第四章大陸漂移、海底擴張與板塊構(gòu)造-1_圖文

1、第一章第一章 緒論緒論 第二章第二章 地球與海洋地球與海洋 第三章第三章 地殼地殼 第四章第四章 大陸漂移、海底擴張與板塊構(gòu)造大陸漂移、海底擴張與板塊構(gòu)造 第五章第五章 海洋地質(zhì)作用海洋地質(zhì)作用 第六章第六章 海岸帶的現(xiàn)代過程海岸帶的現(xiàn)代過程 第七章第七章 河口與三角洲河口與三角洲 第八章第八章 大陸邊緣及其地質(zhì)構(gòu)造大陸邊緣及其地質(zhì)構(gòu)造 第九章第九章 深海沉積深海沉積 第十章第十章 古海洋學古海洋學 第十一章第十一章 海洋礦產(chǎn)資源海洋礦產(chǎn)資源 海洋地質(zhì)學 第四章 大陸漂移、海底擴張與板塊構(gòu)造 繁衍著人類的地球是個活動的行星，自形成以來，它繁衍著人類的地球是個活動的行星，自形成以來，它 始終不停

2、地運轉(zhuǎn)著。而在其內(nèi)部和外部之間呈現(xiàn)出的生機始終不停地運轉(zhuǎn)著。而在其內(nèi)部和外部之間呈現(xiàn)出的生機 勃勃的相互作用，更使得地球表層處于水平的和垂直的運勃勃的相互作用，更使得地球表層處于水平的和垂直的運 動狀態(tài)之中。動狀態(tài)之中。 地球科學家只是到地球科學家只是到2020世紀世紀6060年代，板塊構(gòu)造學說誕生年代，板塊構(gòu)造學說誕生 之后才真正認識到這一點。板塊構(gòu)造學說的興起，是當代之后才真正認識到這一點。板塊構(gòu)造學說的興起，是當代 地球科學發(fā)展史中的劃時代事件。地球科學發(fā)展史中的劃時代事件。 然而，被譽為然而，被譽為“新地球觀新地球觀”的板塊構(gòu)造學說，從其孕的板塊構(gòu)造學說，從其孕 育到其誕生，卻經(jīng)歷了育

3、到其誕生，卻經(jīng)歷了6060年年(1910(19101970)1970)曲折漫長而又坎曲折漫長而又坎 坷的歷程?？赖臍v程。 板塊構(gòu)造學說它發(fā)端于板塊構(gòu)造學說它發(fā)端于l912l912年魏格納年魏格納( (A AI IWegenerWegener) ) 創(chuàng)立的大陸漂移說；創(chuàng)立的大陸漂移說； 奠基于赫斯奠基于赫斯( (H HH HHessHess，19601960，19621962) )、迪茨、迪茨 ( (R RS SDietzDietz，19611961) )提出，后經(jīng)瓦因和馬修斯提出，后經(jīng)瓦因和馬修斯 ( (F FJ JVine and DVine and DH HMatthewsMatthews

4、，19631963) )、威爾遜、威爾遜 ( (J JT TWilsonWilson，19651965) )、海茨勒等、海茨勒等( (J JR RHeirtzlerHeirtzler et alet al，l968l968) )等進一步論證的海底擴張說；等進一步論證的海底擴張說； l967l96719681968年由摩根年由摩根( (W WJ JMorganMorgan，19681968) )、勒皮雄、勒皮雄 ( (X XLe Le PichonPichon，19681968) )、麥肯齊和帕克、麥肯齊和帕克 ( (D DP PMckenzieMckenzie and R and RL LPa

5、rkerParker，19671967) )以及伊以及伊 薩克斯等薩克斯等( (B BIsacksIsacks et al et al，l968l968) )正式提出。正式提出。 板塊構(gòu)造學說既是大陸漂移、海底擴張說板塊構(gòu)造學說既是大陸漂移、海底擴張說 的引伸和發(fā)展，又是國際上許多國家、地球科的引伸和發(fā)展，又是國際上許多國家、地球科 學各個分支學科的無數(shù)學者廣泛運用現(xiàn)代化科學各個分支學科的無數(shù)學者廣泛運用現(xiàn)代化科 學技術(shù)聯(lián)合研究的成果，屬于世界科學界的共學技術(shù)聯(lián)合研究的成果，屬于世界科學界的共 同財富。同財富。 最早把該學說介紹給中國地學界的是我國最早把該學說介紹給中國地學界的是我國 地質(zhì)學家

6、傅承義地質(zhì)學家傅承義(1972)(1972)和尹贊勛和尹贊勛(1973)(1973)兩位教兩位教 授；授； 隨后，李春昱、朱夏、郭令智等教授分別隨后，李春昱、朱夏、郭令智等教授分別 針對中國的地質(zhì)情況進行了板塊構(gòu)造研究。針對中國的地質(zhì)情況進行了板塊構(gòu)造研究。 一、歷史的回顧一、歷史的回顧 二、魏格納及其大陸漂移說二、魏格納及其大陸漂移說 三、大陸漂移的證據(jù)三、大陸漂移的證據(jù) 四、大陸漂移說的命運四、大陸漂移說的命運 一、歷史的回顧一、歷史的回顧 早在幾百年前就有了大陸漂移思想的萌芽。早在幾百年前就有了大陸漂移思想的萌芽。 16201620年，英國哲學家弗朗西斯年，英國哲學家弗朗西斯培根培根(F

7、rancis (Francis Bacon)Bacon)從大西洋兩岸的相似性得到啟示，并探從大西洋兩岸的相似性得到啟示，并探 討了兩個相對陸塊漂移的可能性。討了兩個相對陸塊漂移的可能性。 大約大約200200年后，即年后，即1919世紀其他一些學者也世紀其他一些學者也 發(fā)表了同樣的見解，其中包括法國學者安東尼發(fā)表了同樣的見解，其中包括法國學者安東尼 奧奧斯奈德斯奈德(Antonio (Antonio SuiderSuider) )。他從美洲和歐洲。他從美洲和歐洲 的石炭紀植物化石之間的相似性得到啟發(fā)并于的石炭紀植物化石之間的相似性得到啟發(fā)并于 l858l858年發(fā)表了年發(fā)表了地球形成及其奧秘地

8、球形成及其奧秘一書，指一書，指 出所有大陸過去都曾經(jīng)是單一陸地的一部分。出所有大陸過去都曾經(jīng)是單一陸地的一部分。 19世紀末，著名的奧地利地質(zhì)學家修斯(Eduard Suess)注意到南半球各大陸上的地質(zhì)巖層如此接近一致， 首次將它們擬合成一個單一的巨大陸塊，稱之為岡瓦納 古陸(Gondwanaland，這個名稱來源于印度中東部的一 個標準地質(zhì)區(qū)岡瓦納Gondwana)。 1910年美國學者泰勒(FBTaylor)根據(jù)山脈的分 布，獨自論證過大陸漂移，并提出解釋地殼大規(guī)模側(cè)向 (橫向)移動的機制，認為導致各大陸的分離運動來自巨 大的潮汐力。 但是，最完善的大陸漂移說是著名的法國氣象學 家艾爾弗

9、雷德魏格納(Alfred Wegener)于1912年提出 的，所以，一般公認他為大陸漂移說的創(chuàng)始人。 二、魏格納及其大陸漂移說 魏格納魏格納18801880年誕生于柏林。他先后在德國最著名的海德年誕生于柏林。他先后在德國最著名的海德 爾堡大學、因斯布魯克大學和柏林大學學習，并取得天文學爾堡大學、因斯布魯克大學和柏林大學學習，并取得天文學 博士學位。博士學位。 l906 l906年，魏格納以氣象員的身份參加了丹麥人組織的第年，魏格納以氣象員的身份參加了丹麥人組織的第 一支格陵蘭島考察隊，在對格陵蘭東北部進行探險性考察過一支格陵蘭島考察隊，在對格陵蘭東北部進行探險性考察過 程中，他開始對地質(zhì)學產(chǎn)

10、生了極大的興趣。程中，他開始對地質(zhì)學產(chǎn)生了極大的興趣。 1912 1912年，魏格納首次公布了自己有關大陸漂移的研究成年，魏格納首次公布了自己有關大陸漂移的研究成 果。果。l l月月6 6日，他在法蘭克福城的地質(zhì)協(xié)會上作了題為日，他在法蘭克福城的地質(zhì)協(xié)會上作了題為從地從地 球物理學基礎上論地殼輪廓球物理學基礎上論地殼輪廓( (大陸與海洋大陸與海洋) )的生成的生成的講演。的講演。 1915年，魏格納又從地理學、地球物理學、地質(zhì) 學、古生物學、古氣候?qū)W和大地測量學等方面 對大陸漂移進行了系統(tǒng)論證，著成海陸的起 源一書。 1919年，魏格納接替了他的老師、岳父、著名氣 象學家柯本(Wladimir

11、 Peter Koppen，1846 1940)的職務，擔任漢堡海洋觀象臺氣候研究 部主任。 1930年，魏格納第三次到格陵蘭探險、考察。10 月30日，當他在莽莽冰原高處一個孤獨的觀測 站工作時，心臟病猝發(fā)，不幸殉職，時年僅50 歲。 魏格納的最重要貢獻，乃是他1915年首次出 版的海陸的起源。 這本專著不但確立了其大陸漂移說創(chuàng)始人的 地位，而且系統(tǒng)地論證了大約在200 Ma前，即中 生代早期，地球上所有的大陸曾經(jīng)是連接在一起 的統(tǒng)一的超級大陸，稱之為聯(lián)合古陸(Pangaea， 或譯作泛大陸)，圍繞聯(lián)合古陸的廣闊海洋稱之 為泛大洋(Panthalassa)。到了侏羅紀，聯(lián)合古 陸開始解體，分

12、裂成幾塊大陸并各自逐漸漂移到 目前所處的位置上?，F(xiàn)今的各大陸和各大洋都是 經(jīng)過大陸漂移后形成的。 1.主要觀點主要觀點 在距今2億年前，地球上現(xiàn)有的大陸是彼此連成一片的， 從而組成了一塊原始大陸，或稱為泛古大陸。泛古大 陸的周圍是一片汪洋大海，叫做泛大洋。 在距今在距今1 1億億8 8千萬年前，泛古大陸開始分裂，漂移千萬年前，泛古大陸開始分裂，漂移 成南北兩大塊，南塊叫崗瓦納古陸，包括南美洲、成南北兩大塊，南塊叫崗瓦納古陸，包括南美洲、 非洲、印巴次大陸、南極洲和澳洲；北塊叫非洲、印巴次大陸、南極洲和澳洲；北塊叫勞亞勞亞 古陸古陸，包括，包括歐亞大陸歐亞大陸和和北美洲北美洲。 以后，又經(jīng)過上億

13、年的滄桑之變，到了距今約以后，又經(jīng)過上億年的滄桑之變，到了距今約 65006500萬年前，泛古大陸又進一步分裂和漂移，從萬年前，泛古大陸又進一步分裂和漂移，從 而形成了而形成了亞洲亞洲、非洲非洲、歐洲歐洲、大洋洲大洋洲、南美洲南美洲、 北美洲北美洲和和南極洲南極洲；而泛大洋則完全解體，形成了；而泛大洋則完全解體，形成了 太平洋太平洋、大西洋大西洋、印度洋印度洋和和北冰洋北冰洋。 魏格納指出，硅鋁層(花崗巖層)組分比重小， 并且由于冷縮而呈剛性的大陸，能夠在下伏的 比重較大的硅鎂層(玄武巖層)之上漂浮和移動。 一旦大陸發(fā)生分裂而漂移，玄武巖層便出現(xiàn)在 大陸間的大洋底部。 而大陸漂移則沿兩個方向進

14、行：一個是大陸 向西漂移，這是地球受到日、月的吸引而產(chǎn)生 的潮汐摩擦阻力，使地球的自轉(zhuǎn)速度減緩，從 而發(fā)生向西的拖拽作用；另一個是大陸由極地 向赤道方向運動，這是由地球旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的表層 離心力所致。離心力在赤道最大，兩極最小， 結(jié)果使兩極地區(qū)的物質(zhì)都有向赤道集中的趨勢。 由極地向赤道方向運動的力，稱為離心力。 美洲大陸由于受到較強的向西的拖拽力，美洲大陸由于受到較強的向西的拖拽力， 使之落后于歐洲與非洲的運動，因而在美洲大使之落后于歐洲與非洲的運動，因而在美洲大 陸與歐、非大陸之間裂開后發(fā)生分離，形成了陸與歐、非大陸之間裂開后發(fā)生分離，形成了 大西洋。當美洲大陸向西漂移時，其前緣因受大西洋。當美

15、洲大陸向西漂移時，其前緣因受 到太平洋底的阻滯，而發(fā)生擠壓、褶皺，形成到太平洋底的阻滯，而發(fā)生擠壓、褶皺，形成 縱貫南北美洲的科迪勒拉山系。縱貫南北美洲的科迪勒拉山系。 在大陸向西漂移的過程中，其后緣在大陸向西漂移的過程中，其后緣( (東緣東緣) ) 脫落下一些陸地碎塊，構(gòu)成一系列島嶼，如亞脫落下一些陸地碎塊，構(gòu)成一系列島嶼，如亞 洲、澳大利亞東面的群島。印度原位于南極大洲、澳大利亞東面的群島。印度原位于南極大 陸附近，因離極作用而不斷向北漂移，終與歐陸附近，因離極作用而不斷向北漂移，終與歐 亞大陸相接而碰撞、擠壓，導致了巍峨的喜馬亞大陸相接而碰撞、擠壓，導致了巍峨的喜馬 拉雅山脈的形成。拉雅

16、山脈的形成。 三、大陸漂移的證據(jù) 固定論 對于地球表面海陸的形成及其變化和發(fā)展， 長期以來有著兩種截然不同的觀點。傳統(tǒng)地質(zhì) 學認為自從地球上的大陸和大洋形成以來，無 論在外形輪廓上還是地理位置上都是固定不變 的，即使有變遷，也不過是原地的升降。 這種觀點是l9世紀美國地質(zhì)學家德納 (JDDana，18131895)首先提出的，稱為 “固定論(Fixism)。 另一種觀點則主張海陸的分布并非固定不 變，地殼不但有垂直升降運動，而且曾發(fā)生過 大規(guī)模的水平運動，這就是以魏格納為代表的 首次以大陸漂移說的形式公布于世的活動論 (Mobilism)。 在傳統(tǒng)的固定論占統(tǒng)治地位的年代，魏格 納之所以敢于以

17、活動論的觀點向其提出挑戰(zhàn)， 是因為他掌握了大量大陸漂移的以下證據(jù)： 1大陸邊緣的相似性 魏格納最初從世界地圖上發(fā)現(xiàn)大西洋兩岸 大陸邊緣輪廓有著驚人的相似性，并由此得到 啟示，提出非洲、南美洲原來應為一個大陸， 以后裂開并發(fā)生漂移才有了大西洋。把南美洲 的東海岸和非洲的西海岸拼接起來，效果良好， 非常吻合。 2地層與地質(zhì)構(gòu)造證據(jù)地層與地質(zhì)構(gòu)造證據(jù) 大西洋兩岸大陸的地層和地質(zhì)構(gòu)造進行細致 的對比和研究后，果真獲得了令人信服的重要發(fā) 現(xiàn)： 首先，橫斷非洲南端由二迭紀巖層組成的東 西走向的開普山脈和南美洲布宜諾斯艾利斯附近 的古老褶皺山系不僅地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造極其相 近，而且當把兩塊大陸海岸線粗略拼合

18、在一起時， 這些地層和地質(zhì)構(gòu)造竟能彼此銜接起來，渾如一 體! 其次，在非洲西部存在著一片長期未經(jīng)褶 皺的前寒武紀片麻巖為主體的高原，而在南美 洲相對應位置的巴西高原也恰恰廣泛地分布著 幾乎一樣特征的片麻巖；同時，這兩個遠隔重 洋的高原上的火成巖、沉積物的成分及地質(zhì)構(gòu) 造方向等都具有驚人的一致性。 另外，魏格納在對北大西洋兩岸大陸地質(zhì) 的考證中也取得了重要成果。如歐洲大陸古老 的加里東褶皺帶，它在北歐橫貫挪威，向西沿 伸到蘇格蘭，而于北大西洋消失后，重又出現(xiàn) 在北美洲的加拿大境內(nèi)。 3古生物證據(jù)古生物證據(jù) 大約是在1910年的圣誕節(jié)期間，他突然被大西洋 兩邊海岸極度的相似和吻合所震驚，而這一點啟

19、發(fā)他 思考大陸橫向運動的可能性。魏格納當時并沒有認真 地看待這一思想，反而認為“這是不可能的”而放棄 了。但在第二年秋天開始建立他的大陸運動假說。 他當時“相當偶然地”讀到了“一篇描述非洲和 巴西古生代地層動物相似性的文獻摘要”。在這篇摘 要中，大西洋兩岸遠古動物化石的相同或相似被用來 證明當時非常流行的、非洲和巴西之間存在陸橋的說 法。例如，蛇很顯然不能渡過浩瀚的大西洋。因此， 在南大西洋兩岸發(fā)現(xiàn)同樣的或十分相似的蛇化石，就 證明很久以前的南美洲和非洲之間存在一條陸路通道 的可能性是相當大的。如果換一種相反的解釋，即假 設在這兩個地區(qū)的大部分土地上存在極其相似但又是 相對獨立的生物進化過程，

20、而這是完全不可能的。 魏格納除了在地質(zhì)方面對大陸漂移說進行論證外， 還成功地利用了陸橋說所積累的古生物資料引以為據(jù)。 古生物學界很早就有人發(fā)現(xiàn)，遠隔重洋的非洲、南美 洲、澳大利亞和印度等地二疊紀早期具有相同的古生 物屬種。 最明顯的例子就是二疊紀生活在內(nèi)陸的爬行類 中龍，它分別發(fā)現(xiàn)于非洲、南美洲；另外一個典型的 例子就是在南半球被稱為岡瓦納巖系的水平巖層中， 廣泛地存在著相同屬種的植物化石，如舌羊齒屬和圓 舌羊齒屬。類似的例子還有蝸牛、蚯蚓、昆蟲等，它 們都是在特定時代出現(xiàn)于地球某處，然后迅速蔓延到 所有大陸的。 這些例子說明，各大陸之間確曾有過連接，否則 動植物群的遷徙便不可能。 中龍化石

21、陸橋說 20世紀30年代美國的舒可特(CSchuchert)和維 里斯(BWillis)極力宣揚這一大陸固定、大洋永存的 觀點。 為了解釋南美與非洲、馬達加斯加和印度在陸生 生物分布方面極為密切的關系而提出陸橋說，認為各 大陸之間曾有細長的陸地相連，好似一座“橋橫 貫在大陸之間的大洋里，成為陸生生物跨洋過海遷移 萬里的通道。后來陸橋下沉到海底，才使各大陸的聯(lián) 系斷絕，而物種卻相近。 這種強調(diào)地殼垂直升降運動的觀點得到前蘇聯(lián)著 名學者別洛烏索夫等人的支持。因此,一直到20世紀50 年代，固定論仍在地學界占統(tǒng)治地位。 地峽 連接兩個大陸之間的狹窄地帶，或是連 接大陸與某一島嶼或半島的狹窄地帶。 地

22、峽的形成可以是由構(gòu)造斷裂或凹陷而 形成 ，也可以是潮流作用等沖蝕而形 成 。 魏格納的生物學證據(jù)魏格納的生物學證據(jù) 犬頜獸犬頜獸 舌羊齒舌羊齒 水龍獸水龍獸 迷齒兩棲類迷齒兩棲類 4 4古氣候的證據(jù)古氣候的證據(jù) 在本世紀20年代，古氣候?qū)W家發(fā)現(xiàn)，距 今約三億年前后的晚古生代，位于南半球的非 洲中南部、南美洲、澳大利亞、印度和南極洲 均有過廣泛的冰川作用，有的地方甚至可以從 冰川擦痕判斷出古冰川流動的方向。 上述地區(qū)除南極洲外，其他大陸均處于熱帶或溫 帶地區(qū)。很多學者都傾向于認為，這些冰川是由于靠 近古南極才形成的。 可是，這些學者絞盡腦汁也沒有找到一個恰當?shù)?古南極點，能使這些大陸上的古冰川遺

23、跡都位于南緯 70線以內(nèi)。這就是當時著名的古冰川之迷。 面對這種奇特的古冰川分布狀況，魏格納根據(jù)其 大陸漂移說大膽地指出，上述出現(xiàn)古冰川的大陸當時 曾是連接在一起的統(tǒng)一大陸(即岡瓦納古陸)，并處在 古南極附近，冰川的中心則位于非洲南部。在以后的 地質(zhì)歲月中，這些大陸逐漸分離并不斷漂移，才達到 它們今天各自的位置。顯然，這是對古冰川之迷作出 的最人信服的解釋。 晚古生代冰川在現(xiàn)代大陸上的分布，箭頭代表古冰川的流動方向 晚古生代冰川在岡瓦納古陸上的分布 魏格納認為地球上所有大陸在中生代初 期為一個統(tǒng)一的超級大陸(聯(lián)合大陸)。 這一見解，后為南非地質(zhì)學家杜托伊特 (Du Toit，1937)所修正；

24、他提出當時地 球上存在著二個巨大的大陸塊：南半球 的岡瓦納古陸和北半球的勞亞古陸，其 間的古海洋，稱為古地中海(特提斯海) 兩億年前的聯(lián)合古陸 岡瓦納古陸（岡瓦納大陸），是一個假設的存 在于南半球的古大陸，也稱南方大陸，它因印 度中部的岡瓦納地方而得名。 在印度半島，從石炭紀到侏羅紀包括其下部的 特征冰磧層到較上部的含煤地層，統(tǒng)稱為“岡 瓦納（巖）系”。南半球各大陸都發(fā)現(xiàn)有這一 時代的相似巖系和化石，根據(jù)這一相似性和其 他證據(jù)，便給這個推論為統(tǒng)一的古大陸命名為 岡瓦納古陸。 勞亞古陸又稱北方大陸，是一個假想的位于北 半球的古大陸。勞亞古陸是勞倫系亞古陸塊和 歐亞陸塊的聯(lián)合名稱。 勞亞古陸同假想

25、的南方古大陸（岡瓦納古陸） 隔著一個古地中海（特提斯海）相對峙。現(xiàn)在 的一些北半球大陸，北美、格陵蘭和除印巴次 大陸以外的歐亞大陸，是勞亞古陸在古生代以 后分裂和遷移的結(jié)果。 南半球的岡瓦納古陸與北半球的勞亞古陸之間 的古海洋。又稱古地中?！，F(xiàn)代地中海是特提 斯海的殘留海域。地史時期存在于勞亞古陸和 岡瓦納古陸之間的海域。 今位于歐洲和非洲間的地中海為其殘留部分。 大體沿阿爾卑斯喜馬拉雅褶皺帶分布，自西 而東包括今比利牛斯、阿特拉斯、亞平寧、阿 爾卑斯、喀爾巴阡、高加索、扎格羅斯、興都 庫什、喜馬拉雅等巨大山脈，然后轉(zhuǎn)向東南亞， 并延伸至蘇門答臘和帝汶，與環(huán)太平洋海域連 通。 古地中?？赡茉谕?/p>

26、元古代就已出現(xiàn)，但范圍在不同地 史時期有很大變化。 二疊紀晚期地球上出現(xiàn)一個南北對峙而又互相連接的 泛大陸，古地中海范圍縮小。 三疊紀以后，西部變窄甚至封閉，東部仍很開闊。 白堊紀末期開始，海水退出南歐阿爾卑斯地區(qū)和東南 亞；漸新世末期至中新世，喜馬拉雅地區(qū)也上升成陸。 經(jīng)過喜馬拉雅運動，古地中海東段消失。阿爾卑斯運 動形成的褶皺隆起，分割了南歐部分的古地中海，形 成現(xiàn)在的地中海、黑海和里海。 四、大陸漂移說的命運 魏格納以深邃的洞察力看出大陸曾經(jīng)發(fā)生過漂移 并從多方面加以論證，盡管其主導思想也是正確的， 然而限于當時地質(zhì)科學的發(fā)展水平，他在解釋大陸漂 移的機制方面，確實存在著缺點和錯誤。 因

27、為剛性的花崗巖層不可能在剛性的玄武巖層上 漂移；而潮汐摩擦力與離極力太小，不足以引起大陸 漂移；加之大陸如何拼接的一些具體問題未能妥善解 決，所以大陸漂移說不僅不能得到大部分地質(zhì)工作者 的贊同，反而遭到一些學術(shù)權(quán)威的激烈反對，斥之為 異想天開的邪說，是荒誕無稽之談。 （一）大陸漂移機制 大陸漂移的方式 根據(jù)地殼均衡原理，陸高而質(zhì)輕，洋低而質(zhì)重， 較輕的硅鋁層陸塊浮在較重的硅鎂層上。硅鋁質(zhì) 大陸塊在硅鎂層上漂浮，大陸漂移過程中，在其 前方，原來的洋底不斷被大陸塊掩覆，在其后方， 新的硅鎂層洋底不斷露出。 弱點：將洋殼硅鎂層看作是塑性的和可流動的， 這與硅鎂層是剛性的事實不符。 驅(qū)動大陸漂移的動力

28、問題 向西漂移的力：來自日月引力導生的潮汐摩擦力，致使地 球表層或各大陸相對于地球由西往東的自傳有滯后趨勢。 離極力：離開極地指向赤道的力，可能來自地球赤道膨脹 或地球自轉(zhuǎn)的離心力。 大陸漂移的“船首和船尾作用”：在漂移大陸的前方形成 巨大的山脈，“船首”發(fā)生的這種褶皺作用影響到深部， 造成頻繁的火山活動和強烈的巖漿活動，“船尾作用”在 地表留下痕跡，大陸西漂過程中，大陸的后緣脫落下陸緣 碎塊，構(gòu)成一系列島嶼。 （三）大陸漂移說的論爭（三）大陸漂移說的論爭 焦點：大陸漂移的動力機制問題 反對觀點： 魏格納進行古地理重建時，依據(jù)的幾何特征不夠精確。 （紐芬蘭和歐洲難以拼接） 大陸漂移經(jīng)歷遠距離的

29、側(cè)向運動，通常應打亂大陸的構(gòu)造 布局，為何大西洋兩岸的構(gòu)造仍然非常吻合？ 地球有幾十億年的歷史，大陸的分離為什么始自中生代， 聯(lián)合古陸為什么能在地球歷史的大部分時間得以生存？ 地球的塑性部分主要由地幔構(gòu)成，為什么漂移運動中發(fā)生 褶皺形成山脈的是大陸表層？ 一位受到廣泛尊重的英國地質(zhì)學家阿瑟霍姆斯(Arthur Holms)提出地幔熱對流機制，用以解釋大陸漂移的驅(qū)動力。 所謂地幔熱對流，是指由于巖石導熱性不良，放射性熱能在 地球內(nèi)部發(fā)生不均勻聚積，結(jié)果，地幔下層的物質(zhì)受熱膨脹 變形而上升，溫度相對較低而密度大的地幔上層物質(zhì)則下降， 兩者構(gòu)成封閉式的循環(huán)對流。 在對流的早期階段，上升的地幔流到達原

30、始大陸中心部 分，然后分成兩股，并朝相反的方向流動，從而將大陸撕破， 并使分裂開來的塊體隨地幔流漂移，其間便形成海洋。 上升的地幔流因壓力減低而熔化成巖漿，這些巖漿冷 凝后便形成了洋底和島嶼。地幔的前緣碰到從對面而 來的另一地幔流時，就轉(zhuǎn)向下流，從而將大陸塊體的 底部向下牽引，使大陸邊緣受到擠壓而形成褶皺。當 對流停止時，褶皺體因均衡力而上升形成山脈。與褶 皺形成的同時，地幔流則把洋底的玄武巖往下拖曳， 從而形成海淵，即海溝。 這個觀點已接近我們今天才認識到的有關海底擴張和 板塊構(gòu)造理論。然而可惜的是，霍姆斯在他的文章中 卻指出：“這種為適應需要而特別虛構(gòu)的純推測性的 東西，在沒有得到獨立的證

31、據(jù)支持前，是沒有科學價 值的。 地幔對流說 魏格納假說在諸多方面招致反對。首先，它直 接反對幾乎所有地質(zhì)學家和地理學家的傳統(tǒng)思 想。這些人從懂事時起受到的一直就是舊有理 論的教育，這種理論認定大陸是靜止的，地表 是固定不動的。大陸漂移說則認為，陸地之間 存在一種相對的橫向運動。 這個大膽的設想就像伽利略時代的哥白尼學說 一樣，在世人眼中是荒謬的“異端”。 其次，新的假說認為，對于最膚淺的觀察者來說，地 球顯然是剛性的，而事實并非如此。不過，魏格納的 假說也由此帶來了新的問題，正如地球物理學家哈杰 弗里斯等人很早就指出的，大陸漂移似乎需要巨大的、 幾乎無法想像的動力，它遠遠超過魏格納本人提出的

32、潮汐力和極地漂移力。 爭論的焦點似乎可以用形象的語言加以描繪：“脆弱 的陸地之舟，航行在堅硬的海床上”，一般人都認為， 這顯然是不可能的。 在科學史上，對新理論的提出者往往進行懷有偏見的指責，試圖 將已開始的科學革命扼殺在萌芽狀態(tài)，不幸是一種普遍現(xiàn)象。 不僅魏格納的方法受到攻擊，而且因為他沒有專業(yè)文憑，不是地 質(zhì)學家，而是一位德國氣象學家，因此，他被拒絕參加地質(zhì)學會 議， 耶魯大學古生物學名譽教授查理舒克特（1982），把大陸漂移 假說稱為“德國理論”，而且， 他以明顯贊同的態(tài)度引用P特邁（法國地質(zhì)勘探局局長）的話 說：魏格納的理論僅僅是“一個漂亮的夢，一個偉大詩人的夢”， 當人們試圖擁抱它時

33、，將發(fā)現(xiàn)“他得到的只是一堆泡沫和一縷清 煙”。 而且在舒克特看來，“魏格納的歸納太輕率了，根本不考慮地質(zhì) 學的全部歷史”，他只是一個局外人，一個在古生物或地質(zhì)學領 域中沒有做過任何實際工作的人。舒克特斷定：“一個門外漢把 他掌握的事實從一個學科移植到另一個學科，顯然不會獲得正確 的結(jié)果”。 （五）古地磁學與大陸漂移說的復興 地磁場倒轉(zhuǎn)：地磁場極性發(fā)生轉(zhuǎn)換，正極變?yōu)樨摌O，負極 變?yōu)檎龢O。 極性期：地球磁場極性保持相同的時間在數(shù)十至上百萬年 的時期。 極性事件：極性期內(nèi)短時間（1萬至數(shù)萬年）的極性反向。 新生代以來，出現(xiàn)過171次時間長短不一的地磁場倒轉(zhuǎn)， 地磁場倒轉(zhuǎn)的原因可能與地球外核液態(tài)物質(zhì)的

34、流動有關。 剩余磁性：大部分巖漿巖在冷卻過程中經(jīng)過居里點時所獲得 的磁性。 巖石在成巖過程中，受到地磁場的磁化獲得磁性，被磁化的 巖石中保存了它們產(chǎn)生時間和地點的地磁場方向的古地磁記 錄，具有較高的穩(wěn)定性，可一直得以保存。 根據(jù)巖石標本的磁性方向，得出當時古經(jīng)線方向。 根據(jù)巖石標本和磁傾角，得出巖石產(chǎn)地當時的古緯度。 得到磁化巖石形成時的古地磁極的近似位置，用這種方法求 出的近2千萬年來的地磁極位置與地球旋轉(zhuǎn)極的位置相近。 同一大陸統(tǒng)一時代巖石中測出的古地磁極位置相同，不同 大陸相同時代巖石測出的古磁極位置明顯不同，不同大陸 有不同的視磁極遷移軌跡，最終相交于現(xiàn)在的磁極。 根據(jù)古地磁研究所得結(jié)

35、果與魏格納的大陸漂移的構(gòu)想非常 吻合；由古地磁研究得到的古緯度與魏格納根據(jù)古氣候資 料推測的聯(lián)合古陸的古緯度相當一致；根據(jù)各大陸視磁極 遷移軌跡可以得出聯(lián)合古陸破裂分離的時代，與魏格納根 據(jù)地質(zhì)資料得出的大陸分離時代相當一致。古地磁學的興 起從多方面證實了大陸漂移的可能性。 地極與磁極 地球磁場 地極移動，簡稱為極移，是地球自轉(zhuǎn)軸在地球本 體內(nèi)的運動。 1765年，歐拉最先從力學上預言了極移的存在。 1888年，德國的屈斯特納從緯度變化的觀測中發(fā)現(xiàn)了 極移。1891年，美國天文學家張德勒指出，極移包括 兩個主要周期成分：一個是周年周期，另一個是近14 個月的周期，稱為張德勒周期。前者主要是由于

36、大氣 的周年運動引起地球的受迫擺動，后者是由于地球的 非剛體引起的地球自由擺動。極移的振幅約為0.4角 秒，相當于在地面上一個1212平方米范圍。 通過測定巖石和某些古物的天然剩余磁 性，分析它們的磁化歷史，研究導致它們磁化 的地磁場的特征的一門學科。其中以古物（如 古陶器和古磚瓦）為對象研究史前期地磁場特 征的稱為考古地磁學。 實測記錄表明，地磁極有圍繞地理極作周期 性運動的趨勢，其運動的周期可能為104105 年 。上新世以來的巖石磁性的測量表明 ，在 最近的500萬年期間 ，地磁極是均勻分布在地 理極四周的，其平均位置與現(xiàn)代地理極重合。 關于古地磁極位置的研究促進了大陸漂移學說的發(fā)展 。

37、20 世紀50年代以后，大量的研究結(jié)果表明，由同一大陸、同一地 質(zhì)時代的巖石標本得出的古地磁極位置基本一致。但由不同大 陸、同一地質(zhì)年代的巖石標本得出的古地磁極位置卻往往不同。 由同一大陸不同地質(zhì)年代所得到的古地磁極位置連成的曲線叫 做極移曲線。 這種極移只是一種表觀現(xiàn)象，而不是真實的過程。據(jù)推斷， 真實的過程可能是各大陸在地球上的相關位置在不同地質(zhì)年代 中發(fā)生了變動。不同的大陸運動情況不同，各自得出的極移曲 線的形狀和走向也就不同 。古地磁極移第一次為地殼水平運動 提供了有力的證據(jù)，從而導致了沉寂多年的大陸漂移學說的復 活和板塊大地構(gòu)造學說的建立。 從巖石磁性測量發(fā)現(xiàn)的另一個關于古地磁場特征

38、的事實是 地磁極性倒轉(zhuǎn)。古地磁極移和地磁極性倒轉(zhuǎn)是古地磁學的兩大 研究成果。 印度印度德干高原德干高原 （六）聯(lián)合古陸的重建與大陸漂移的過程 Diety和Holden重建了魏格納關于聯(lián)合古陸的構(gòu)成。 在200Ma前聯(lián)合古陸沿著一些裂隙開始破裂，其時代 與破碎帶的熔巖年齡相當。經(jīng)過20Ma的分裂漂移后， 勞亞古陸與岡瓦納古陸分離并作順時針旋轉(zhuǎn)，在南 北美洲間發(fā)育一條洋脊。海底由該洋脊擴張，各大 陸隨之分離運移開去，另一條洋脊使南美和非洲與 岡瓦納古陸的其余部分發(fā)生分離，同時印度洋與南 極大陸分開。 經(jīng)過65Ma的大陸漂移，大西洋北部和印 度洋不斷擴展，特提斯海在其東端逐漸 閉合，歐亞大陸相對于非

39、洲向西滑動， 一條斷裂帶開始使南美和非洲分離，起 初可能類似于東非大裂谷一樣的一條裂 谷，后演變成類似紅海的狹長海。 在65Ma前，南大西洋展寬與北大西洋連 接，但未延伸到北極地區(qū)。美洲兩大陸 已經(jīng)向西漂移很遠，勞亞古陸繼續(xù)作順 時針轉(zhuǎn)動，非洲作逆時針運動向北漂移， 使特提斯海的東端閉合，同時產(chǎn)生巨大 的壓應力和剪應力，導致造山運動，期 間馬達加斯加沿著一條新斷裂與非洲分 開，印度繼續(xù)向北運動。 距今65Ma以來，洋中脊和海溝體系得到 調(diào)整，大西洋中脊擴展進入北冰洋，澳 大利亞大陸與南極大陸分離向北漂移， 美洲兩大陸被主要有火山噴發(fā)造成的地 峽連接，特提斯海東端完全閉合，形成 地中海；印度洋中

40、脊分支的延伸形成紅 海，印度次大陸因與亞洲大陸相撞形成 喜馬拉雅山和青藏高原。 一、海底擴張說誕生的背景 二、海底擴張說的提出及其要點 三、海底擴張說的證據(jù) 一、海底擴張說誕生的背景 第二次世界大戰(zhàn)期間及其后來，由于軍事和尋 找海底礦產(chǎn)資源等目的，人們對海洋進行了許 多考察工作，獲得了大量有關海洋地質(zhì)及地球 物理資料，使人類第一次了解了海底的基本情 況。 尤其是調(diào)查船上裝備了自動記錄的回聲測深儀， 以及開展了大洋區(qū)的地震探測工作以后，人們 對于洋底地形和洋底地殼又有了不少新的認識。 地震資料表明，洋殼的表層，即沉積層非常之 薄，平均不過0.5 km。 即使以每千年沉積一毫米的最低沉積速度 計算

41、，只要大洋存在過20億年，其底部就應當 有2 km厚的沉積物。但事實上洋底沉積層卻是 如此之薄。而且，通過對大洋裂谷及斷裂帶的 基巖崖壁處的拖挖采樣，到60年代開展深海鉆 探以前，在洋底尚未發(fā)現(xiàn)老于白堊紀的巖石。 假如大陸和海洋的位置固定不變，那么，洋底 的年齡就應當與大陸一樣老，洋底也應該積累 起巨厚的沉積地層，但事實卻完全相反。這就 不能不令人想到，大洋和洋底可能是變動著的。 50年代晚期發(fā)現(xiàn)了縱貫世界大洋洋底的大洋中 脊和裂谷體系。 大洋中脊的面積超過陸地面積的一半，它 是世界上最長最大的山系，無疑也是地球上最 重要的構(gòu)造單元之一。 海洋地球物理調(diào)查結(jié)果還表明，大洋中脊裂谷 系屬于張性構(gòu)

42、造。它既是強烈的地震帶，又具 有顯著的高熱流值，暗示中脊軸部是高溫地幔 物質(zhì)上涌的地方。 根據(jù)研究大陸而建立的傳統(tǒng)地質(zhì)學，已經(jīng) 無法解釋新發(fā)現(xiàn)的一系列海底地形、地質(zhì)及地 球物理現(xiàn)象。顯然，地球科學理論上的一場重 大革新已經(jīng)迫在眉睫。一大批地質(zhì)及地球物理 學家紛紛開始探索海洋考察所提出的新問題， 這一探索熱潮導致了海底擴張說的誕生。 二、海底擴張說的提出及其要點 (一)海底擴張說的提出 美國的迪茨(Deitz)和赫斯（Hess）分別在1961年、 1962年發(fā)表論文，提出了海底擴張說。赫斯的論文叫洋 盆的歷史。 大陸是被動地由地殼的水平運動將其從對流源區(qū)傳送 到它潛沒的地方。新洋殼在大洋中脊(或

43、中隆)生成，在那 里由于較熱巖石的密度較低，熱地幔物質(zhì)使大洋中脊(或 中隆)的地形升高。在大洋中脊(或中隆)，地表巖石因張 力而破裂，裂谷則被來自地幔的新火山物質(zhì)所充填，洋底 因此而擴張，猶如在傳送帶上一樣。 在對流體匯聚處，洋殼被下拖形成海溝。 這些下降流即擠壓部位之所在，以伴有海溝的 山脈和火山弧為標志。由較輕的富硅巖石堆積 建造起來的大陸，在海溝則未被向下拖曳，而 是堆積或上沖成為山脈。當俯沖的冷卻物質(zhì)破 裂時，在海溝下面的深處便發(fā)生地震。 迪茨針對這一總的過程，創(chuàng)造了“海底擴 張這一術(shù)語，以描述主要與洋底生成和消 亡過程有關的理論 ( (二二) )海底擴張說的要點海底擴張說的要點 1大

44、洋巖石圈因密度較低，浮在塑性的軟流圈之上，是可以漂移的。 2由于地幔溫度不均勻而導致密度不均勻，結(jié)果在軟流圈或整個地幔中 引起對流。較熱的地幔物質(zhì)向上流動，較冷的則向下流動，形成環(huán)流。 3大洋中脊裂谷帶是地幔物質(zhì)上升的涌出口，不斷上涌的地幔物質(zhì)冷凝 后形成新的洋底，并推動先形成的洋底逐漸向兩側(cè)對稱地擴張。先形 成的老洋底到達海溝處向下俯沖，潛沒消減在地幔中，成為軟流圈的 一部分。因此，洋底始終處于不斷產(chǎn)生與消亡的過程中，它永遠是年 輕的。 不同的洋區(qū)，海底擴張可以有兩種情況：一種情況是 洋脊兩側(cè)的洋底連同與其焊接在一起的相鄰大陸馱在 軟流圈上被動地隨地幔對流而向同一方向移動。 這樣，隨著新洋底

45、不斷生成和向兩側(cè)擴展，新生的大 洋不斷張開，兩側(cè)的大陸則逐漸漂離。象大西洋這樣 寬的大洋，在速度為每年數(shù)厘米的海底擴張作用下， 大約一、二億年便可形成。所以，大西洋中脊和印度 洋中脊的裂谷系不但是生長新洋底的場所，同時也是 大陸漂移的源地。 另一種情況是，當洋底擴展移動至洋緣的海溝處，向 下俯沖潛沒，重新返回到地幔中。這時，洋底并不推 動相鄰的大陸向兩側(cè)漂離，相反，大陸逆掩于洋底俯 沖帶上。 如太平洋是一個古老遼闊的大洋，其洋底處在不斷新 生、擴展和潛沒的過程中，好似一條運動不息的傳送 帶，大約兩億年左右洋底就可以更新一次。這就決定 了洋底沉積物總厚度不大，并且缺少更老年代的巖石。 因此，不管

46、是新生的大西洋和印度洋，還是古老的太 平洋，它們的洋底地殼都相當年輕，不老于中生代。 三、海底擴張說的證據(jù)三、海底擴張說的證據(jù) (一)古地磁學的論證 (二)深海鉆探所揭示的海底年齡 (三)轉(zhuǎn)換斷層的發(fā)現(xiàn)和證實 (一一)古地磁學的論證古地磁學的論證 1地磁場轉(zhuǎn)向和古地磁年表 地球是個磁性體，有磁北極和磁南極，猶如有一巨型 磁棒穿插地球，并通過球心，在其周圍空間形成一個巨 大磁場。地磁測量資料表明，地磁場的方向與強度除了 因太陽輻射及地震等原因有短期變化外，還有微弱而持 續(xù)的長期變化。 具有重大意義的是，通過對巖石剩余磁性的研究，發(fā) 現(xiàn)地質(zhì)歷史中地球磁場的極向每隔幾萬年或幾十萬年就 交替一次，即地

47、球的磁北極變成磁南極，磁南極變成磁 北極，此稱地磁場轉(zhuǎn)向。在地質(zhì)歷史中，若地磁南、北 極的方向與現(xiàn)在一致，稱為正向；反之，則稱反向。 在最近340萬年期間 地磁場有三次重要轉(zhuǎn) 向。 經(jīng)過仔細研究后還 發(fā)現(xiàn)，在這些持續(xù)時 間較長的磁極時期中 還有多次時間較短(以 萬年計)的轉(zhuǎn)向。一般 將保持一定的地磁極 性的大階段稱為期， 每個期內(nèi)的短期轉(zhuǎn)向 時間稱為事件。 2海底磁異常條帶 隨著核子旋進磁力儀的出現(xiàn)，海上地磁測量工 作迅速展開，至50年代后半期，英國學者梅森 (RMason)首先發(fā)現(xiàn)東北太平洋洋底存在著條帶狀 (或線形)磁異常。 通常，將海上磁測所測得的海底磁場強度值減 去正常磁場強度值，即為

48、該區(qū)的磁異常。海底磁異 常條帶大體上平行于大洋中脊的軸線延伸，正、負 異常相間排列并對稱地分布于洋中脊的兩側(cè)。 1963年，英國劍橋大學年輕的海洋物理學家瓦 因和馬修斯 (Vine and Matthews，1963) 提出 了著名的瓦因一馬修斯假說，用以解釋海底磁 異常條帶的成因。 他們把海底擴張說同有關古地磁轉(zhuǎn)向史的研究 成果結(jié)合起來，提出海底磁異常條帶是在地球 磁場不斷轉(zhuǎn)向的背景下，由沿洋脊裂谷帶涌出 的玄武巖漿冷卻時所獲地球磁場中的熱剩磁的 磁化作用而形成 。 從海底擴張的假定出發(fā)，洋中脊的裂谷帶是洋殼巖石 增生的地方，新形成的洋底玄武巖在這里則要被撕裂 為兩半，各自位于脊軸的兩側(cè)并相

49、背運動。 這就意味著洋底應該是由一系列相繼形成的玄武巖條 帶組成，而且脊軸兩側(cè)的玄武巖條帶應對稱分布，其 年齡由脊軸向兩側(cè)逐漸變老。 與海底擴張作用進行的同時，高溫的地幔物質(zhì)不斷沿 大洋中脊當它軸部上涌冷凝形成新的洋底，冷大洋中 脊軸部上涌冷凝形成新的洋底，當它冷卻經(jīng)過居里點 時，新生的洋底玄武巖便會按當時地磁場的方向而被 磁化。 因此，只要地磁場在反復轉(zhuǎn)向，洋底又不 斷地沿中脊軸新生和擴張，那么就必然會形成 一條條正向磁化和反向磁化相間排列的海底磁 性條帶。 實際上，擴張著的海底正如錄音磁帶那樣 記錄著地磁場轉(zhuǎn)向的歷史。反之，磁化方向正 反交替的洋底玄武巖條帶所記載的地磁場變化 的信息，又成

50、為海底擴張的有力佐證。 1963年，英國1963年，英國 劍橋大學的凡劍橋大學的凡 因（Vine）和因（Vine）和 導師馬修斯導師馬修斯 （Matthews）（Matthews） 發(fā)表了論文發(fā)表了論文 “關于洋脊磁“關于洋脊磁 異?！?，正確異?！?，正確 地解釋了磁異地解釋了磁異 常條帶對稱分常條帶對稱分 布與海底擴張布與海底擴張 的關系，吹響的關系，吹響 了地學革命的了地學革命的 號角。號角。 海底磁條帶海底磁條帶 瓦因和馬修斯關于海底磁異常形成的假說瓦因和馬修斯關于海底磁異常形成的假說 至60年代中期，新涌現(xiàn)的大量資料成功地支持了瓦因 和馬修斯假說。 l965年瓦因和威爾遜(Vine an

51、d Wilson，1965)以及瓦 因(Vine，1966)用地磁極性轉(zhuǎn)向年表對比海底線性磁 異常類型，詳細研究了東北太平洋溫哥華島外胡安德 富卡洋脊上的磁異常，發(fā)現(xiàn)其海底正、負磁異常條帶 的寬度與地按德富卡洋脊上的磁異常，發(fā)現(xiàn)其海底正、 負磁異常條帶的寬度與地磁場轉(zhuǎn)向期和事件的持續(xù)時 間長短成正比關系。 當海底擴張速率不變時，正如瓦因一馬修斯假說所預 期的，其比例系數(shù)即是海底擴張速率。如果假定一個 合適的擴張速率，根據(jù)瓦因一馬修斯假說和已知的地 磁場轉(zhuǎn)向年表，可以在理論上計算出海底磁異常剖面。 胡安德富卡洋脊的 實測磁異常剖面與據(jù) 瓦因一馬修斯假說得 出的理論剖面的對比 這一成果，最先是由瓦

52、 因在1966年發(fā)表的，由 于其邏輯嚴密、計算精 確，理論與實際數(shù)據(jù)高 度吻合，這在地學歷史 上是空前的，因而成為 當時地學界的“轟動事 件。 海底磁異常條帶的確立不僅證明了海底 擴張的存在，而且將某一玄武巖磁性條 帶的寬度除以該條帶的時間跨度還可求 出海底擴張的速率，大約是每年數(shù)厘米。 目前海底擴張的速度是：大西洋l2.25 cm/a；印度洋l2.2 cm/a；太平洋l 4.9 cm/a。 3海底沉積物磁化方向的測定 60年代中期的另一重要研究進展就是 對海底沉積物磁化方向的測定，其結(jié)果 不僅證明了當時根據(jù)大陸地質(zhì)資料建立 起來的古地磁年表的可靠性，同時也證 明了海底擴張的存在。 深海沉積物

53、的特點是緩慢、均勻、持續(xù)不斷地 進行著沉積，其沉積速率在相當長的時間內(nèi)幾 乎固定不變。由于深海區(qū)沉積速率極小，十余 米長的沉積巖芯往往代表著數(shù)百萬年的沉積歷 史； 另外，深海沉積物在沉積過程中亦會在當時地 磁場作用下被磁化，因而能夠在垂向上留下正、 反磁化方向的記錄。只不過沉積層的磁化強度 要比其下的洋底玄武巖弱得多，所以盡管洋底 覆有數(shù)百米至上千米厚的沉積層，仍然不會干 擾對大洋基底磁異常的測定。 運用靈敏度很高的磁力儀則能把各段沉積巖芯 的磁性方向測定出來。對不同大洋區(qū)深海沉積 物磁化方向的研究表明，在沉積巖芯中均交替 出現(xiàn)正向和反向的磁化段，各層厚度比恰好與 古地磁年表的時間間隔比值一致

54、。 除了兩者折算比值(決定于沉積速度)因地而異 外，其它各方面都可一一對比，包括與海底正、 負磁異常條帶的對比。如果沒有沉積間斷的話， 從沉積巖芯的磁性方向分析，地磁場的極性倒 轉(zhuǎn)則是發(fā)生在幾千年的時期內(nèi)。 深海沉積巖芯的極性對比深海沉積巖芯的極性對比 即有三種磁性測量數(shù)據(jù)： 一是從大陸上熔巖測得的地磁場轉(zhuǎn)向年表中的時 間間隔，涉及到幾萬年或幾十萬年的時間； 二是洋底磁異常條帶的寬度，涉及到幾公里或幾 十公里的水平距離； 三是深海沉積巖芯中正、反磁化段的厚度，涉及 到幾厘米到幾米的垂直長度。 這三種相互獨立的不同尺度竟然都以等同的比例 變化著，這種定量的關系當然不可能是偶然的，它不 僅確證了地

55、磁場的頻繁倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，同時也說明地磁場 的反復倒轉(zhuǎn)一方面在大陸熔巖的噴溢過程中被記錄下 來，另一方面也在海底擴張和海底沉積物的沉積過程 中被記錄下來。 (二二)深海鉆探所揭示的海底年齡深海鉆探所揭示的海底年齡 1海底等時線 1968年，美國拉蒙特地質(zhì)研究所的海茨勒等 (Heirtzler et al，l968)在假定南大西洋海 底擴張速率不變的情況下，研究了脊軸兩側(cè)洋底 的一系列磁異常條帶。廣布于洋底的磁異常條帶， 其界限也就成為洋底的等時線，或者說仿佛構(gòu)成 了洋底的年輪。 自大約8000萬年以來，曾發(fā)生過 l71次地磁場倒轉(zhuǎn)。為了便于對 比以及稱呼上的方便，海茨勒等 將其中關鍵性的磁異常統(tǒng)一編號， 編成32個磁異常，中脊頂峰為一 號磁異常，號數(shù)越大代表的年代 越老，每一個磁異常都有它相應 的年齡。 2海底擴張速率及其差異海底擴張速率及其差異 既然海底磁異常的年齡 是已知的，而各海底磁異常 條帶的寬度或它們之間的距 離是可以測出來的，將它們 之間的距離除以它們之間的 年代間隔，便可得出當時該 海區(qū)的平均海底擴張速率。 擴張速率的差異，明顯地影響到洋中脊的 地形。例如，發(fā)育中央裂谷并有較大起伏地形 的洋脊通常與慢速擴張有關。大西洋和西北印 度洋內(nèi)的脊峰，擴張速率