大地構造課件第三講：大陸漂移和海底擴張

主講：xxx地球科學學院大地構造學第三講：大陸漂移和海底擴張學說第二章大陸漂移和海底擴張學說第一節(jié)大陸漂移說主張地球表層存在大規(guī)模水平運動的活動論觀點，首先是以大陸漂移的形式公布于世。簡樸的大陸漂移見解可一直追溯到幾個世紀以前。法國學者斯納德（A.Snider,1858)、美國地質(zhì)學家泰勒（F.B.Taylor,1910)等曾論證過大陸漂移。不過一般公認德國氣象學家和極地探險家魏格納是大陸漂移的創(chuàng)始人。一、大陸漂移說的基本內(nèi)容魏格納假設地球上所有的大陸在中生代以前（180Ma)曾是一統(tǒng)一的巨大陸，稱為聯(lián)合古陸或泛大陸（Pangaea)，中生代以來，聯(lián)合古陸分裂，它的碎片——即現(xiàn)代的各大陸逐漸漂移到目前所處的位置上(大陸漂移過程圖）。由于大陸原來是一大塊，所以以前根本不存在大西洋、印度洋，而只有圍繞泛大陸的廣闊海洋——泛大洋（古太平洋），以后大陸分離，形成了大西洋和印度洋，泛大洋收縮而形成現(xiàn)今的太平洋。較輕的硅鋁質(zhì)大陸塊就象大冰山一一樣沉浮在較重的硅鎂質(zhì)巖漿里，，大陸就在硅鎂層上漂移著，當大陸漂移時，前方的洋底被大陸所掩蓋，后方的硅鎂層洋底不斷地露出來。大陸漂移的驅(qū)動力是與地球自轉(zhuǎn)有關的兩種力：向西漂移的力和指向赤道的離極力。岡瓦納大陸勞亞大陸大陸漂移的過程(Wegener,1922)二、大陸漂移的證據(jù)1、大陸的拼合2、古生物的證據(jù)3、地質(zhì)構造方面的證據(jù)4、古冰川證據(jù)5、古氣候證據(jù)大西洋兩岸輪廓有驚人的相似性(據(jù)E.J.Tarbuck,1987)大陸拼合證據(jù)E.C布拉德等用計算機方法對美洲、非洲和歐洲進行了大陸的拼合（以陸殼的邊界，即大陸坡的附近坡腳為準）大陸拼合證據(jù)古生物的證據(jù)地質(zhì)構造方面的證據(jù)地質(zhì)構造方面的證據(jù)古冰川證據(jù)古氣候證據(jù)石炭紀聯(lián)合古陸上古冰川（E)、煤（K)、石膏(G)、巖鹽(S)、沙漠砂巖(W)的分布三、大陸漂移的衰落大陸漂移的問世，在國際地學界掀起了軒然大波，一些人熱烈贊同、深入探討，一些人激烈反對，斥為謬論。自此以后，活動論和固定論逐漸出現(xiàn)了兩軍對壘、激烈論戰(zhàn)的局面。魏格納大陸漂移說的根本弱點，在于大陸漂移的機制方面。當時以英國著名學者杰弗里斯（Jefferys,1924)為首的一大批地球物理學家堅決反對大陸漂移說，他們斷言，洋底是堅硬的，大陸象船一樣航行在洋底或硅鎂層之上是根本不可能的，同時離極力太小，不足以推動深厚龐大的陸塊三、大陸漂移的衰落就這樣，當時的許多地球科學家抓住大陸漂移說的某些缺點和錯誤，結果把合理的內(nèi)核也拋棄掉了。當1930年魏格納在格棱蘭探險遇難后，所創(chuàng)立的大陸漂移說也隨著衰落了。后來古地磁研究決定性地推動了大陸漂移說，包括大陸之間的相對位移的確定（磁極移曲線）和古大陸重建（不同時期的古大陸重建圖），并用新的理論來解釋大陸漂移的機制。第二節(jié)海底擴張學說大陸漂移說的提出，很圓滿地解釋了大陸上的很多地質(zhì)現(xiàn)象，沖擊了固定論。但這一假說所提示的運動缺乏圓滿的機制，地球物理學家研究證實，硅鋁層在硅鎂層上漂移是不可能的，最后大陸漂移學說徹底衰落。而海底擴張的提出徹底沖破了固定論，使人們對海洋地質(zhì)和大洋演化有了全新的認識，為板塊構造理論的提出做了鋪墊。海底擴張學說的提出，主要基于二十世紀五、六十年代地質(zhì)調(diào)查的新發(fā)現(xiàn)，特別是洋底地質(zhì)調(diào)查的新發(fā)現(xiàn)。一、地質(zhì)調(diào)查的新發(fā)現(xiàn)五、六十年代前后，國際地科聯(lián)組織進行了全世界大規(guī)模的海洋地理、地球物理和地質(zhì)的調(diào)查和研究工作，以及二戰(zhàn)海洋探測資料的公開，對于海洋有了許多新的發(fā)現(xiàn)，這些發(fā)現(xiàn)和以前人們對海洋的設想完全不同，或完全出乎意料。這些現(xiàn)象有地形地貌方面的，也有地質(zhì)和地球物理方面。1、洋底地形的新發(fā)現(xiàn)洋底地貌探測結果表明，洋底并非過去人們所想象的那樣是簡單的深海盆地，而是和陸地一樣高低不平（洋底地形主要單元示意圖），而且存在三種特殊類型的地形。⑴在大洋中發(fā)現(xiàn)了綿延很長的海嶺系統(tǒng)，規(guī)模比陸地上的任何山脈都要巨大⑵洋底地貌另一醒目的地貌形態(tài)就是海溝及其附近的島弧，組成弧-溝體系（參見太平洋洋底地形圖和海溝分布圖）⑶洋底存在一系列的平頂火山（參見太平洋洋底地形圖）

一、地質(zhì)調(diào)查的新發(fā)現(xiàn)

●大洋海嶺霜系統(tǒng)：中即脊與中隆大西洋留、印度毀洋和北窩冰洋的狗海底山砌脈稱中麗脊（大西洋災洋底地睛形圖，滑洋底地廈形單元學示意圖軍、全球房誠洋中脊辨分布圖移、大洋固中脊的胞裂谷系睡統(tǒng)剖面餓圖），脊上通期常有一狹鋼窄裂谷，澡有活火山裙（如冰島貓）、淺源欄地震，表焰明正在活均動；東太梳平洋海底降的山脈稱潑作中隆，婆比較簡單路，未發(fā)現(xiàn)虜裂谷（太平洋封洋底地餡形圖）肢。大西洋賴洋底地帥形（據(jù)E.J瘡.T亭arb客uck次,19己87)太平洋洋底地密形（據(jù)E.J能.T蠻arb窯uck熄,19叉87)全球海溝尋分布圖●弧溝體采系●平頂火山2、陸殼霧和洋殼乖厚度、奏結構存顛在很大核的差異節(jié)（圖）3、貝尼奧薦夫帶的發(fā)紗現(xiàn)（圖）1954年貝尼悶奧夫根據(jù)距環(huán)太平洋乳震源深度瓜從大洋向糧大陸方向隙有規(guī)律地奸增大的現(xiàn)拖象，提出決海溝下面款存在一向厘大陸傾斜劇的地震帶麥，即貝尼躬奧夫帶，凱這意味著砌大陸和大遮洋之間存斤在相互運梳動。4、大陸之瘋間存在相枕對位移二十世酬紀六十缸年代，Runc喘on根據(jù)磁極移業(yè)曲線，發(fā)現(xiàn)歐藥洲和北美蒼在地史期季間存在大互規(guī)模的相醫(yī)對位移。一、地侮質(zhì)調(diào)查甩的新發(fā)題現(xiàn)陸殼洋駛殼差異乎圖貝尼奧夫辛帶貝尼奧夫汁帶歐洲和北菊美的磁極淹移曲線指柜示兩個大球陸存在大價規(guī)模的水地平運動磁極移伯曲線二、海亦底擴張敢學說要旋點新發(fā)現(xiàn)子的現(xiàn)象稅用傳統(tǒng)脖的地質(zhì)允理論無匹法理解皆。到六垃十年代診初，Hess和Diet朗z重新提出龜了對大陸化漂移這一填活動論思要想的再認妨識，提出蕩了海底擴鳴張的假說墨（海底擴丙張假說黃示意圖）。用動今畫來說明墓海底擴張聚的基本理金論[海底擴色張的動盲畫]。他們認膊為上述肥互不相醉關的發(fā)功現(xiàn)可以效用海底片擴張和震地幔對朽流來統(tǒng)手一解釋棚，在《大洋盆地攀的歷史》這一論乳文中闡益述了這我一新的峰理論。志其要點撒如下：●大洋中脊朽（或中隆豎）是地幔蝕對流物質(zhì)禽上升、不本斷形成新杯洋殼的地身帶，洋殼法在中脊連傭續(xù)產(chǎn)生而叮把大陸向睜兩側推開燭（圖）；●在地球滾體積基鼻本不變腳的假定擦條件下矛，必須銀有一部忘分洋殼嘩在地表貝的另一稅地區(qū)等掃速銷毀濟，洋殼諷就在貝葉尼奧夫親帶重新每插入地劫幔（圖）●根據(jù)有補關證據(jù)而，海底魚擴張的隆速度為2cm/昆a，這就沸意味著訊占地球則表面j積2/3的大洋殼逼是在地球籍歷史5%的時間難內(nèi)（2億年）括內(nèi)形成絹的，即登大洋是熄年青而嶄短命的雞。另一旬方面，危大陸盡撲管永遠須存在，舉但卻只腔是被動搞地被拉越開、合監(jiān)攏或彼蘿此華裔旬，各大魚陸仿佛慈坐在傳乖送帶上匙，在對哄流層上節(jié)漫漫移寨動?！窈５讛U張堤最主要的連動力是地沙幔物質(zhì)的擊對流（圖）海底擴張奇學說要點新的大洋域殼不斷地鞭從洋中脊助生成，把撥已生成的涼洋殼推開送，這樣海啞底不斷擴絨張三、海灑底擴張狗學說的慮驗證海底擴暢張學說頁提出以脊后，進略一步的殿實踐顯存示出這鐮一學說藏強大的麻生命力勝。一系釣列的新核發(fā)現(xiàn)和儉海底擴線張理論豬所預測玩的相符熊。對海而底擴張藝說的驗尼證最主頁要的可照概括為叼以下兩獻個方面鎖：1、洋底磁患異常條帶2、洋底龜沉積物矛、洋殼跡年齡以但及熱流刮量變化鉤的相關騙性●磁異常葡條帶Man志son首先在爺東太平比洋發(fā)現(xiàn)寺磁異常珠條帶[磁異常肉條帶圖]，一直天沒有得宣到很好同的解釋撒。Vine和Matt乏hews把磁異常汁條帶和海蠻底擴張聯(lián)第系起來（海底擴張藍形成磁異慈常條帶的給圖片），很好需地解釋了每磁異常條罵帶的成因衣，并據(jù)此糕異常了未務知區(qū)域的總磁異常條講帶，并得羊到了證實半（錄象）涼。這為海夜底擴張理鋼論提供了時很充分的匆證據(jù)。三、海底縮慧擴張學說層的驗證實測磁來異常條敘帶實例瓦因——馬修斯磁沸異常條帶晝成因假說瓦因——馬修斯乏磁異常篩條帶成莖因假說●洋底沉積虛物、洋殼姑年齡以及倍熱流量變醒化的相關墾性1964年以來的基深海鉆探獎證實，洋忌底沉積物伸從中脊向嗽兩側從無澆到到有，磁逐漸加厚