大地构造课件第三讲：大陆漂移和海底扩张

主讲：xxx地球科学学院大地构造学第三讲：大陆漂移和海底扩张学说第二章大陆漂移和海底扩张学说第一节大陆漂移说主张地球表层存在大规模水平运动的活动论观点，首先是以大陆漂移的形式公布于世。简朴的大陆漂移见解可一直追溯到几个世纪以前。法国学者斯纳德（A.Snider,1858)、美国地质学家泰勒（F.B.Taylor,1910)等曾论证过大陆漂移。不过一般公认德国气象学家和极地探险家魏格纳是大陆漂移的创始人。一、大陆漂移说的基本内容魏格纳假设地球上所有的大陆在中生代以前（180Ma)曾是一统一的巨大陆，称为联合古陆或泛大陆（Pangaea)，中生代以来，联合古陆分裂，它的碎片——即现代的各大陆逐渐漂移到目前所处的位置上(大陆漂移过程图）。由于大陆原来是一大块，所以以前根本不存在大西洋、印度洋，而只有围绕泛大陆的广阔海洋——泛大洋（古太平洋），以后大陆分离，形成了大西洋和印度洋，泛大洋收缩而形成现今的太平洋。较轻的硅铝质大陆块就象大冰山一一样沉浮在较重的硅镁质岩浆里，，大陆就在硅镁层上漂移着，当大陆漂移时，前方的洋底被大陆所掩盖，后方的硅镁层洋底不断地露出来。大陆漂移的驱动力是与地球自转有关的两种力：向西漂移的力和指向赤道的离极力。冈瓦纳大陆劳亚大陆大陆漂移的过程(Wegener,1922)二、大陆漂移的证据1、大陆的拼合2、古生物的证据3、地质构造方面的证据4、古冰川证据5、古气候证据大西洋两岸轮廓有惊人的相似性(据E.J.Tarbuck,1987)大陆拼合证据E.C布拉德等用计算机方法对美洲、非洲和欧洲进行了大陆的拼合（以陆壳的边界，即大陆坡的附近坡脚为准）大陆拼合证据古生物的证据地质构造方面的证据地质构造方面的证据古冰川证据古气候证据石炭纪联合古陆上古冰川（E)、煤（K)、石膏(G)、岩盐(S)、沙漠砂岩(W)的分布三、大陆漂移的衰落大陆漂移的问世，在国际地学界掀起了轩然大波，一些人热烈赞同、深入探讨，一些人激烈反对，斥为谬论。自此以后，活动论和固定论逐渐出现了两军对垒、激烈论战的局面。魏格纳大陆漂移说的根本弱点，在于大陆漂移的机制方面。当时以英国著名学者杰弗里斯（Jefferys,1924)为首的一大批地球物理学家坚决反对大陆漂移说，他们断言，洋底是坚硬的，大陆象船一样航行在洋底或硅镁层之上是根本不可能的，同时离极力太小，不足以推动深厚庞大的陆块三、大陆漂移的衰落就这样，当时的许多地球科学家抓住大陆漂移说的某些缺点和错误，结果把合理的内核也抛弃掉了。当1930年魏格纳在格棱兰探险遇难后，所创立的大陆漂移说也随着衰落了。后来古地磁研究决定性地推动了大陆漂移说，包括大陆之间的相对位移的确定（磁极移曲线）和古大陆重建（不同时期的古大陆重建图），并用新的理论来解释大陆漂移的机制。第二节海底扩张学说大陆漂移说的提出，很圆满地解释了大陆上的很多地质现象，冲击了固定论。但这一假说所提示的运动缺乏圆满的机制，地球物理学家研究证实，硅铝层在硅镁层上漂移是不可能的，最后大陆漂移学说彻底衰落。而海底扩张的提出彻底冲破了固定论，使人们对海洋地质和大洋演化有了全新的认识，为板块构造理论的提出做了铺垫。海底扩张学说的提出，主要基于二十世纪五、六十年代地质调查的新发现，特别是洋底地质调查的新发现。一、地质调查的新发现五、六十年代前后，国际地科联组织进行了全世界大规模的海洋地理、地球物理和地质的调查和研究工作，以及二战海洋探测资料的公开，对于海洋有了许多新的发现，这些发现和以前人们对海洋的设想完全不同，或完全出乎意料。这些现象有地形地貌方面的，也有地质和地球物理方面。1、洋底地形的新发现洋底地貌探测结果表明，洋底并非过去人们所想象的那样是简单的深海盆地，而是和陆地一样高低不平（洋底地形主要单元示意图），而且存在三种特殊类型的地形。⑴在大洋中发现了绵延很长的海岭系统，规模比陆地上的任何山脉都要巨大⑵洋底地貌另一醒目的地貌形态就是海沟及其附近的岛弧，组成弧-沟体系（参见太平洋洋底地形图和海沟分布图）⑶洋底存在一系列的平顶火山（参见太平洋洋底地形图）

一、地质调查的新发现

●大洋海岭霜系统：中即脊与中隆大西洋留、印度毁洋和北窝冰洋的狗海底山砌脉称中丽脊（大西洋灾洋底地睛形图，滑洋底地厦形单元学示意图军、全球房诚洋中脊辨分布图移、大洋固中脊的胞裂谷系睡统剖面饿图），脊上通期常有一狭钢窄裂谷，澡有活火山裙（如冰岛猫）、浅源栏地震，表焰明正在活均动；东太梳平洋海底降的山脉称泼作中隆，婆比较简单路，未发现虏裂谷（太平洋封洋底地馅形图）肢。大西洋赖洋底地帅形（据E.J疮.T亭arb客uck次,19己87)太平洋洋底地密形（据E.J能.T蛮arb窑uck熄,19叉87)全球海沟寻分布图●弧沟体采系●平顶火山2、陆壳雾和洋壳乖厚度、奏结构存颠在很大核的差异节（图）3、贝尼奥荐夫带的发纱现（图）1954年贝尼闷奥夫根据距环太平洋乳震源深度瓜从大洋向粮大陆方向隙有规律地奸增大的现拖象，提出决海沟下面款存在一向厘大陆倾斜剧的地震带麦，即贝尼躬奥夫带，凯这意味着砌大陆和大遮洋之间存斤在相互运梳动。4、大陆之疯间存在相枕对位移二十世酬纪六十缸年代，Runc喘on根据磁极移业曲线，发现欧药洲和北美苍在地史期季间存在大互规模的相医对位移。一、地侮质调查甩的新发题现陆壳洋驶壳差异乎图贝尼奥夫辛带贝尼奥夫汁带欧洲和北菊美的磁极淹移曲线指柜示两个大球陆存在大价规模的水地平运动磁极移伯曲线二、海亦底扩张敢学说要旋点新发现子的现象税用传统脖的地质允理论无匹法理解皆。到六垃十年代诊初，Hess和Diet朗z重新提出龟了对大陆化漂移这一填活动论思要想的再认妨识，提出荡了海底扩鸣张的假说墨（海底扩丙张假说黄示意图）。用动今画来说明墓海底扩张聚的基本理金论[海底扩色张的动盲画]。他们认膊为上述肥互不相醉关的发功现可以效用海底片扩张和震地幔对朽流来统手一解释棚，在《大洋盆地攀的历史》这一论乳文中阐益述了这我一新的峰理论。志其要点撒如下：●大洋中脊朽（或中隆竖）是地幔蚀对流物质禽上升、不本断形成新杯洋壳的地身带，洋壳法在中脊连佣续产生而叮把大陆向睁两侧推开烛（图）；●在地球滚体积基鼻本不变脚的假定擦条件下矛，必须银有一部忘分洋壳哗在地表贝的另一税地区等扫速销毁济，洋壳讽就在贝叶尼奥夫亲带重新每插入地劫幔（图）●根据有补关证据而，海底鱼扩张的隆速度为2cm/昆a，这就沸意味着讯占地球则表面j积2/3的大洋壳逼是在地球籍历史5%的时间难内（2亿年）括内形成绢的，即登大洋是熄年青而崭短命的鸡。另一旬方面，危大陆尽扑管永远须存在，举但却只腔是被动搞地被拉越开、合监拢或彼萝此华裔旬，各大鱼陆仿佛慈坐在传乖送带上匙，在对哄流层上节漫漫移寨动。●海底扩张堤最主要的连动力是地沙幔物质的击对流（图）海底扩张奇学说要点新的大洋域壳不断地鞭从洋中脊助生成，把拨已生成的凉洋壳推开送，这样海哑底不断扩绒张三、海洒底扩张狗学说的虑验证海底扩畅张学说页提出以脊后，进略一步的殿实践显存示出这镰一学说藏强大的麻生命力胜。一系钓列的新核发现和俭海底扩线张理论猪所预测玩的相符熊。对海而底扩张艺说的验尼证最主页要的可照概括为叼以下两献个方面锁：1、洋底磁患异常条带2、洋底龟沉积物矛、洋壳迹年龄以但及热流刮量变化钩的相关骗性●磁异常葡条带Man志son首先在爷东太平比洋发现寺磁异常珠条带[磁异常肉条带图]，一直天没有得宣到很好同的解释撒。Vine和Matt乏hews把磁异常汁条带和海蛮底扩张联第系起来（海底扩张蓝形成磁异慈常条带的给图片），很好需地解释了每磁异常条骂带的成因衣，并据此糕异常了未务知区域的总磁异常条讲带，并得羊到了证实半（录象）凉。这为海夜底扩张理钢论提供了时很充分的匆证据。三、海底缩慧扩张学说层的验证实测磁来异常条叙带实例瓦因——马修斯磁沸异常条带昼成因假说瓦因——马修斯乏磁异常筛条带成茎因假说●洋底沉积虚物、洋壳姑年龄以及倍热流量变醒化的相关垦性1964年以来的基深海钻探奖证实，洋忌底沉积物伸从中脊向嗽两侧从无浇到到有，磁逐渐加厚