大地构造学杨明慧老师作业2板块运动速率

1、：班级（小组）：学号：成绩：板块运动速率练习题板块运动测量的主要技术可分为地质与地球物理(包括大地测量方法)两大类。在空间大地测量技术尚未出现的时代，由于常规大地测量精度低、量程小，板块运动的测定和研究主要靠地质学以及一些常规的地球物理学方法(如古地磁等)。而随着上世纪 70 年代以来空间大地测量方法的出现和近四十年的发展的空间技术则为更精确的测量现今板块之间的距离和板块运动的速率提供了基础。为了计算过去很长一段时间内板块运动的平均速率须运用其它的一些技术方法，将岩石中的磁场变化模式与陆上玄武岩喷发模式匹配起来，洋底熔岩的磁场反转就转换成了一个“计时时钟”。运用船上磁力仪测量，科学家们就不用再

2、潜到海底取样来测定年代，因为从测量船上就能获得很好的海底磁场数据。知道了年代和距离之后，就能从板块边缘计算出海底扩张速率。另一个计算板块运动速率的方法是：当板块移动经过热点火山区时，追踪其轨迹，称为“热点”和“热点行迹”。地幔内存在着一种上升的、圆柱状的、局部熔融的物质流即“热柱”（Hot Plume）。热柱到达于地表之处或地幔热流上升之处，称之为“热点”（Hot Spot）。假定热点来自地幔一个相对稳定的能量源。板块移动的时候，这些深成的地幔柱就好会“燃烧”形成一些新的“热点”。这些“热点”可能就是海里的火山岛或者是陆上的火山地貌。从模型上看，将“热点”模拟成一根燃烧的火柴棒，以纸片代替板块

3、。这样当纸片于火柴棒上方经过的时候，纸片会被烧出一个个洞来。慢慢地移动纸片，火柴就会在纸片上烧出一系列的洞。当纸片的运动的方向发生改变时，烧出的洞也会发生方向的转变。燃烧的年代和它离火柴之间的距离就可以告诉，这张纸片的运动速率了。最早在板块构造理论还没有提出之前，是 Wilson.J.T 在 20 世纪 60 年代参观夏威夷岛时注意到很多关于海洋岛的有趣现象并提出“热点假说”。即在一张太平洋盆地的图上，他发现了三个线状火山链和海底火山（海底山）。如下图展示所示：(1)夏威夷群岛-海岭(Emperor seamounts)；(2)岛(Pitcairnisland)-土阿莫土群岛（Tuamotu

4、group）；(3)麦克唐纳海岭（Macdonaldseamount）-南方群岛（Australgroup）。注意每条链东边的海岛或海山都是都是火山活动的区域。图 1 太平洋地区群岛海山分布图（黑色圆点表示曾取样点）图 2 太平洋东北部地区群岛分布图除了夏威夷群岛、大龟群岛，还有黄石国家公园等都是“热点”的典型例子。因此运用这些自然的地质信息，能帮助去过去几百万年里板块的运动速率。就像在图中看到的那样，尽管三条火山链被分隔开英里，但它们彼此间却是相互平行的。其中夏威夷群岛-海岭（Emperor seamounts）是最被人们所熟知的。于是，这些深成的岩浆源就是“热点”，夏威夷群岛形成于“热点”

5、之上。图 3 热点及热点行迹形成模式图来自超深部热的固态岩石上升至“热点”，在浅部低压环境下，岩石开始熔融形成岩浆。岩浆穿过太平洋板块，并逐渐上升，为活火山喷发提供补给。较老的群岛曾经位于稳定“热点”的上部，但当太平洋板块漂移的时候，它们同时也会被带离。图 4 太平洋板块火山热点及热点行迹图作业一：用下图相关信息确定位于夏威夷群岛热点以上太平洋板块的运动速率。尼豪岛（hau island）火山的是 4.89Ma（图 2）。速率是活动距离与所经历的时间的比值。活动的距离等于现今热点（夏威夷群岛的南部地区）与尼豪岛之间的距离，时间就是岛屿的。1.运用比例尺计算出夏威夷群岛南部至尼豪岛之间的距离是k

6、m；2.由此确定太平洋板块运动的平均速率为km/Ma；3.将换算成 cm/y，太平洋板块的运动速率为cm/y；4.运用此速率计算出太平洋板块在接下来的 50 年里将移动；5.测量凯岛（或卡伊，Molokai）与夏威夷群岛的距离及其，运用相同的方法计算太平洋板块的移动速率为cm/y；6.这个移动速率与尼豪岛得出的速率不同吗？说说你认为可能的原因。7.说说太平洋板块的运动方向，请解释其原因。作业二：确定在过去的 65Ma 中太平洋板块的移动速率。群岛与海山的随着夏威夷群岛热点距离的增大而增大。表 1 中列出了夏威夷群岛-海岭上发育的海山年龄和距离。表 1海山群岛与移动距离表海山或岛距离（Km）（Ma）推古（Suiko）4,86065科科（Koko）3,75848中途岛（Midway）2,43228维京果岛（Necker）1,05810可爱岛（Kauai）5195图 5 太平洋东北部地区群岛分布图将这些数据绘制在一张坐标图里。然后用尺子画一条直线以拟合所有的数1.据，并确定这条直线的斜率。这个斜率就是太平洋板块活动的速率km/Ma，将换算成cm/y；2.最近 5Ma 太平洋板块的运动速率比过去慢还是快呢，为什么？4.板块运动轨迹指向岛链