04岩石构造组合与板块构造(2015)
板块构造的基本原理
板块构造的基本原理地球的岩石圈并不是一个整体，而是由许多大型板块构成，这些板块在地球表面移动和相互作用。
本文将介绍板块构造的基本原理，主要包括以下方面：岩石圈板块概念、板块边界类型、板块移动和漂移、板块内构造和变形、板块俯冲和碰撞、板块构造与地球动力学以及板块构造与成矿作用。
岩石圈板块概念岩石圈板块是地球表面的大型地质单元，由地壳和上地幔顶部组成。
它们通常被称为“板块”，因为它们在地球表面移动并与相邻板块相互作用。
板块的尺寸可以从几百千米到数千千米不等，地球上的岩石圈可以划分为数个不同的板块。
板块边界类型板块之间的边界类型主要有以下三种：(1) 洋脊：这是两个板块分离形成的长条形区域，通常沿着这个区域可以找到高热流值的地带。
(2) 海沟：当一个板块俯冲到另一个板块下方时，会形成深而狭窄的海沟。
这些海沟通常伴随着火山活动和地震。
(3) 缝合线：这是两个板块碰撞并融合在一起的地方，通常会形成山脉和地震。
板块移动和漂移板块在地球表面的移动和漂移是由地幔的流动和地球的自转引起的。
板块的运动速度很慢，每年只移动几厘米。
板块的运动方式和驱动力主要是由地球内部的热能、重力能和地球的自转能共同作用。
历史上的板块运动导致了地球表面的地形和气候的演变。
板块内构造和变形在板块内部，地壳和地幔的变形和构造是复杂的。
在板块内部可以观察到地壳的抬升和下沉，以及地震活动和火山活动。
这些活动主要由地壳和地幔的密度差异、地壳应力以及地球的自转等因素引起。
板块俯冲和碰撞当两个板块相互碰撞时，会发生俯冲和碰撞。
俯冲是指一个板块俯冲到另一个板块下方，而碰撞是指两个板块在缝合线处融合。
这些过程会导致大规模的地震和构造运动，例如山脉的形成和地壳的抬升。
地球深处的作用力和能量在这些过程中起着关键作用。
板块构造与地球动力学板块构造与地球动力学密切相关。
地球动力学是研究地球内部运动和演化的学科，而板块构造研究的是地球表面的大型地质单元。
这两个领域的交互作用体现在地震学、地质学和地球物理学中。
板块构造学说的内容
板块构造学说是在大陆漂移学说和海底扩张学说的基础上提出的。
根据这一新学说，地球表面覆盖着内部相对稳定的板块（岩石圈），这些板块确实在以每年1厘米到10厘米的速度在移动。
由于地球表面积是有限的，地球板块分类为三种状态：其一为彼此接近的汇聚型板块边界；其二为彼此远离的分离型板块边界；其三为彼此交错的转换型板块边界。
板块本身是不会变形的，地球表面活动便都在这三种状态下集中发生。
1968年，剑桥大学的麦肯齐（D.P.Mckenzin）和派克（R.L.Parker），普林斯顿大学的摩根（W.J.Morgan）和拉蒙特观测所的勒皮雄（X.Lepichon）等人联合提出的一种新的大陆漂移说--板块构造学说，它是海底扩张学说的具体引伸。
板块构造学说是在大陆漂移学说和海底扩张学说的理论基础上，又根据大量的海洋地质、地球物理、海底地貌等资料，经过综合分析而提出的学说。
因此有人把大陆漂移说、海底扩张说和板块构造说称为全球大地构造理论发展的三部曲。
板块构造学说是近代最盛行的全球构造理论。
这个学说认为地球的岩石圈不是整体一块，而是被地壳的生长边界海岭和转换断层，以及地壳的消亡边界海沟和造山带、地缝合线等一些构造带，分割成许多构造单元，这些构造单元叫做板块。
全球的岩石圈分为亚欧板块（又译“欧亚板块”） [1] 、非洲板块、美洲板块、太平洋板块、印度洋板块和南极洲板块，共六大板块。
其中太平洋板块几乎完全是在海洋，其余五大板块都包括有大块陆地和大面积海洋。
大板块还可划分成若干次一级的小板块。
这些板块漂浮在“软流层”之上，处于不断运动之中。
一般说来，板块内部的地壳比较稳定，板块与板块之间的交界处，是地壳比较活动的地带，地壳不稳定。
地球表面的基本面貌，是由板块相对移动而发生的彼此碰撞和张裂而形成的。
在板块张裂的地区，常形成裂谷和海洋，如东非大裂谷、大西洋就是这样形成的。
在板块相撞挤压的地区，常形成山脉。
当大洋板块和大陆板块相撞时，大洋板块因密度大、位置较低，便俯冲到大陆板块之下，这里往往形成海沟，成为海洋最深的地方；大陆板块受挤上拱，隆起成岛弧和海岸山脉。
大洋地壳的构造与岩石组成
地球化学分析技术
岩石地球化学分析
01
通过对采集的岩石样品进行化学成分分析，了解地壳内岩石的
组成和演化历史。
微量元素分析
02
通过分析岩石中微量元素的种类和含量，推断地壳内物质来源
和地壳形成过程。
同位素分析
03
利用同位素示踪技术，研究地壳内物质的演化过程和来源，揭
示地壳形成和演化的历史。
深海钻探技术
05
CATALOGUE
大洋地壳的研究方法与技术
地球物理探测技术
地震反射/折射法
利用地震波在不同地层中的传播速度差异，探测 地壳内部的结构和构造。
重力测量
通过测量地球重力加速度的变化，推断地壳内部 物质密度变化，进而了解地壳构造。
磁力测量
利用地壳内岩石磁性的差异，探测地壳的磁场异 常，推断地壳构造和地层分布。
。
玄武岩是构成大洋地壳的主要岩石之一，主要 由硅酸盐矿物组成，如橄榄石、辉石和斜长石 。
玄武岩的形成与地球的板块构造活动密切相关， 通常在板块边界处形成，例如洋中脊和海沟。
安山岩
安山岩是一种中性火山岩，也 是大洋地壳中的重要岩石之一
。
安山岩主要由斜长石、角闪石 和黑云母等矿物组成，具有较 高的含水性，通常在地表以火
大洋地壳的扩张与俯冲
大洋中脊
大洋地壳形成和扩张的主要区域，也是海底山脉的主要分布 区域。
海沟
大洋地壳俯冲进入地幔的主要区域，常常伴随火山活动和地 震。
02
CATA地下都有分布，通常在地表以 熔岩的形式出现，而在地下则构成地壳的主要
部分。
玄武岩的化学成分和矿物组成因地理位置和形成环境 的不同而有所差异，但总体上具有较高的铁和镁含量
岩石大地构造组合分析
(据张旗等，2001)
(据张旗等，2003)
一、几种重要的岩石大地构造组合
（一）蛇绿岩（套） （二）混杂堆积 （三）双变质带 （四）超高压变质岩（带） （五）复理石 （六）磨拉石
海沟俯冲带的增生楔
俯冲带杂岩
（二）混杂堆积
1、混杂堆积的概念 2、混杂堆积的分类 3、混杂堆积的成因 4、与滑塌堆积的区别
蛇绿岩的定义
蛇绿岩是由超镁铁质岩、辉长岩、 辉绿岩、枕状玄武岩和深海沉积层组成 的一套特殊的岩石组合，是古洋壳消减 后残存的碎块。蛇绿岩的存在，标志着 古洋盆的消失，因此是鉴别古俯冲带和 地壳缝合带的重要标志之一。
完整蛇绿岩套的保存条件
洋脊发生断裂，导致洋壳仰冲
在特殊条件下，洋壳仰冲到
上覆的陆壳板块之上。
蛇绿岩套
西南天山Pz2蛇绿岩
祁连山Pz1蛇绿岩
蛇绿岩的成因
关于蛇绿岩的成因模式为：洋脊扩张时， 地幔成分的物质沿扩张裂隙上涌，同时发 生玄武质岩浆的部分熔融，这种基性岩浆 在岩浆房中不断分异和固结，就依次形成 海底喷发的基性熔岩，贯入的席状岩墙， 以及堆晶的层带超基性岩、基性杂岩、分 异的终端产物还有淡色岩类（奥长花岗岩、 闪长岩等），而残留下来的物质则为方辉 橄榄岩、纯橄榄岩。
2、混杂堆积的分类
根据基质的性质，分为 （1）泥沙质混杂堆积（argillo-arenaceous melange） （2）蛇绿质混杂堆积（Ophiolitic melange）
3、混杂堆积的成因
形成于板块俯冲带，原地形成的海沟沉积 岩与俯冲的洋壳、地幔碎块刮下的远洋沉积物， 经构成混杂而成，是板块俯冲消减带的一个重 要标志。
岩石大地构造组合分析
岩石大地构造学
现代板块及其边界，在地震、热流、地貌等方面 都有明显的标志。对于已经消减、变动的古板块，则 只能通过地史中保存的地质记录（岩石）来识别边界 并再造其构造史。20世纪70年代迪金森（Dickinson） 提出了岩石构造组合（Petrotectonic assemblages） 的概念，强调在一定的板块边界和大地构造环境中发 育了特有的岩石组合。 当今科学发展的一个重要特点，是不同学科之间的 相互渗透交叉。地质学中的板块构造学、岩石学与地 球化学的发展，以及分析手段、测试精度的提高，在 总结岩石学特征与板块构造关系方面出现了一个介于 岩石学、大地构造学和地球化学之间的一个边缘学 科——岩石大地构造学（Petrotectonics）。
岩石圈演化与板块构造运动
岩石圈演化与板块构造运动岩石圈演化是地球上最重要的地质现象之一，而板块构造运动是其中的核心。
岩石圈演化与板块构造运动在地球历史的长河中扮演着至关重要的角色，不断塑造着地球的地理面貌，形成了各种各样的地质构造，同时也对地球上的生态环境产生着深远的影响。
板块构造运动是指地球上岩石圈（包括地壳和上部的一部分上地幔）的分裂、运动与聚合的过程。
根据板块运动的方向和方式不同，可以将其分为三种类型：边界运动、内陆运动和地震构造。
边界运动是板块运动中最常见和最显著的类型，也是地震、火山活动和地形变化的主要动力来源。
而在边界运动的过程中，地震和火山活动则是其最直接的体现。
地震是地球内部能量释放的结果，这种能量积蓄于地壳板块与板块之间的边界处。
当巨大的能量积累到一定程度时，就会导致地震的发生。
地震不仅可以释放能量，还会造成灾害性后果。
在地震过程中，地震波会传播到地球表面，引发山体滑坡、地面裂隙以及建筑物的倒塌等灾害。
因此，对地震的研究非常重要，可以帮助人们更好地了解地球的内部结构和运动规律，为防灾减灾提供科学依据。
火山活动则是地球内部能量释放和物质循环的另一种表现形式。
在板块边界处，岩浆从地幔上升并喷发到地表，形成火山。
火山不仅是地球上最美丽的自然景观之一，也是地球内部物质循环的重要途径。
当岩浆喷发到地表时，释放出来的热能和物质将被重新吸收和循环利用，为地球的生态系统提供了养分和能量。
除了边界运动，内陆运动也对岩石圈演化和地球面貌的形成产生了重要影响。
内陆运动主要包括地块抬升和下降，地壳变形和地壳漂浮等过程。
地块抬升和下降可以改变地面高度，形成各种各样的地形地貌，如高山、高原和盆地等。
地壳变形则是地球上地理构造差异的重要原因之一，常常导致断层、褶皱和地壳变形等现象的发生。
而地壳漂浮则是指感应地幔对地壳作用，导致地壳在地幔上漂浮运动。
总之，岩石圈演化与板块构造运动是地球历史中的重要地质现象。
从地震爆发到火山喷发，从地块的抬升下降到地壳的变形漂浮，它们共同塑造了地球的地形地貌，形成了丰富多样的地质构造。
岩石圈运动与板块构造
岩石圈运动与板块构造地球是一个充满谜团的地方，地质学家们花了几百年时间才逐渐勾勒出地球内部的奥秘。
其中一个重要的发现就是岩石圈运动与板块构造的关系。
本文将探讨在地球深处隐藏的岩石大陆之间的运动和相互作用，以及它们在地球表面上所产生的种种地质现象。
首先，我们需要了解什么是岩石圈和板块构造。
岩石圈是指地球的外部固态层，包括了地壳和上部的部分上地幔。
地球的表面由数十个岩石大陆组成，它们分布在整个地球表面。
而这些岩石大陆并非静止不动，而是在地球内部以不同的速度和方向进行着运动。
这种运动是由地球内部的“岩石流”推动的。
岩石流是由地球内部高温高压下物质的流动引起的。
这种流动将地球内部的能量转化为岩石圈的运动。
利用高科技的技术手段，地质学家们成功地找出了这些岩石流在地球内部的路径和运动方式。
岩石大陆之间的运动主要有三种类型：扩张、收缩和滑动。
扩张是指两个岩石大陆之间出现新的岩石质地，形成新的地壳。
而收缩是指两个岩石大陆逐渐靠近，最终发生碰撞和摩擦。
滑动则是指两个岩石大陆之间沿着共同的接触面滑动和相互移动。
这种运动给地球表面带来了许多重要的地质现象。
最显著的就是地震和火山喷发。
当两个岩石大陆之间发生扩张或收缩时，岩石圈会因为内部构造的变化而发生应力积累。
当这些应力积累到一定程度时，就会引发地震。
而火山喷发则是由于岩石大陆之间的运动造成地壳的撕裂，从而导致地下岩浆的喷发。
除了地震和火山喷发，岩石圈运动还会引起山脉的形成和地壳的隆升。
当两个岩石大陆发生收缩运动时，岩石圈中的岩石流会向上挤压地壳，形成高山山脉。
而当岩石流在地壳下升起时，地壳就会出现隆升现象。
这些现象的发生都是岩石圈运动的结果。
岩石圈运动和板块构造也直接影响着地球的气候。
当两个岩石大陆发生扩张运动时，新形成的地壳会随之上升，从而导致气候变暖。
而当两个岩石大陆发生收缩运动时，地壳下的岩石流就会向下压缩，导致地球表面温度下降。
这种相互作用使得地球的气候变化非常复杂。
板块构造理论
学说内容
1
地表构造
2
板块划分
3
边界及类型
4
转换断层
5
运动与演化
地表构造
板块构造的基本思想板块构造学说认为：地球表层的硬壳——岩石圈（或称构造圈），相对于软流圈来说是 刚性的，其下面是粘滞性很低的软流圈。岩石圈并非是整体一块，它具有侧向的不均一性，被许多活动带如大洋 中脊、海沟、转换断层、地缝合线、大陆裂谷等分割成大大小小的块体，这些块体就是所说的板块。换言之，整 个岩石圈可以理解为由若干刚性板块拼合起来的圈层，板块内部是稳定的，而板块的边缘和接缝地带则是地球表 面的活动带，有强烈的构造运动、沉积作用、深成作用、岩浆活动、火山活动、变质作用、地震活动，又是极有 利的成矿地带。其次，岩石圈板块是活动的，是围绕着一个旋转扩张轴在活动的，并且以水平运动占主导地位， 可以发生几千千米的大规模的水平位移；在漂移过程中，板块或拉张裂开，或碰撞压缩焊结，或平移相错。这些 不同的相互运动方式和相应产生的各种活动带，控制着全球岩石圈运动和演化的基本格局。总之，板块构造说是 海底扩张说的发展和延伸，而从海底扩张到板块构造，又促进了大陆漂移的复活。因此，人们称大陆漂移、海底 扩张和板块构造为不可分割的“三部曲”。
根据实地勘测，发现洋脊具有如下地球物理方面的特点：第一，洋脊为高地热流异常区。中央裂谷附近的热 流值常是深海盆正常值的2—3倍。第二，重力测量结果，中央裂谷一带常表现为重力负异常区。第三，地震波的 研究表明，在洋脊下方的地幔中，波速小于正常值，同时莫霍面不清，地壳有明显变薄的趋势。
学说复活
从60年代起，由于海洋科学和地球物理学等迅速发展，获得大量的有利于大陆漂移的论据，使大陆漂移的学 说得到复活。例如，当初魏格纳从地图上论证了大陆边界的拼合现象，1965年E.C.布拉德重新研究了这一问题。 他认为大陆的边界不应当以海岸线为准，而应当以大陆壳的边界即大陆坡的坡脚为准，并应考虑消除在大陆分裂 后陆壳的增建（例如非洲尼日尔三角洲沉积增建数百千米，第三纪和近代火山喷发熔岩形成冰岛及其它火山岛等） 和改造（如外力侵蚀海岸后退等）部分，然后利用电子计算机以数学方法进行拼接，终于取得令人满意的结果同 时，大陆拼接以后，在岩石、构造、地层、古生物等方面也应该对应连接在一起，这如同把一张报纸撕成碎片， 不仅可以按碎片形状拼合复原，而且复原后其上面的文字也应该是连贯的，在这方面也取得令人信服的结果。
地球的岩石圈与板块构造
地球的岩石圈与板块构造地球是我们生活的家园，它由多个层次组成。
其中，岩石圈和板块构造是地球科学中一项重要的研究内容。
本文将介绍地球的岩石圈和板块构造，并探讨它们对地球演化和地质灾害等方面的影响。
一、岩石圈的概念和组成岩石圈是地球上最外层的固体壳层，由岩石和矿物质组成。
它分为两个主要部分：大陆岩石圈和海洋岩石圈。
大陆岩石圈主要位于陆地上，由厚度较大的花岗岩和变质岩等组成；而海洋岩石圈主要位于海洋底部，由较薄的玄武岩等构成。
岩石圈的下部是流动的软流圈，称为“上地幔”。
岩石圈的厚度在不同地区有所变化，一般为30-100公里。
同时，岩石圈的边界也很重要，影响着地球的地质活动和板块构造。
二、板块构造的发现和理论板块构造是对地球上岩石圈不连续性的一种概念性描述。
板块构造理论最早由德国地质学家魏格纳提出，他在20世纪初指出，地球的岩石圈由许多大块组成，它们在地球表面上浮动并相互作用。
根据板块构造的理论，地球的岩石圈被分成了多个板块，它们之间以接近地球表面的层面上发生相对运动，包括“边界”，“断层”等地质现象。
这些板块的运动是由地球内部的物质循环、地幔对岩石圈的牵引和地壳破裂等因素共同作用的结果。
三、板块构造对地球的影响1. 地壳运动和构造地貌: 板块构造是导致地球表面地壳运动和构造地貌形成的主要原因。
板块之间的相对运动会导致地震和火山等地质灾害的发生。
例如，环太平洋地区是板块边界最活跃的地区之一，这里经常发生地震和火山喷发。
2. 地震和火山活动: 板块构造的发现和理论解释了地球上许多地震和火山活动的原因。
当两个板块相对运动时，它们之间的摩擦和冲撞会导致岩石的变形和能量的积累，最终导致地震的发生。
而板块边界上的火山则是由于板块俯冲或板块分离造成的。
3. 褶皱山脉和断层带: 板块构造也是造成褶皱山脉和断层带形成的原因。
当板块相对运动时，其中一个板块向上推压另一个板块，使中间的岩石形成褶皱。
而板块之间断裂的地方则形成断层，这些地方通常比较容易发生地震。
板块构造学说主要内容
板块构造学说1967年，提出了板块构造学说，成为地球科学史上的革命。
（1）大陆漂移（2）海底扩张（3）板块构造魏格纳提出的大陆漂移学说的主要内容：1.轻的硅铝质大陆漂浮在重的硅镁层之上，并在其上发生漂移；2.全球大陆在古生代晚期曾连接成一体，称为联合古大陆或泛大陆（Pangea)，围绕联合古大陆的广阔海洋称为泛大洋；3.从中生代开始，泛大陆逐渐破裂、分离、漂移，形成现代海陆的基本格局。
大陆漂移的证据：大陆边界的吻合、岩石和构造的拼合、生物学、古地磁学、古气候早在1620年，培根(Bacon, F)就发现大西洋两岸海岸线的相似性北大西洋两岸山脉可对比性阿帕拉契亚山脉向北消失于纽芬兰海滨，但年龄与地质构造均相当于不列颠群岛和斯堪的纳维亚。
岩石和构造的拼合北美、非洲和欧洲的古老岩石－构造线可以很好的对接南美与非洲古老岩石（老于20亿年）分布区可以很好的对应非洲西部高原的片麻岩年龄、构造线方向与南美洲巴西高原片麻岩的年龄、构造线方向一致。
古生物南美、非洲、印度、澳洲和南极洲在晚古生代期间生物具有相似性，表明他们连为一体，组成冈瓦纳（Gondwana）大陆动物变异性同样说明三叠纪后联合古陆开始分裂并各自漂移，逐渐形成现今的海陆分布格局。
古气候南澳大利亚Hallet Cove基岩上的冰川擦痕，指示冰川的运动方向古地磁学英国学者布莱克特和朗科恩通过测定已知时代岩石古地磁，进而推算其古地理位置，发现一些大陆的古地理位置与现今位置相差较远，证明古大陆曾发生漂移。
通过测定某大陆不同时代岩石的古地磁所反映的对应时代的磁极位置，并标示在地图上，并连接起来就形成了古地磁极移曲线。
极移曲线反映了古大陆漂移轨迹海底扩张一、洋脊的地质、地球物理特征1、洋脊是软流圈上涌出口，地温较高，密度小、波速低；（1）高热流异常区；（2）重力负异常区；（3）低速区。
2、沿洋中脊向两侧，地质地球物理特征具有对称性；基岩的风化程度向两侧逐渐加深；沉积层在洋中脊部位最薄，向两侧逐渐加厚；洋脊两侧正负磁异常条带具对称性；二、海沟的地质、地球物理特征1、存在负重力异常和负地形，显示重力不均衡，是强制下陷区；2、切穿岩石圈的巨型断裂；3、存在贝尼奥夫带及其相关的浅－中－深源地震的规律分布；三、海底岩石的年龄一最老的岩石年龄不早于侏罗纪，即不早于2亿年，远比大陆上最古老的岩石年轻。
地质构造运动板块构造学说
地质构造运动板块构造学说地质构造运动地质构造运动是指地壳结构改变和地壳物质变位的运动，⼜称地壳运动或⼤地构造运动。
对于古代的地壳运动，主要依据沉积场所的特征、构造变形和地层接触关系等地质遗迹来进⾏推断。
构造运动的起源主要有地球收缩说、膨胀说、脉动说等。
⼀般认为是由地幔对流引起的岩⽯圈板块运动所导致的。
地球内部的能量引起地壳或岩⽯圈物质的机械运动，表现为岩⽯层褶皱和断裂，导致岩⽯发⽣变位⽅式的⽔平运动和升降运动，即所谓的造⼭运动和造陆运动。
构造运动既有缓慢进⾏的，也有剧烈进⾏的；既有⽔平运动，也有升降运动。
研究地壳运动的成因，往往依不同参照物来提出相关理论。
⽐如Ⅰ.以银道⾯为参照物研究地壳运动，认为地壳运动是由银⼼捕获太阳绕其旋转⽽造成的，地壳的位置变化主要是全球性海陆变迁。
地球形成以后，除陨⽯降落外，地球的固态物质基本保持不变。
地球上有地⽅隆起，就得有地⽅凹陷，全球性海陆变迁不是固态地壳的⼤⾯积⾼低变化，⽽是全球性的海⽔变化。
地球的北半球向外稍尖⽽凸出，⽽南半球向内凹。
北极⾼出球⾯19⽶，南极低于球⾯26⽶，南北极相差45⽶。
从⾚道⽅向看，地球近似⼀个“梨”的形状。
⾼出球⾯的北极是海⽔覆盖的北冰洋，⽽低于球⾯的南极却是陆地。
南极洲的最⾼峰是⽂森峰，海拔4897⽶。
这表明北极海平⾯⾼于南极近5000⽶。
在地史中发⽣过⼏次全球性海进海退事件，海进时形成海进的沉积建造，产⽣灰岩，有海⽣动物化⽯；海退时形成海退的沉积建造，有煤形成，有陆⽣动植物化⽯。
这种海进海退的地壳运动现象是由于地球绕银河中⼼转动⽽出现的。
由于地球⾃转并受太阳、⽉球引⼒作⽤⽽形成潮汐，地球表⾯的⽔在引⼒⽅向呈⾼凸出。
地球北极的⽔⽐南极凸出的⾼，说明在地球北极⽅向存在引⼒要⼤。
不过，地球既在地⽉系⼜在太阳系中⾃转和公转，应该出现北极的⽔凸变化，但实际上是依旧不变的，视乎说明地球北极⽅向的引⼒与地⽉系和太阳系⽆关。
由于地轴倾斜于黄道⾯（夹⾓66°34′），地球⾚道⾯与黄道⾯的夹⾓为23°26′。
海洋地质 大洋地壳的构造与岩石组成
在大洋中脊上，火山地形的发育异常广泛。中脊上的岛屿多 属火山成因。火山主要顺着中脊轴向展布，少数火山则沿横 向断裂带展布。
大洋中脊的地壳结构与大洋盆地有显著区别。在大西洋中央裂谷带底下，缺失洋壳第三层，第二 层直接覆盖在异常地幔上；有些地方第二层变厚，厚度变化在 1—4.5公里之间，中脊轴部的地壳 总厚度明显变薄。东太平洋海隆轴部的地壳结构属于另一种类型，洋壳第三层连续越过海隆，但 厚度减薄至3公里左右；第三层覆盖于异常地幔上；整个地壳厚度也有减薄，莫霍面向上抬升 （如图）。印度洋中脊的地壳结构有的段落属于大西洋中脊型，另有些段落类似于东太平洋海隆 类型。
一般缺乏地震活动（或仅由火山活动引起的地震），称为无 震海岭。他与代表海底扩张中心的中央海岭在构造含义上迥
然不同。
海岭有的部分露出水面，构成群岛，其与相邻深海盆地的高
差显著变大。还有的海岭隆起区近于等轴状，高差不大。
此外，在印度洋、大西洋、太平洋西部有一些 海底隆起区， 系由小型残留的大陆地壳构成。
可见，大洋型地壳区别于大陆型地壳的要点，在于薄而重，同时缺失大陆型 地壳所特有的“花岗岩层”。
大陆型地壳不仅具有“花岗岩层”，而且“玄武岩层”也比大洋型地壳大大 增厚。这样一般大陆地壳就比大洋地壳厚达4—6倍。
2、大洋地壳和大陆地壳的过渡
在不同的大陆边缘，大陆地壳和大洋地壳之间的过渡，表现 为不同的型式。
平移断层随着时间的推移，断层两侧两段中脊之间的距离会越来越远；但是转换断层，虽然中脊 轴两侧海底不断扩张，断层两侧的两段中脊之间的距离却未必增大。 其次，平移断层，错动是沿整条断裂线发生的，至于转换断层，相互错动仅发生在这两段中脊轴 之间的BC段，在该段以外的断裂带上，断层两侧海底的扩张移动方向相同，其间没有相互错动。 最后，转换断层中BC段的错动方向，恰好与平移断层中把中脊错开的方向相反，如图所示，平移 断层的错动方向为左旋，转换断层则为右旋。
地球岩石圈板块构造及其划分
地球岩石圈板块构造及其划分胡经国一、基本概念㈠、板块构造说1、概念板块构造学说（Theory of Plate Tectonics），又叫做板块构造理论，简称板块构造说，是指从全球角度研究地球岩石圈板块构造的形成、结构、运动和演化规律等的一种新兴而重要的大地构造学说。
它是现代地球科学重要理论之一；是在20世纪60年代中，在大量海洋地质、地球物理和海底地貌等资料分析的基础上建立起来的一种大地构造学说。
它源于加拿大地球物理学家威尔逊（J.T. Wilson，1908-）提出的“板块”（Plate）概念。
1965年，他指出，大洋中脊、转换断层和岛弧－海沟系是三种类型的构造活动带；它们首尾相接、连绵不辍，从一种活动带转换成另一种活动带，形成地壳运动；地壳被这些活动带分割成大大小小的“板块”。
板块构造说囊括了大陆漂移、海底扩张、转换断层、大陆碰撞等地球科学概念，为解释全球地质作用提供了颇有成效的格架。
2、发展简史1912年，德国A.L.魏格纳首先提出了大陆漂移说。
1960至1962年期间，美国H.H.赫斯、R.S.迪茨，在大陆漂移和地幔对流说的基础上创立了海底扩张说。
随后 F.J.瓦因和英国 D.H.马修斯等，通过海底磁异常的研究，对海底扩张说作了进一步论证。
1965年，加拿大J.T.威尔逊提出了转换断层的概念；并且首先指出，连绵不绝的活动带网络将地球表层划分为若干刚性板块。
1967至1968年期间，美国W.J.摩根、D.P.麦肯齐、R.L.帕克与法国X.勒皮雄，将转换断层概念外延到球面上，定量地论述了板块运动，确立了板块构造说的基本原理。
1968年，美国B.L.艾萨克斯、J.奥利弗和L.R.赛克斯，进一步阐述了地震与板块活动之间的联系；并且将这一新兴理论称作“新全球构造”。
现今常用的术语“板块构造”术语，是麦肯齐和摩根在1969年提出的。
自20世纪70年代以来，板块构造学说逐步渗透到地球科学的许多领域。
第2章 大地构造学(板块构造理论—2岩石圈及岩石圈板块)
软流圈（低速层）
对陆壳成分结构的新认识 （主要针对下地壳成分）
超深钻钻探表明，地壳内部可能不存在康拉德面 （硅铝/硅镁）－－－科拉半岛设计15km，钻至 11.5km结束，原预测的7km深处的康拉德面并不 存在，在该深度以下仍为斜长片麻岩、花岗片麻 岩和角闪岩 ，只是随着深度增加角闪岩夹层增多。 而不是“玄武岩层” 剥露到地表的麻粒岩相下地壳成分往往以长英质 片麻岩、麻粒岩为主体。 很多新的火山岩携带的大量下地壳包体往往也以 长英质片麻岩、麻粒岩为主体。
因此，陆壳的下地壳成分可能仍以长英质或花 岗质成分为主。
大陆岩石圈成分的不均一性
大陆岩石圈的组成和物性变化很大，缺乏一
个共同的成因方式，大陆岩石圈的组成上部是 由非均一成分和具有复杂构造和热演化史的不 同块体拼合而成，因而它们具有不同的强度。 大陆下地壳的性质因地而异，不同的性质造成 了复杂多样的效应与结果，诸如活动断裂带的 宽度、造山带高度、沉积盆地以及被动大陆边 缘的下沉速度的差异等.
岩石圈的化学结构
大陆地壳：复杂的成分结构 地幔岩石圈：多认为是橄榄石、辉石和石榴石的 某种组合 壳幔的化学过程：主要通过几个方面研究： 玄武质岩石的信息 花岗质岩石的信息 捕虏体与捕虏晶的研究：岩石探针 流体包裹体的研究
•通过观察来自岩石圈深处的岩石，了解深部特征
岩石圈深部岩石到达地表的方式 •构造剥露（如逆冲岩席）
• 1960，5，22 智利8.9级大地震，发现全球 大部分地区存在低速层。
地 震 波 显 示 的 地 幔 结 构 和 不 连 续 面
岩石圈lithosphere
• 地球上上部（外层）刚性的部分，实际上 包括地壳和刚性上地幔部分。也有人用 1300°等温面以上的圈层。 • 刚性：厚50－200km • 成分径向变化：上部－花岗岩和玄武岩； 下部－橄榄岩、辉橄岩 • 被地震活动带分割成若干块体
岩石圈与板块构造学说汇总
地核:總質量的百分之
六十八。 越接近地心，溫度越高 地心點的溫度約為 攝氏6000度。
岩石圈與軟流層
岩石圈包含地殼以及地函的最上 部，自地表至深約一百公里,全 由岩石組成 軟流層在岩石圈以下,此區域的 組成物質較軟、可塑性較大
大陸漂移說
德國的韋格納提出：二億年前，地 球上的陸地原是一巨大的陸塊，名 為盤古大陸；後來陸塊分離，並向 四周分離，遂造成現在所見的歐亞 大陸、非洲、南北美洲、南極、澳 洲等各大洲的陸塊。
板塊與各種地質構造的關係
火山及地震分布圖
張裂性板塊
受張力作用而互相遠離所 形成的地形有海洋上的 大西洋中洋脊。 多火山地震，產生的裂谷 越遠則越老。 舉例:冰島 (課本P.109 4-35)
聚合性板塊
聚合性板塊擠壓的過程中 ，會使地殼抬升， 就是所謂的造山運動 舉例:台灣
岩石圈與板塊構造學說
第3組
1.認識地球內部結構
地球由地表至地心分為地殼 地函以及地核
地殼:地球構造的最外一層，
大部分由堅硬的岩石構成。 大陸地殼:由二十至六十公里 以上不等， 厚度為三十五公里， 由花岡岩組質成 海洋地殼:厚僅五到七公里， 由玄武岩質組成
地函:位於地殼和地核中間。
地函占有地球總洋脊
為海底的巨大山脈，最早發現在
大西洋。各大洋的海底都有綿延 極長的中洋脊，有的地方伸出海 面形成島嶼。 中洋脊兩側的地 殼，因地函對流作用的影響，不 斷往外擴張移動。
板塊構造學說
所有板塊均浮於軟流圈之上，軟流 圈的熱對流成為岩石圈移動的動力 來源 。在板塊交界之處，則是地殼 運動活躍地帶。圓滿解釋了大陸飄 移和海底擴張，更說明火山、地震、 造山運動等的成因。
板块构造学说解释地貌
地貌与经济建设
人类不合理的改造 ：
不合理的围湖造田，加剧了洪涝灾害。 过渡开垦，加剧了土壤的侵蚀。 无序开矿，破坏了自然景观。
水土流失、 土地荒漠化
岩浆岩火成岩沉积岩变质岩侵入岩喷出岩花岗岩玄武岩砾岩砂岩页岩石灰岩片麻岩石英岩片岩大理岩岩石和矿物岩石特征典型岩石岩浆侵入岩晶体颗粒较粗花岗岩喷出岩晶体细小甚至没有多气玄武岩沉积岩有明显的层理构造和动植物化石砂岩页岩变质岩岩性致密密度大颗粒定向排列有片理构造
板块运动
• 板块构造学说解释地貌：1、板块张裂地区，多形成裂谷和海洋， 如东非大裂谷、大西洋；
矿产
富集地段
矿床
岩石和矿物
岩石
按成因分类：
---岩浆岩 （火成岩） 喷出岩 （玄武岩）
侵入岩
（花岗岩）
岩石
沉积岩 （砾岩、砂岩、页岩、石灰岩） 变质岩
（片麻岩、石英岩、片岩、大理岩）
岩石和矿物
三类岩石的特征：
岩石 岩浆 岩 侵入岩 喷出岩 特征
晶体颗粒较粗 晶体细小甚至没有，多气 孔。
典型岩石 花岗岩 玄武岩
板块运动
• 小结：板块构造学说认为：
1、岩石圈不整，分六大板块 2、板块内部稳定，边缘剧烈（构造活动在地表的差异性）
解释地貌成因
生长边缘
裂谷、海洋 洋壳与陆壳
消亡边缘
陆壳与陆壳 高大山脉（喜马拉雅山）
海沟、岛弧、海岸山脉
板块运动
板块运动
• 地震的震级与烈度
– 震级----表示地震释放能量大小的等 级。
沉积岩
变质岩
有明显的层理构造和动植 物化石
岩性致密，密度大颗粒定 向排列有片理构造。
砂岩、页岩
千枚岩
主要地貌类型
地球物理学中的岩石圈构造
地球物理学中的岩石圈构造地球是一个复杂的系统，由各种可观测和不可观测的物理量组成。
其中一个关键的成分是岩石圈，这是我们所称的“板块”。
地球物理学家通过观测和研究各种物理现象，揭示了岩石圈的构造和运动规律，这些规律影响着地球表面和深处的各种活动，包括火山爆发、地震、海啸等。
本文将在不涉及政治的前提下，阐述地球物理学中的岩石圈构造。
1. 岩石圈的概念与特征岩石圈是指地球上固态的外层部分，它包括上地幔和地壳两部分，厚度大约在0-100公里之间。
岩石圈比较脆弱，可以分裂成若干块，这些块被称作“板块”。
其自然状态下，岩石圈处于固态状态，但在一些异常条件下，例如熔岩或地震等力量下，岩石圈的物理状态会发生变化。
岩石圈的特征是地球物理学家经过多年的研究总结出来的。
其主要特点有：（1）岩石圈是略微下凸的各种大小片状岩石组成的。
它们被称为板块，形状像巨大的拼图一样。
（2）岩石圈的上部是地壳，由岩石组成。
地壳的厚度在不同地区有很大的变化，平均占岩石圈厚度约30%。
（3）岩石圈的下部是上地幔，由硅和镁铁矿物组成。
上地幔以深度为分界线，分为浅地幔和深地幔两部分。
（4）岩石圈固态，组成岩石的原子、分子之间的结合力足以抵抗它所承受的外力。
2. 岩石圈的运动与板块构造岩石圈并不是处于静止状态的，而是在不断的移动和改变。
这种运动和改变通常被称为“板块构造”。
板块构造是指地球岩石圈上地表和下地层的组成块，即板块在各种机制和作用下不断分裂、转动、碰撞和集聚等活动形态。
这种活动产生的幅度和频率因地理位置和岩石圈构造而异。
板块运动的基本模式是：分裂、漂移和聚合。
在板块运动的过程中，板块之间会相互冲撞、上下移动，同时产生地震、火山爆发等现象。
东非大裂谷和太平洋板块边缘是地球上最显著的板块运动的区域。
板块构造理论已被广大学者和地球物理学家所接受。
它与许多地质现象有密切的关系，例如地震，火山，及岩浆的形成等。
3. 岩石圈构造和自然灾害岩石圈的运动对地球的各种自然灾害有着重要的影响。
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•堆晶岩特征表明MORB的原生岩浆在低压岩浆房内ol大量晶出。 由Fo–Fa二元系相图和自然界玄武岩ol斑晶组成可知，晶出的 ol比进化的岩浆中MgO含量要高出许多，大量ol的晶出必驱使 进化的岩浆中FeO*/MgO的快速升高，这是致使进化岩浆具有 富Fe的TH趋势的关键因素。
•变质橄榄岩：以方辉橄榄岩（harz）为主，加亏损的 二辉橄榄岩（Lherz），Pl相或Sp相，并以变质结构区 别于堆晶形成的橄榄岩。
洋盆开合的多阶段发展模式
1. 萌芽阶段：在陆壳基础上拉张开裂形成大陆裂谷(尚未形成海洋 环境)。如东非裂谷。 2. 初始阶段：陆壳继续开裂，开始出现狭窄的海湾，局部已经出 现洋壳。 如： 红海、亚丁湾. 3. 成熟阶段：大洋中脊向两侧不断增生，海洋边缘又出现俯冲、 消减现象，所以大洋迅速扩张。如大西洋.
一）洋中脊岩石组合
Oceanic Crust and Upper Mantle Structure Typical Ophiolite
异剥橄榄岩
Lithology and thickness of a typical ophiolite sequence, based on the Samial Ophiolite in Oman.
•原始岩浆在低压(0-9 kbar)条件下(与正常洋壳下的地慢橄榄岩所处的深度 一致)，橄榄石的结晶温度高于斜长石，斜长石高于单斜辉石。
•Mg#-MgO关系图解中若呈平行相关，说明橄榄岩为地幔橄榄 岩，非堆晶岩。
•SSZ(岛弧、弧前与弧后盆地)型蛇绿岩：
•火山岩：岛弧拉斑玄武岩IAT、玻安岩即HMA(δ)、MA/MD （镁安山岩/镁英安岩）等。 •堆晶岩：纯橄岩+异剥橄榄岩+单斜辉石岩+二辉石岩，即岩 浆结晶顺序为橄榄石(O1)－单斜辉石(Cpx)－斜方辉石(Opx) －斜长石(P1)，并且斜方辉石、单斜辉石和橄榄石的Mg#较为 接近，副矿物尖晶石的Cr#高于60； •地慢橄榄岩：方辉橄榄岩，有明显交代作用记录，并且LREE 富集的U型配分模式；与复杂的源区(包括不同部分熔融程度 的地幔橄榄岩)、丰富的流体活动以及部分熔融的熔体与残留 地幔橄榄岩的再反应均有关系； •斜长花岗岩：具C和CA特征，还出现TTG组合；稀土元素配分 图有明显的负Eu异常，并呈强轻稀土富集型。 •铬铁矿床：大型。 •原始岩浆在高压下(＞10 kbar)，橄榄石的首晶区变小、辉石首 晶区变大，斜长石变得不稳定。
•洋脊斜长花岗岩：产于蛇绿岩套中的暗色矿物主要为Hb
（角闪石）、无碱性长石，位于QAP分类（LeMaitre，1989）中 石英闪长岩和英云闪长岩区(更确切的说，应位于QP边上)的一 类岩石，以低K2O为重要特征。
•分类：
•与俯冲作用无关的(subduction–unrelated) MOR；
•俯冲作用诱发的脊(subduction–induced ridges)
•无Eu异常说明无分异作 用
•橄榄岩痕量元素整体较平坦，均在1附近。说明源区为未分异 的地幔橄榄岩。
2、沉积岩组合
洋中脊沉积类型：颗粒细小的深海沉积物及 深海沉积岩，如页岩、燧石岩、硅质岩、红 黄色含金属沉积物及生物成因的远洋石灰岩 等。
岩石的类型特征取决于水温、水的深度以及 沉积时与大陆和海底火山的距离。 在洋中脊扩张中心形成的拉张盆地中，还有 来自附近因断裂抬升的洋壳角砾岩，角砾岩 成分为基性火成岩
1、岩浆岩组合
• 洋中脊玄武岩(MORB)＋辉绿岩岩墙＋辉长岩及 其堆晶岩＋斜长花岗岩(plagiogranite)＋变 质橄榄岩等。
•MORB：N或E-MORB、T-MORB；CIPW-ol、di、hy，斑晶普通辉石 为唯一辉石（无opx）以及两个世代ol，区别于岛弧TH、洋岛TH 和大陆TH；岩相学特征（普通辉石为唯一辉石和两个世代ol）与 碱性ol玄武岩一样，它们之间区别在于有无ne–norm或用SiO2– alk图可清楚的区分开，TH位于亚碱性区（subalkalic），演化 趋势为TH。
After Boudier and Nicolas (1985) Earth Planet. Sci. Lett., 76, 84-92.
Layer 4: Ultramafic rocks
Ophiolites: base of 3B grades into layered cumulate wehrlite & gabbro Wehrlite intruded into layered gabbros Below cumulate dunite with harzburgite xenoliths Below： a tectonite harzburgite and dunite (unmelted residuum of the original mantle)
Figure 13-15. After Perfit et al. (1994) Geology, 22, 375-379.
岛弧环境：洋内岛弧、大陆岛弧、陆源弧等
二）洋（内）岛岩石组合
• 富集型海洋岩浆岩组合。岩石类型为碱性玄武岩与富集型拉斑 玄武岩及相应的侵入岩。富不相容元素，（La/Yb)N比可达10， 87Sr/86Sr初始值较高,可达0岩石构造组合(igneous petrotectonic assemblage)：表征大 地构造环境与板块或大陆块体边界的性质（ Condie，1982）。
•花岗闪长岩(Granodiorite)与英云闪长岩(Tonalite)和奥长花岗岩 (Trondhjemite)共生在一起，常成为TTG组合，在大陆边缘岩浆弧靠海沟 一侧的外带发育；
洋中脊岩浆岩组合（早期火山岩组合）、洋岛岩浆岩组合、俯 冲带岩浆岩组合、碰撞带岩浆岩组合、碰撞后陆内岩浆岩组合、 大陆裂谷岩浆岩组合、克拉通岩浆岩组合
Examples of Plate Boundaries
O-C convergent O-O divergent C-C divergent O-O divergent
4. 衰退阶段：洋脊继续扩张增生，大洋边缘一侧或两侧出现强烈 的俯冲、消减作用, 海洋总面积渐趋减小。如太平洋.
5. 残余阶段：随着洋壳海域的缩小，两侧陆壳地块相互逼近,其间 仅存残留小型洋壳盆地。如地中海. 6. 消亡阶段：海洋消失，大陆相碰，大陆边缘强烈变形隆起成山。 如喜马拉雅山，阿尔卑斯山脉.
a.快速扩张的洋中脊
b.慢速扩张的洋中脊
1.熔体， 2.未上升的熔体， 3.熔融残留的晶体。
洋中脊岩浆活动模型 （据Nisbet &Fowler 1978, 转引
自Wilson, 1989）
A modern concept of the axial magma chamber beneath a fast-spreading ridge
•在已确定蛇绿岩的前提条件下，Pearce（1982）的 Cr–Y图、Cr–Ce/Sr图和Th/Yb–Ta/Yb图将有助于区别 这两类蛇绿岩。
• 蛇绿岩
（ophiolite）
•分离结晶作用形成残余 熔融体，Eu负异常；
•稀土元素配分曲线图 中整体为平坦型，说明 源区没有经过大的分异。
•分离结晶作用形成结晶 堆积物，Eu正异常；
O-O convergent
O-O divergent
O-C convergent
Convergent Margins: Alaskan Volcanoes
The Mid-Ocean Ridge System
Figure 13-1. After Minster et al. (1974) Geophys. J. Roy. Astr. Soc., 36, 541-576.
遂拼合成陆的过程。
由J.F.杜威和K.C.A.伯克在1974年提出，为纪念加拿大地质学家J.T.威尔逊而命名。
威尔逊旋回：由起始到终结经历了萌发 期→青年期→成熟期→衰落期→终结期→ 地缝合线来表达，相对应的实例为东非裂 谷→红海亚丁湾→大西洋→太平洋→地中 海→喜马拉雅山。
裂谷 俯冲 碰撞 造山
•洋中脊（MOR）斜长花岗岩：
•以低K2O（SiO2-K2O图中为LKCA），无or实际矿物；
•TH系列(±CA系列、SiO2-FeO*/MgO图）、AC和A （碱钙性和碱性、Peacock碱钙指数）；
•Pearce图解[(1984，如Nb–Y、Ta–Yb、Rb–(Y＋Nb)、 Rb–(Yb＋Ta)]中位于ORG（洋中脊花岗岩）区为特征， 区别于俯冲环境有关的岛弧和大陆边缘弧中的 TTG组 合（英云闪长岩–奥长花岗岩(TT)–花岗闪长岩）； •以AC和A及Pearce图解中位于ORG区别于弧前和弧后 盆地以及TH岛弧中的斜长花岗岩。
•花岗闪长岩与花岗岩共生在一起，为γδ－γ组合，常常表征大陆边缘岩 浆弧靠内陆一侧的内带环境。
•岩石构造组合(petrotectonic assemblage)：表示板块构造环 境（边界或内部）特征的岩石组合。岩石构造组合分析是恢复 古板块构造格局和历史的基本手段。 •火成岩岩石构造组合：在一定构造环境下所产生的具有相似的 岩石化学、地球化学特征的一种或几种火山岩组合或(和)侵入 岩组合的总称。
•SSZ扩张脊[SSZ ridges，即弧前（fore–arc）扩 张脊] 为C（钙性）；正常的弧后扩张脊（back– arc ridge）为CA（钙碱性）;
•在Nb/Y图上（Pearce等，1984）MOR和弧后脊 者位于ORG区，SSZ脊者位于ORG＋VAG区或VAG区；
MORS型和SSZ型蛇绿岩（套）的区别
•MORS型蛇绿岩：
•火山岩：大洋拉斑玄武岩MORB； •堆晶岩：纯橄岩+橄长岩+橄榄辉长岩±斜长花岗岩，即岩浆 结晶顺序为橄榄石(O1)－斜长石(Pl)－单斜辉石(Cpx)，并且 橄榄石Mg#高于斜方辉石(斜方辉石Mg#甚至低于74)和单斜辉 石(甚至低于82)，副矿物尖晶石的Cr#低于60； •地慢橄榄岩：一般为二辉橄榄岩，含有少量纯橄岩和方辉橄 榄岩，并且LREE为亏损型，无交代作用记录。方辉橄榄岩全 岩化学成分Mg#大于90（原始地慢经过部分熔融的残留地慢橄 榄岩）；纯橄岩Mg#介于80-90（可能是熔体早期分离结晶的 产物）； •斜长花岗岩: 具AC和A特征（Peacock指数），无TTG组合； •铬铁矿床：一般不发育大型。