上篇第八章 大地构造学说

2、海底磁条带的对称排列 从60年代起，发现在横穿洋脊 方向所测得的磁力异常曲线相似， 每一侧的正负异常都在另一侧同样 的位置出现；同时发现在过去亿万 年地球发展过程中，地球磁场南北 极曾多次反向。把所有横剖面上所 测得的正负异常连接起来，即平行 的磁异常条带，正向和逆向交替出 现，以洋脊为中 心对称排列。
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亚速尔群岛西南大西洋中 脊中央裂谷剖面中央裂谷深 2800米，底宽300米（转引自 Raymond siever）
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地质地貌学·上·第八章
洋脊位于温度较高 的地幔软流圈上隆的地段，是岩石圈 的巨型张裂谷，是岩浆的涌出口和地热排泄口，也是区域变 质发生的地带。
位于冰岛Reykjanes半岛大西洋中脊上的枕 状玄武岩 （Peter L. Kresan 摄影）
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3、洋底年龄的特征
❖ 前面提到海底沉积物有从洋脊向两侧由薄逐渐变厚的 特点。除此，经过洋底采样及年龄测定证明，海底沉积物 还具有两个特点：一是最老的沉积物年龄不早于侏罗纪， 即不早于2亿年，远比大陆上最古老的岩石（38亿年）年 轻。二是海底沉积物年龄从脊到两侧由新到老对称分布。
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第八章 大地构造学说
珠穆朗玛峰（Photograph by Doug Burbank ）
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地质地貌学·上·第八章
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研究地壳乃至全球构造发生、发展、分布格局、演化
规律的地质学分科，这就是大地构造学。
❖ 一种现象，多种解释，这是大地构造学研究中的特点 之一。于是，关于全球构造发生、发展、分布格局、演化 规律等，就有了多解性，形成了若干种大地构造学说。
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大陆在漂移过程中的位置 上为晚石炭世；中为始新 世；下为早更新世
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泛大陆
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❖ 漂移说认为：较轻的花岗岩质（sial）大陆是在较重 的玄武岩质（sima）海底上漂移的，并列举了许多事实证 明这种漂移。
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漂移说还认为：大陆漂移有两个明显的方向性：一是
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（一）地槽区的发展过程
❖ 可以分为两个大的阶段，第一阶段以下降运动为主，但 伴随着次一级的上升运动；第二阶段以上升运动为主，但伴 随着次一级的下降运动。 1、下降阶段
❖ 整个地槽区以下降运动为主，下降速度快、幅度大。 ❖ 在下降初期阶段，从相邻地台或地背斜剥蚀下来的碎屑
第一节 地槽——地台说
❖ 1900年，法国E.奥格在其著作《地槽和大陆块》中， 明确地把地槽和地台统一起来，作为地壳上的两个基本构 造单元。自此以后，地槽和地台理论就作为相互联系的不 可分割的完整学说形成和发展起来，称为地槽地台说，简 称槽台说。
一、地槽区
❖ 地槽区代表地壳上构造动运动强烈活动的地带，垂直 运动速度快、幅度大，沉积作用、岩浆作用、构造运动和 变质作用都十分强烈和发育。如北美西部的科迪勒拉山脉、 南美西部的安第斯山脉、亚欧之间的乌拉尔山脉、横贯欧 亚大陆呈东西走向的阿尔卑斯山脉、喜马拉雅山脉，以及 我国的天山、秦岭、祁连山等山脉，都是世界著名的地槽 区。地槽区呈狭长带状，宽可数百千米，长可达数千千米。
变成了错综复杂的褶皱山脉，称为褶皱带。从地槽区下降，
经过回返隆起成为褶皱带，这样一个完整的构造发育过程，
称为一个构造旋回。一个构造造旋回大约要经历几千万年
到1亿多年。
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（二）地槽区的特征
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除上所述，地槽区还表现为以下的各种特征：
❖
1、巨厚的沉积建造 泛指在地壳发展的某一
构造阶段中，于一定的大地构造环境中以及一定
1973年，现在拍照所站的火山锥的侧面喷出熔岩流，
熔岩流几乎堵塞了叫做Heimaey渔镇的港口。冰 岛人为了保护港口，在熔岩流动过程中，对熔 岩喷洒了大量的海水以阻止熔岩的前进。现在， 在固结的岩石中埋有水管，以便收集岩石余热 供取暖和热水。（Peter L. Kresan 摄影）
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太平洋洋底年龄图
从东太平洋中脊向两 侧，年龄由新到老对 称分布
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（三）切穿岩石圈的巨型断裂——海沟
❖ 在环太平洋地
带，有一圈下陷很
深的风地形海沟，
最深超过负一万米。
❖ 海沟具有如下
特征：
❖
1、海沟是切穿
岩石圈的深大断裂
❖
2、海沟是陆
过和洋壳交叉重叠
的复杂地带
❖
3、海沟是不
❖
在上升后期阶段，各个地向斜都上升隆起，连同在边
缘拗掐中的碎屑沉积也一起发生褶皱，这时在两个相邻的
中央隆起之间，即相当于原来地背斜的地方，形成新的拗
陷区，称为山间拗陷。在这些拗陷中，有时有一部分海水
残留下来，形成澙湖。
❖
最后，地槽区的各部分先后隆起，这种现象称为普遍
回返。这时，岩层强烈褶皱隆起，海水完全退出，地槽区
的气候条件下形成的沉积岩的共生组合。
❖
2、强烈的构造变动
❖
3、频繁的岩浆活动
❖
4、显著的区域变质作用
❖
5、丰富多样的矿产资源
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二、地台区
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❖ 地台区代表地壳上构造活动微弱、相对稳定地 区，垂直运动速度缓慢、幅度小，沉积作用广泛而 较均一，岩浆作用、构造运动和变质作用也都比较 微弱。地台区的外形呈近似圆形，直径可达数千千 米，是地壳大地构造中相对稳定的构造单元。
❖ 天山是古生代末形成的褶皱带，其南北两麓在中生代 和新生代强烈下降，形成前缘拗陷带，不但有煤田分布其 间，而且也是重要的产油地带。同样，祁连山也是古生代 末形成的褶皱带，在靠近甘肃走廊一侧，形成前缘拗陷， 其中蕴藏石油、煤等矿产。
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第二节 板块构造学说
❖ 固定论和活动论（或者说垂直论和水平论）一直 是本世纪中争论很激烈的地质课题。固定论长期占据 统治地位，被称为传统的观点。60年代开始，活动论 兴起并取而代之，板块构造学说就是它的代表。
从两极向赤道的离极运动，是由地球自转所产生的离心力
引起的。东西向的阿尔卑斯山脉、喜马拉雅山脉等，就是
大陆壳受到从两极向赤道的挤压的结果。一是从东向西的
运动，是日月对地球的引力所产生的潮汐（摩擦力）作用
引起的。美洲西岸的经向山脉如科迪勒接山脉和安第斯山
脉，就是美洲大陆向西漂移受到硅镁层阻挡，被挤压褶皱
❖ 板块构造学说并不是凭空产生的，它的出现既有 历史的根源，又有时代的背景，特别是和科技发展的 水平相适应。
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一、大陆漂移说的兴衰
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1912年，德国气象学家A.魏格纳
（1880—1930）在总结前人有关大
陆漂移概念的基础上，提出一种大地
构造假说——大陆漂移说，引起全世
源自文库
界科学界的重视。
❖ 魏格纳认为：在3亿年前的古生 代后期，地球上所有的大陆和岛屿是 连在一起的，构成一个庞大的联合古 陆，称为泛大陆（Pangea）；周围的 海洋称为泛大洋（Panthalassa）。从 中生代开始，这个泛大陆逐渐分裂、 漂移，一直漂移到现在的位置（图912）。大西洋、印度洋、北冰洋是在 大陆漂移过程中出现的，太平洋是泛 大洋的残余。
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（一）地台区的发展过程
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按照槽台论的观点，地槽区旋回结束变成褶皱带，便
由相对活动向相对稳定发展，最终形成地台区，也就是说
地台区是地槽区发展演变的产物。
❖
地台区虽然是稳定的，但并非静止不动，也不时进行
着升降运动，地台区升降总幅度一般只相当地槽区的十分
之一，但在个别地段也可以有很大的升降幅度，甚至超过
对称的地热流异常
区
太平洋海沟(据R. L.Fisher 和R. Revelle) 1、阿留申海沟；2、千岛海沟；3、日本海沟；4、琉球海 沟；5、马里亚纳海沟；6、帕劳海沟；7、菲律宾海沟；8、 韦伯尔海沟；9、爪洼海沟；10、新不列颠海沟；11、新 赫布里底海沟；12、汤加-克马德克海沟；13、秘鲁-智利 海沟；14、危地马拉海沟；15、塞德罗斯海沟
（二）地台区的特征
❖ 地台区是地壳发燕尾服的阶段性产生，在沉积建造、 构造等方面具有如下的特征：
1、厚度较小的沉积建造
❖
a.地台下降开始，海水侵入，形成地台浅海。
❖
b.地台继续下降，海侵范围扩大，陆屑物质减少，而
石灰岩等碳酸盐成分增加，形成石灰岩建造。
❖
c.地台回升，海水后退，陆地面积扩大，往往形成陆
相碎屑建造（如砂、页岩），有时含有盐及石膏等蒸发盐。
2、不太强烈的构造变动
3、微弱的岩浆活动
4、不太显著的变质作用
5、丰富的沉积矿产
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三、过渡区
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❖ 在地槽褶皱隆起过程中，在其与地台交界的地区，同 时形成了大型带状拗陷，称为前缘拗陷（也有人把前缘拗 陷和边缘拗陷作为同义词），由于它具有从地槽向地台过 渡的性质，所以又称为过渡区或过渡带。过渡区的结构往 往是不对称的，与地槽毗邻的一边具有地槽的特征；与地 台毗邻的一边又具有地台的性质。
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1、地盾
❖
2、台向斜
❖
3、台背斜
❖
4、沉降带
地盾
沉降带
台背斜 台向斜
台背斜
地台结构及其次一级构造单元示意图 黑色部分表示地台的褶皱基底,岩石变质、地层褶皱、岩浆侵入活动比 较显著；白色部分表示地台盖层，为地台上较新沉积层，层次清楚，构 造平缓；盖层和基底之间为角度不整合
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物质迅速堆积在地向斜中，并明常伴随有海底火山喷发活动； 在下降占优势阶段，海水面积扩大，有些地背斜也被海水覆 盖，广泛地沉积了碳酸盐岩。
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地槽区的一个构造旋 回发展过程示意图
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2、上升阶段
❖ 整个地槽以上升运动为主，又称回返阶段。局部回返 →中央隆起→ 山前或边缘拗陷。
形成的；亚洲大陆东缘的岛弧群、小岛，是陆地向西漂移
时留下来的残块。
❖
由于许多问题得不到答案，特别是受到固定论者的坚
次反对，到了30年代，此一学说便逐渐消沉下去了。
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二、海底扩张说的提出
（一）地球表面最长的山脉——大洋中脊
❖ 大洋中脊，或称洋脊，每时海底纵横绵延的山脉，总 长度可达65000km，是地球上最长的山脉。其中最典型的 为大西洋中脊，它与两侧大陆平行延伸，略呈S形；高出 洋底2000—3000m，洋脊中央常为一深陷裂谷，两侧有 一系列 阶梯状断层，形成地 堑构造。
（二）大洋中脊两侧的地质特征
1、地质现象的对称性 ❖ 从大洋中脊向两侧，基岩风化程度有由浅逐渐变深的趋
势；同时海底沉积层有由薄变厚的趋势，形成以大洋中脊为 中心、两侧地质现象对称的鲜明特点。这种特点应该同大洋 中脊及洋壳的形成过程密切相关。
冰岛大洋中脊——雷克雅内斯洋脊两 侧磁力异常条带，黑色为正极性，白 色为负极性
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（四）海底扩张说
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❖ 1960—1962年，赫斯（H.H.Hess）和迪茨（R.S.Deitz） 首先提出一理论，叫海底扩张说。
❖ 海底扩张说认为：密度较小的大洋壳浮在密度较大的 地幔软流圈之上；由于地幔温度的不均一性，导致地幔物 质密度的不均一性，从而在地幔或软流圈中引起物质的对 流，形成若干环流；在两个向上环流的地方，使大洋壳受 到拉张作用，形成大洋洲中脊，中脊被拉开形成两排脊峰 和中间谷，来自地幔的岩浆不断从洋脊涌出，冷凝后形成 新的洋壳，所以大洋中脊又民生长脊，温度和热流值都较 高；新洋壳不断生长，随着地幔环流不断向两侧推开，也 就是如传送一样不断向两侧扩张，因此就产生了地磁异常 条带在大洋中脊两旁有规律的排列以及不壳年龄离洋脊越 远越老的现象。
地槽的个别部分。
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地台上升部分可以变成陆地，下降部分可以导致海侵
形成地台浅海，或者形成内陆拗陷。这样，在地台浅海或
内陆拗陷中沉积的岩层称盖层。因此，地台的结构可以分
为两个基本构造层：
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下层称地台的褶皱基底；
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上层称地台的盖层，中间被一个不整全面所分开。
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❖ 根据地台区上有无盖层及其厚度大小等，可以划分出 次一级的构造单元：
❖ 海底扩张说对于许多海底地形、地质和地球物理的特 征，都能作出很好的解释。
❖ 地槽—地台学说是最古老的一种大地构造学说，在地 质学史上长期以来居主导地位。上个世纪六十年代开始， 建立在现代科学技术上的板块构造学说迅速流行，如今， 已经代替地槽—地台学说而居大地构造学的领袖地位。
❖ 温故而知新。现将产生重大影响的近代和现代主要大 地构造学说介绍如下。
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