地壳运动的原因

⒉ 均衡补偿的定义
一定深度以上岩石圈的重力有自动 趋向于一致的倾向，这种机制就称之为 均衡补偿。也就是说，达到地壳均衡状 态时，在地下一定深度存在一个“基 面”，该基面上的重力处处趋于一致。 现代均衡补偿理论实际是普拉特和 该基面就称之为补偿基面，该深度则称 艾利两种假说的结合。莫霍面的存在和 之为补偿深度。 起伏可以看作是艾利的预言，这是一个 真实的面。而补偿基面的存在这是普拉 特的预言，这是一个假想的水平面。
三、地质力学说
地质力学是李四光创立的应用力学原 理研究地壳构造和地壳运动的学说。以地 球自转速度变化为地壳运动的力源，通过 大量实践已形成一套鉴定构造形迹，划分 构造体系的工作方法。在石油和各种金属、 非金属矿产的普查勘探以及地震预报等工 作中收到显著效果。
第二节 板块运动机制
一、驱动机制 二、板内垂直运动机制
②艾利(B.D.Airy,1855)假说∶地壳 密度大至相同，均衡面有起伏；高 山必有“山根”
①普拉特(J.G.Pratt,1854)假说∶ 均衡面水平，地壳密度不同；密度 小的地方地势高
二、现代均衡补偿理论 ⒈ 事实和解释
◆事实∶
①地壳的结构和密度各处不同，高山区 硅铝层厚度大，大洋区确失硅铝层。
⒋ 其它经典假说
对流说∶最早由安普费勒于1906年提 出。认为地幔对流体的周期性活动是水平 运动和垂直运动的原因。 脉动说∶20世纪30年代奥勃鲁契夫等 人提出，试图以周期性的地球膨胀和收缩 来统一收缩说和膨胀说。但是它缺乏地球 体积曾发生明显变化的证据。
二、槽台说
地槽-地台说经典大地构造学和理论地质 学的核心，从19世纪末到20世纪50年代一直 占统治地位。 地槽-地台说是以沉积建造和岩相分析为 基础建立起来的，它对于古地理研究，大地 构造单元划分以及矿产勘探等方面有重要意 义，许多基本原则至今仍然适用。但是它以 升降运动为主的观点和仅考虑大陆构造的局 限性使它无法解释全球构造的演化，而被板 块构造学说所替代。
粘弹性体概念模型
麦克斯 韦体(左) 和沃伊特 体(右)
地球流变学
70年代以来一些地球物理学家引 进了粘弹性体概念和流变学方法，把 地球看成为粘弹性体，设计了新地球 模型来模拟全球性的的均衡运动，取 得了成功。从而开始形成了一门新的 学科—地球流变学(Earth Rheology)
地球流变学
定义∶把地球视为粘弹性体， 应用流变学原理和方法研究岩石 圈块体在重力作用下的升降运动 的新学科。
高山
高原 4 1 平原 27 大洋 海面
0
km
2.7
34 2.9 50 2.8 23 16 151.2 150.8 151.5
5 1.03
6 2.9 39 3.3
50
补偿 基面
151.3×107N/m2
三、地球流变学
传统均衡概念是一种静力学概念 (iso sta sy)，并把地幔假设为液体， 这都是不确切的。因为地壳的升降必然 伴随地幔物质的垂直和水平运动，这种 过程显然是一种动力学过程。而且，地 幔物质既不是固体，也不是液体，而是 一种粘弹性体，也即同时具有弹性和粘 滞性。
⒉ 收缩说
是第一个系统论述构造运动起因的假 说。最早由意大利天文学家布鲁诺于16世 纪提出。布鲁诺用苹果的干缩来解释地球 表面的褶皱。1829年法国的鲍蒙受康德-拉 普拉斯关于地球形成的星云假说的影响提 出了冷缩观点。 主要论点∶地壳的一切变动起源于地 球的冷缩。
⒊ 膨胀说
受放射性元素及其衰变放热现象发现 的启发，在20世纪20年代发展起来。基里 洛夫（1949）的大陆漂移演示。 主要论点∶地球膨胀是大陆漂移、海 洋和海洋地壳形成以及造山运动的根本原 因。
第七章 地壳运动的原因
第一节
第二节
主要假说概述
板块运动机制
第三节
均衡运wk.baidu.com机制
第一节 主要假说概述
一、经典假说 二、槽台说 三、地质力学说
一、经典假说 ⒈ ⒉ ⒊ ⒋ 隆起说 收缩说 膨胀说 其它经典假说
⒈ 隆起说
最早由英国J. Hutton(1726-1797)等 人提出。在19世纪上半叶的大地构造学中 长期占居优势。19世纪中期被摈弃。 主要论点∶山脉隆起的原因在于岩浆 上升。隆起派生出挤压褶皱和断裂。造 山—夷平—沉积—造山的循环反复。
魏格纳的泛大陆(Pangaea)
一、驱动机制
目前一般认为地幔对流是热力和重力 联合作用的结果。高温低密度的地幔物质 上涌，在近岩石圈处向两侧扩散转为平流 并冷却，冷而重的物质沉入深处被再加热 并升起。但具体的对流模式有不同看法， 有∶深地幔对流模式、软流圈(浅地幔)对 流模式、热柱假说(浅地幔对流和深地幔 对流结合的模式)、分层对流模式等。
二、板内垂直运动机制
地幔柱和热点说∶热点上方的岩石 圈膨胀而隆起。 上地幔相变说∶上地幔顶部橄榄岩 的蛇纹岩化
橄榄岩 + 水 → 蛇纹岩 + 热量↑ 运动波说∶软流圈的起伏使岩石圈 的隆起和凹陷位置随时间而变。
第三节 均衡运动机制
一、均衡调整经典假说 二、现代均衡补偿理论 三、地球流变学
一、经典假说
②莫霍面起伏不平；高山区莫霍面下凹， 大洋区莫霍面上凸。
青藏高原地壳剖面
◆解释∶莫霍面的起伏正是地壳 均衡补偿的结果—在高山和高原 解释 地区，地壳上部的“质量过剩” 会通过莫霍面下凹，被深部地幔 物质的“质量不足”所抵消；在 海洋地区,地壳上部的“质量不 足”会通过莫霍面上凸，以深部 地幔物质的“质量过剩”所补偿。
板块构造说
板块构造学说是在大陆漂移说、海底 扩张说和地幔对流说的基础上，于20世纪 60年代末期初步形成并不断发展起来的新 全球构造理论，成功解释了地球上众多构 造现象和地质作用。成为占支配地位的地 质学理论。但是作为板块运动驱动力的地 幔对流至今并未获得可靠证据，地球还有 许多地质构造现象不能用板块构造说来解 释。
哈雷· 赫斯的海底扩张说
大 胆 假 设 ， 小 心 求 证
哈雷· 赫斯的地球诗篇
“我的这一设想需要很长时间 才能得到证实。因此，与其说这 是一篇科学论文，倒不如说是一 首地球诗篇” 《海洋盆地的历史》 1962年 《地球史诗成为地球史实》 《时代周刊》 1967年
洋底磁性条带
洋底磁性条带成因图解
均衡补偿理论的意义在于强 定义 调了地壳有保持均衡的“趋向”， 而不是永远处于均衡状态。实际 上不均衡是绝对的，均衡是相对 的、暂时的。当地壳上部的重力 发生变化时，均衡补偿机制会自 动地促使其重新趋向于均衡状态。 这就构成了地壳升降运动的重要 的动力机制。
大洋∶ 密度∶硅铝层—2.7;硅镁层—2.9;150.8 平原∶27×2.8 + 23×3.3 = (10 高原∶(34+1)×2.8 + 16×3.3 =7 N/m2) 高山∶(50+4)×2.8 = 151.2 151.5地壳 均衡补偿深度图示3kg/m2) 平均—2.8;地幔—3.3(单位∶10 151.3 5×1.03 + 6×2.9 + 39×3.3 =