第九章海底扩张与

1、主要教学内容：主要教学内容：1、海底扩张说的兴起。、海底扩张说的兴起。2、海底扩张的新论证。、海底扩张的新论证。3、板块构造。、板块构造。4、地体的概念。、地体的概念。重点难点：重点难点：海底扩张说；板块构造海底扩张说；板块构造.大陆漂移：大陆漂移：是德国探是德国探险家和地球物理学险家和地球物理学家魏格纳提出。他家魏格纳提出。他从的西洋两岸大陆从的西洋两岸大陆边缘形态正好可以边缘形态正好可以拼接起来的现象着拼接起来的现象着手，搜集了大量有手，搜集了大量有关地质构造、古气关地质构造、古气候、岩石和化石等候、岩石和化石等资料，分析研究了资料，分析研究了它们的相似性之后，它们的相似性之后，提出了大陆

2、漂移的提出了大陆漂移的设想。设想。 当时作为一个青年（32-35岁）气象学家，敢于大胆提出较系统的大陆漂移假说大陆漂移假说（得益于古气候、古生（得益于古气候、古生物和地质学的多学科结合）物和地质学的多学科结合），曾受到他岳父的劝阻，但通俗易懂的新颖学说立即引起学术界轰动。 第一节第一节 海底扩张说的兴起海底扩张说的兴起 一一.大陆在漂移大陆在漂移 1915年魏格纳提出大陆漂移说。年魏格纳提出大陆漂移说。 支持证据：支持证据： （1）大陆轮廓的可拼接性（大西洋两岸大陆具有可拼接）大陆轮廓的可拼接性（大西洋两岸大陆具有可拼接性）。性）。 （2）地质上的证据：）地质上的证据： A：古生物化石：古生物

3、化石(陆生动物化石相同，如中龙陆生动物化石相同，如中龙,分别发现于分别发现于非洲和南美洲）非洲和南美洲） B：岩层（非洲南部开普山脉二叠系岩层在南美洲发现、：岩层（非洲南部开普山脉二叠系岩层在南美洲发现、非洲高原前寒武纪片岩在巴西出现、北半球加里东褶皱带非洲高原前寒武纪片岩在巴西出现、北半球加里东褶皱带从挪威延伸到北美洲东海岸的加拿大和美国）。从挪威延伸到北美洲东海岸的加拿大和美国）。C：古冰川活动遗迹（石炭、二叠纪的冰川活动遗迹对南半：古冰川活动遗迹（石炭、二叠纪的冰川活动遗迹对南半球各大陆发生分裂漂移提供了有力证据）。球各大陆发生分裂漂移提供了有力证据）。 在此基础上，他认为在距今在此基础

4、上，他认为在距今150Ma年前，地球表面有一个年前，地球表面有一个统一的大陆，称其为联合古陆，从侏罗纪开始分裂成几块，统一的大陆，称其为联合古陆，从侏罗纪开始分裂成几块，并各自漂移，形成如今的海陆格局。并各自漂移，形成如今的海陆格局。 其思想正确，但不能解释大陆漂移的机制。其思想正确，但不能解释大陆漂移的机制。 霍尔姆斯提出地幔对流说，认为地幔对流驱动大陆漂移。霍尔姆斯提出地幔对流说，认为地幔对流驱动大陆漂移。二二.海底地质的考察海底地质的考察1.水深测量：可绘制海底地貌图水深测量：可绘制海底地貌图2.深潜水考察：查明世界大洋的洋脊情况。深潜水考察：查明世界大洋的洋脊情况。3.海洋地球物理研究

5、：查明洋底地质构造、物质成分。海洋地球物理研究：查明洋底地质构造、物质成分。4.海底钻探取样及钻孔样品研究：查明海底沉积物及基岩年海底钻探取样及钻孔样品研究：查明海底沉积物及基岩年龄、构造等。龄、构造等。三三.海底在扩张海底在扩张1.洋脊的发现（其上有大量火山活动，冰岛每年以洋脊的发现（其上有大量火山活动，冰岛每年以2cm的速度的速度在扩张）在扩张）2.洋脊地震带的特征：为浅源地震（持续的引张力作用导致）洋脊地震带的特征：为浅源地震（持续的引张力作用导致）3.洋脊上沉积物分布的特征：裂谷带中最薄洋脊上沉积物分布的特征：裂谷带中最薄,向两侧对称式逐渐向两侧对称式逐渐增厚；最厚只有增厚；最厚只有5

6、00m-600m,年龄不超过侏罗纪。年龄不超过侏罗纪。4.两种大陆边缘两种大陆边缘（1）稳定大陆边缘：具有陆架、陆隆、陆坡。）稳定大陆边缘：具有陆架、陆隆、陆坡。 无火山活动、缺乏地震，是构造稳定地区。大西洋与陆地毗无火山活动、缺乏地震，是构造稳定地区。大西洋与陆地毗邻地区为稳定大陆边缘。邻地区为稳定大陆边缘。（2）活动大陆边缘：具有海沟、岛弧（山弧）、毕鸟夫带（由）活动大陆边缘：具有海沟、岛弧（山弧）、毕鸟夫带（由海沟向大陆方向依次出现浅源、中源、深源地震）。海沟向大陆方向依次出现浅源、中源、深源地震）。 有火山活动，地震频繁，是构造不稳定地区。太平洋与陆地有火山活动，地震频繁，是构造不稳定

7、地区。太平洋与陆地毗邻地区为活动性大陆边缘。毗邻地区为活动性大陆边缘。活动的大陆的边缘活动的大陆的边缘 毕鸟夫带的发现导致了消减作用概念的毕鸟夫带的发现导致了消减作用概念的 产生。其地质意义产生。其地质意义说明一部分板块消减在另一板块之下，又称为其俯冲带，说明一部分板块消减在另一板块之下，又称为其俯冲带，消减作用导致了海沟的形成，环太平洋岛弧（山弧）的形消减作用导致了海沟的形成，环太平洋岛弧（山弧）的形成。成。5.洋底海山及火山岛链的意义洋底海山及火山岛链的意义 太平洋上有许多呈北西向线状排列，其火山锥的年龄由东太平洋上有许多呈北西向线状排列，其火山锥的年龄由东南向北西方向依次变老。从海山的排

8、列及其年龄变化的规南向北西方向依次变老。从海山的排列及其年龄变化的规律性可以推断，地幔顶部存在某种热源，称为热点。律性可以推断，地幔顶部存在某种热源，称为热点。 热点是地幔深部热而轻的物质呈柱体上升到岩石圈底部而热点是地幔深部热而轻的物质呈柱体上升到岩石圈底部而形成的。上升的地幔物质柱体，称为地幔柱。形成的。上升的地幔物质柱体，称为地幔柱。 由于热点保持着固定位置，而岩石圈板块却通过该热点向由于热点保持着固定位置，而岩石圈板块却通过该热点向西北方向运动，故形成了洋底的一连串火山。火山的年龄西北方向运动，故形成了洋底的一连串火山。火山的年龄必然是近热点者新，远热点者老；同时板块在移动中逐渐必然是

9、近热点者新，远热点者老；同时板块在移动中逐渐变冷而下沉。变冷而下沉。6.海底热流值的分布规律：洋脊热流值极高、海沟热流值极海底热流值的分布规律：洋脊热流值极高、海沟热流值极低。低。四四.海底扩张说的提出海底扩张说的提出 洋底在洋脊裂谷带形成，接受分裂，并不断向两侧扩张，洋底在洋脊裂谷带形成，接受分裂，并不断向两侧扩张，老的洋底在海沟处潜没。老的洋底在海沟处潜没。 扩张机制：由于刚性的岩石圈块体驮在软流圈上运动，其扩张机制：由于刚性的岩石圈块体驮在软流圈上运动，其驱动力是地幔物质的热对流。驱动力是地幔物质的热对流。 洋脊轴部是对流圈的上升处，海沟是对流圈的下降处。如洋脊轴部是对流圈的上升处，海沟

10、是对流圈的下降处。如果上升流发生在大陆下面，就导致大陆的分裂和大洋的启果上升流发生在大陆下面，就导致大陆的分裂和大洋的启开。开。 第二节第二节 海底扩张的新论证海底扩张的新论证一一.古地磁学的论证古地磁学的论证 1.地磁场转向年代表地磁场转向年代表 地质历史中地磁的南、北极在不断交替，称为地磁场转向。地质历史中地磁的南、北极在不断交替，称为地磁场转向。与现在地磁场一致叫正向，相反则叫反向。与现在地磁场一致叫正向，相反则叫反向。 海底扩张海底扩张：美国的赫斯美国的赫斯和迪茨在地幔对流说和迪茨在地幔对流说的基础上，提出了海的基础上，提出了海底扩张说。这一学说底扩张说。这一学说认为，地幔物质从大认为

11、，地幔物质从大洋中脊和大陆裂谷处洋中脊和大陆裂谷处上升涌出，涌出的地上升涌出，涌出的地幔物质冷凝成新的洋幔物质冷凝成新的洋底，并推开先形成的底，并推开先形成的洋底，逐渐向两侧对洋底，逐渐向两侧对称扩张。当洋底扩张称扩张。当洋底扩张到达海沟处，向下俯到达海沟处，向下俯冲，重新回到地幔中冲，重新回到地幔中 。 保持一定地磁极性的大阶段，称为期，每个期内包含的短保持一定地磁极性的大阶段，称为期，每个期内包含的短期转向，称为事件。连续测出每一期和每一事件所延续的期转向，称为事件。连续测出每一期和每一事件所延续的时间，可制定出古地磁转向年代表。时间，可制定出古地磁转向年代表。2.海底地磁条带海底地磁条带

12、 在垂直于洋脊脊轴方向的剖面中，存在对称式分布的玄武在垂直于洋脊脊轴方向的剖面中，存在对称式分布的玄武岩磁性条带，其宽度与地磁场转向期及事件的持续时间成岩磁性条带，其宽度与地磁场转向期及事件的持续时间成正比关系，可以计算出海底扩张的速度。正比关系，可以计算出海底扩张的速度。二二.深海钻探所揭示的海底年龄深海钻探所揭示的海底年龄 资料显示，最老的洋底岩石年龄不超过资料显示，最老的洋底岩石年龄不超过2亿年，而且从洋亿年，而且从洋脊轴部向两侧岩石年龄由新变老。脊轴部向两侧岩石年龄由新变老。三三.洋中脊考察的发现洋中脊考察的发现 洋脊轴部的裂谷带内有新鲜的玄武岩熔岩，具枕状构造；洋脊轴部的裂谷带内有新

13、鲜的玄武岩熔岩，具枕状构造；玄武岩发育有大量节理。其存在是洋壳被拉开、撕裂的直玄武岩发育有大量节理。其存在是洋壳被拉开、撕裂的直观表现。观表现。四四.转换断层的发现转换断层的发现 为横切洋脊的断裂，洋脊轴部在断裂两侧被错开达数百为横切洋脊的断裂，洋脊轴部在断裂两侧被错开达数百到千余公里。这是一种特殊类型的断裂，表现为以洋脊为到千余公里。这是一种特殊类型的断裂，表现为以洋脊为界，左右两侧的地质体作同步的分离运动。界，左右两侧的地质体作同步的分离运动。五五.海洋的开闭旋回海洋的开闭旋回威尔逊旋回：威尔逊认为，从大陆分裂到大洋形成，然后由威尔逊旋回：威尔逊认为，从大陆分裂到大洋形成，然后由大洋收缩到

14、大洋关闭和消失，是构成连续演变的过程，这大洋收缩到大洋关闭和消失，是构成连续演变的过程，这一过程可以划分为以下六个阶段：一过程可以划分为以下六个阶段：1.萌芽阶段（现代的代表是东非裂谷带）萌芽阶段（现代的代表是东非裂谷带）2.幼年阶段（现代的代表是红海和亚丁湾）幼年阶段（现代的代表是红海和亚丁湾）3.成熟阶段（现代的代表是大西洋）成熟阶段（现代的代表是大西洋）4.收缩阶段（现代的代表是太平洋）收缩阶段（现代的代表是太平洋）5.结束阶段（现代的代表是地中海）结束阶段（现代的代表是地中海）6.大陆碰撞阶段（现代的代表是喜马拉雅造山带）大陆碰撞阶段（现代的代表是喜马拉雅造山带） 海洋开闭过程就是构造

15、活动性的表现过程，是构造运动具海洋开闭过程就是构造活动性的表现过程，是构造运动具有旋回性和周期性的原因。有旋回性和周期性的原因。 第三节第三节 板块构造板块构造威尔逊旋回的定义与周期威尔逊旋回的定义与周期定义：海洋盆地的开合过程及周期。由加定义：海洋盆地的开合过程及周期。由加拿大地质学者威尔逊拿大地质学者威尔逊1973年首先提出。年首先提出。海洋盆地的开合过程及周期为海洋盆地的开合过程及周期为16个阶个阶段，如下：段，如下：1 胚胎期胚胎期 2 初始洋盆初始洋盆期期 3 成熟大洋期成熟大洋期 4 衰退大洋期衰退大洋期 5 残余洋盆期残余洋盆期 6 消亡期。消亡期。3 成熟大洋期成熟大洋期始新世

16、始新世6 6 消亡期消亡期一一.板块构造的含义板块构造的含义刚性的岩石圈分裂成为许多巨大块体板块，它们驮在软刚性的岩石圈分裂成为许多巨大块体板块，它们驮在软流圈上作大规模水平运动，致使相邻板块相互作用，板块流圈上作大规模水平运动，致使相邻板块相互作用，板块的边缘便成为地壳活动性强烈的地带。的边缘便成为地壳活动性强烈的地带。二二.板快划分的依据板快划分的依据 板块划分的依据是板块边缘具有强烈构造活动性，表现板块划分的依据是板块边缘具有强烈构造活动性，表现为强烈的岩浆活动、地震活动、构造变形、变质作用以及为强烈的岩浆活动、地震活动、构造变形、变质作用以及深海沉积作用。而板块内部构造活动性微弱得多。

17、据次将深海沉积作用。而板块内部构造活动性微弱得多。据次将板块边界划分为以下四类：板块边界划分为以下四类：（1）离散性板块边界（洋脊扩张带）离散性板块边界（洋脊扩张带）（2）消减带（海沟）消减带（海沟）（3）转换断层（横切洋脊的断层）转换断层（横切洋脊的断层）（4）地缝合线（大陆碰撞带）地缝合线（大陆碰撞带） 板块构造板块构造学说认为，地学说认为，地球表层是由一球表层是由一些大小不一的、些大小不一的、坚硬的板块镶坚硬的板块镶嵌构成。板块嵌构成。板块之间的边界处之间的边界处是内动力地质是内动力地质作用表现最为作用表现最为强烈的地带。强烈的地带。如构造运动、如构造运动、地震、火山活地震、火山活动等。

18、动等。 板块的边界类型板块的边界类型 离散型板块离散型板块边界边界会聚型板块会聚型板块边界边界平错型板块平错型板块边界边界一是离散型的板块边界一是离散型的板块边界东非裂谷东非裂谷大西洋中脊大西洋中脊岛弧板块板块活动的活动的大陆大陆地地壳的壳的边缘边缘大陆地壳大陆地壳活动的大陆地壳的活动的大陆地壳的边缘边缘板块边界板块边界会聚型边界会聚型边界大洋中脊大洋中脊板块构造板块构造(空间空间)模式模式沟沟- -弧弧- -盆盆型型安第斯型安第斯型 板块构造板块构造学说认为，地学说认为，地球表层是由一球表层是由一些大小不一的、些大小不一的、坚硬的板块镶坚硬的板块镶嵌构成。板块嵌构成。板块之间的边界处之间的边界处是内动力地质是内动力地质作用表现最为作用表现最为强烈的地带。强烈的地带。如构造运动、如构造运动、地震、火山活地震、火山活动等。动等。 地幔对流地幔对流三三.全球板块的划分全球板块的划分划分为划分为7大板块：南、北美洲板块、太平洋板块、欧亚板大板块：南、北美洲板块、太平洋板块、欧亚板块、非洲板块、澳大利亚印度板块、南极洲板块。块、非洲板块、澳大利亚印度板块、南极洲板块。板块构造板块构造岩石圈板块的划分岩石圈板块的划分 1968年法国勒皮雄年法国勒