为具有正常大陆地壳两倍的厚度陆壳增厚，这已成其为一大特点，是呵斥喜马拉雅山带和青藏高原宏大海拔高度和一大特点，是呵斥喜马拉雅山带和青藏高原宏大海拔高度和使地震带、岩浆活动带变宽的主要缘由。使地震带、岩浆活动带变宽的主要缘由。全球爬升碰撞山脉的分布全球爬升碰撞山脉的分布会聚

20、挤压型板块边境的会聚挤压型板块边境的两种亚型两种亚型( (爬升型和碰撞型爬升型和碰撞型) )和和4 4种方式洋内爬升、陆缘爬升和陆间海种方式洋内爬升、陆缘爬升和陆间海式、缝合带式式、缝合带式是一脉相承的，它们代表板块爬升碰撞是一脉相承的，它们代表板块爬升碰撞的不同阶段，构造活动剧烈而复杂，以地的不同阶段，构造活动剧烈而复杂，以地震活动和火山活动为最大特征。震活动和火山活动为最大特征。 第三大类：转换断层边境第三大类：转换断层边境 走滑转换边境走滑转换边境 转换断层边境包括转换断层边境包括平行于板块边境的位移平行于板块边境的位移部分。部分。Juan de Fuca Juan de Fuca 板块

21、由大板块由大洋岩石圈组成，其边境洋岩石圈组成，其边境包括：与北美洲板块相包括：与北美洲板块相连的会聚边境，与大西连的会聚边境，与大西洋板块相连的离散边境，洋板块相连的离散边境，转换断层那么成为两板转换断层那么成为两板块边境。块边境。 San Andrea FaultSan Andrea Fault是一是一个转换边境，包容了太个转换边境，包容了太平洋板块和大西洋板块平洋板块和大西洋板块直接的相对运动。直接的相对运动。转换型剪切型板块边境特征：转换型剪切型板块边境特征：剪切型板块边境与转换断层相当。在转换断层剪切型板块边境与转换断层相当。在转换断层上确定的震源机制属上确定的震源机制属“剪切型，阐明

22、这里的剪切型，阐明这里的应力场以剪切作用为主，应力场以剪切作用为主，剪切方向与借助磁异常确定的板块相对运动剪切方向与借助磁异常确定的板块相对运动方向一致。即相邻两板块沿边境彼此向相反方方向一致。即相邻两板块沿边境彼此向相反方向滑动。在这样的边境，向滑动。在这样的边境，既没有板块增生，也没有板块消亡，仅只是既没有板块增生，也没有板块消亡，仅只是一些滑移迹线，有人称其为守恒板块边境。这一些滑移迹线，有人称其为守恒板块边境。这类板块边境上所发生的地震以走向滑动类型为类板块边境上所发生的地震以走向滑动类型为主，地震活动大都为主，地震活动大都为浅源地震，地震带较窄，地震频度和震级明浅源地震，地震带较窄，

23、地震频度和震级明显比洋中脊为代表的拉张型边境大，最大地震显比洋中脊为代表的拉张型边境大，最大地震可达可达8.48.4级这能够是由于岩石圈厚度随着分开级这能够是由于岩石圈厚度随着分开中脊轴部逐渐增大之故。这里中脊轴部逐渐增大之故。这里在地貌上表现为在地貌上表现为“地堑型谷地，它不是一地堑型谷地，它不是一条断层，而是长而平直的破碎带，宽十几公里条断层，而是长而平直的破碎带，宽十几公里到几十公里。到几十公里。两板块之间边境类型小结三大类七方式一一 离散型拉张离散型拉张1 1 大陆裂谷大陆裂谷 东非裂谷东非裂谷2 2 洋中脊裂谷洋中脊裂谷 红海红海二二 会聚型挤压会聚型挤压爬升爬升 3 3 洋壳陆壳爬

24、升型洋壳陆壳爬升型 ： 海沟岛弧体系海沟岛弧体系 西太平洋西太平洋 海沟陆缘山弧体系美洲西海岸海沟陆缘山弧体系美洲西海岸 4 4 洋壳洋壳爬升型洋壳洋壳爬升型 马里亚纳海马里亚纳海沟沟碰撞碰撞 5 5 陆间海式陆间海式 欧非之间地欧非之间地中海中海 6 6 缝合带式缝合带式 喜马拉雅山喜马拉雅山三三 转换型剪切转换型剪切 7 7 大洋中脊大洋中脊在板块分布图上，经常可见三个板块边境相交于在板块分布图上，经常可见三个板块边境相交于一点，为三个板块会聚或裂解的邻接点，它是球一点，为三个板块会聚或裂解的邻接点，它是球面上的板块边境开场或终止的端点。三条板块边面上的板块边境开场或终止的端点。三条板块边

25、境相交于一点的景象，这一个交点就叫做板块三境相交于一点的景象，这一个交点就叫做板块三联接合点联接合点(triple junction 简称三联点简称三联点)。 与三联点相接的板块边境可以是拉张型、挤压型与三联点相接的板块边境可以是拉张型、挤压型或剪切型边境。板块三联接合点在板块构造研讨或剪切型边境。板块三联接合点在板块构造研讨中具有重要意义。中具有重要意义。 三. 三个板块之间的边境组合类型AAA分布最广，例如东太平洋洋隆分布最广，例如东太平洋洋隆和和Galapagos洋中脊区，印度洋中洋中脊区，印度洋中脊二分支的集合点，太平洋板块、纳脊二分支的集合点，太平洋板块、纳兹卡板块与可可斯板块邻接处

26、兹卡板块与可可斯板块邻接处CCC日本中部的日本海沟、西南日日本中部的日本海沟、西南日本海沟和小笠源海沟的交汇处本海沟和小笠源海沟的交汇处CCT秘鲁智利海沟和西智利洋隆秘鲁智利海沟和西智利洋隆TTA能够在能够在Owen欧文破碎带欧文破碎带以及以及Carlsberg洋中脊洋中脊TTC圣圣安德列斯断层和门多西诺安德列斯断层和门多西诺破碎带破碎带ACT加利福尼亚湾德出口处加利福尼亚湾德出口处AAC亚速尔群岛。亚速尔群岛。A-Ridge; C-Trench; T-Transform fault现今板块构造中只出现了现今板块构造中只出现了7类三节点，分别是类三节点，分别是AAA型三联点型三联点AAA型三联

27、点型三联点Map of East Africa showing some of the historically active volcanoes(red triangles) and the Afar Triangle (shaded, center) - a triple junction where three plates are pulling away from one another: the Arabian Plate, and the two parts of the African Plate (the Nubian and the Somalian) splitting

28、along the East African Rift Zone (USGS). AAA型三联点型三联点CCC型三联点型三联点日本中部的日本海沟、西南日本日本中部的日本海沟、西南日本海沟和小笠源海沟的交汇处海沟和小笠源海沟的交汇处TTC型三联点型三联点nOn the west coast of North America another unstable triple junction is to be found at Cape(海角) Mendocino. nThere the San Andreas fault, a strike-slip fault and transform pla

29、te boundary, approaches from the south. The San Andreas fault separates the Pacific plate and the North American plate (T). nTo the north lies the Cascadia subduction zone, where the Juan de Fuca plate is being subducted under the margin of the North American plate, defining another plate boundary (C). nAnd west, along the continental shelf, lies the Mendocino fault zone, the trans