地球動力系統第一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五主要內容一、大陸漂移學說二、海底擴張學說三、板塊構造學說第二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五一、大陸漂移學說最初于1912年提出大陸漂移觀點，1915年出版《TheOriginofContinentsandOceans》系統論述大陸漂移學說AlfredWegener(1880-1930)德國氣象學家和地球物理學家第三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五一、大陸漂移學說魏格納提出的大陸漂移學說的主要內容：較輕的硅鋁質大陸漂浮在較重的硅鎂層之上，并在其上發生漂移；全世界的大陸在古生代晚期曾連接成一體，稱為聯合古大陸或泛大陸（Pangea)，圍繞聯合古大陸的廣闊海洋稱為泛大洋；從中生代開始，泛大陸逐漸破裂、分離、漂移，形成現代海陸分布的基本格局。第四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五一、大陸漂移學說非洲與南美洲大陸沿大陸坡900m深處的拼合，棕色表示大陸重疊區域第五頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五一、大陸漂移學說全球大陸沿著大陸坡拼合的結果之所以沿著大陸坡拼合，是因為大陸坡處由于剝蝕作用引起的損失較小第六頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五一、大陸漂移學說全球大陸上山脈的一致性如果把大陸拼合到一起后，大陸上的山脈組成了一個具有相同年齡和變形樣式的連續山系，暗示這些大陸曾經連為一體，后來逐漸分開。第七頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五一、大陸漂移學說

岡瓦納大陸上一些動植物分布的相似性南美、非洲、印度、澳洲和南極洲在晚古生代期間連為一體，組成了Pangea的南部陸塊——岡瓦納（Gondwana）大陸

中龍屬(P1)舌羊齒屬(C3-T1)犬頜獸屬(T)水龍獸屬(T)第八頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五一、大陸漂移學說古生物學證據之一：南大西洋兩岸恐龍化石具一致性，這種化石在世界上別的地方沒有發現，說明晚古生代-早中生代期間非洲與南美大陸是相連的第九頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五一、大陸漂移學說地質構造證據之一：北大西洋兩岸山脈的一致性。A.北美東部阿帕拉契亞山脈向北消失于紐芬蘭海濱，但年齡與地質構造均相當的山脈則發現于不列顛群島和斯堪的那維亞。B.把大西洋兩岸的陸塊置于它們漂移前的位置，這些山脈形成了一個連續的山系，它形成于距今300Ma之前的Pangea形成期間。第十頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五一、大陸漂移學說地質構造證據之一：南方超級大陸（岡瓦納）上冰川運動方向的一致性南澳大利亞HalletCove基巖上的冰川擦痕，指示冰川的運動方向南方超級大陸（岡瓦納）上冰川的運動方向第十一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五一、大陸漂移學說距今約200Ma前的聯合古大陸岡瓦納勞亞第十二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五一、大陸漂移學說大陸漂移學說面臨的主要問題：漂移機制由于受地球物理學的限制，當時人們尚不知道地球內部存在軟流圈，大陸漂移缺乏物質基礎。第十三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五一、大陸漂移學說引起大陸漂移學說復活的主要原因：1.20世紀50年代古地磁學進一步證實大陸確實發生過大規模的漂移；2.地球物理學的進展揭示了巖石圈下部的軟流圈，大陸漂移有了物質基礎；3.海底地質學的進展。第十四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五二、海底擴張學說20世紀60年代初期，由美國地質學家迪茨（Dietz，1961）正式提出“海底擴張”的概念，赫斯（Hess，1962）加以深入闡述。海底擴張學說的主要內容：

①大洋中脊是地幔物質上升的出口，上升的地幔物質冷凝形成新的洋殼，并推動先形成的洋底逐漸向兩側對稱擴張；第十五頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五二、海底擴張學說②海底在洋中脊處的擴張可能會導致新大洋兩側的大陸逐漸彼此遠離，也可能使老的洋殼在大陸邊緣的海溝處沿貝尼奧夫帶（俯沖帶）向下俯沖潛沒，重新回到地幔中去，從而完成對老洋殼的更新；③海底擴張是剛性巖石圈塊體馱在軟流圈上運動的結果，運動的驅動力是地幔物質的熱對流；④如果地幔對流的上升流發生在大陸下面，就將導致大陸的分裂與大洋的開啟。第十六頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五二、海底擴張學說海底擴張作用對流環地幔上涌洋中脊海溝海溝火山島第十七頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五二、海底擴張學說!的主要證據海底擴張學說的主要證據

海底磁異常條帶沿著洋中脊呈帶狀對稱分布的磁性正負異常帶就是海底磁異常條帶，單個磁異常條帶寬約數公里到數十公里，縱向上延伸數百公里而不受地形影響。第十八頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五二、海底擴張學說的主要證據海底磁異常條帶的形成模式圖解洋中脊處形成的玄武巖中的古地磁記錄了當時的地磁場方向。不同的磁異常條帶反映的是不同的磁化方向。第十九頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五二、海底擴張學說的主要證據海底磁異常條帶的形成動態圖解磁異常條帶的形成與地磁場方向的反復轉向密切相關第二十頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五二、海底擴張學說的主要證據2.深海鉆探成果深海鉆探表明，深海沉積物由洋脊向兩側從無到有，從薄到厚，沉積層序由少到多，最底部沉積物的年齡越來越老，并且與海底磁異常條帶所預測的年齡十分吻合。3.轉換斷層橫向錯斷大洋中脊、斷層的運動方向和性質在斷層的兩端突然發生改變的斷層就是轉換斷層。第二十一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五全球大洋地殼的年齡洋殼的年齡不老于侏羅紀，相對于大陸地殼40多億年的年齡而言十分年青，說明洋殼處于不斷更新之中。第二十二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五大西洋底地貌

中間的山脈是大洋中脊（中央裂谷和轉換斷層）轉換斷層第二十三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五轉換斷層海平面洋中脊洋殼上地幔巖漿海溝轉換斷層處板塊的水平運動轉換斷層連接兩個洋中脊，相對運動僅發生在兩個洋中脊之間；轉換斷層連接兩個海溝；轉換斷層連接海溝與洋中脊第二十四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五三、板塊構造板塊構造學說的主要內容：①剛性巖石圈被分裂成為多個巨大的塊體——板塊；②板塊馱在軟流圈上作大規模的水平運動；③板塊的邊緣由于板塊的相互作用而成為地殼活動性強烈的地帶；④板塊的相互作用從根本上控制了各種內動力地質作用及沉積作用的進程。第二十五頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五三、板塊構造1.板塊劃分與板塊邊界類型1.板塊劃分與板塊邊界類型第二十六頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五三、板塊構造1.板塊劃分與板塊邊界類型1.板塊劃分與板塊邊界類型分離型、匯聚型與轉換型板塊邊界示意圖匯聚型轉換型離散型匯聚型大陸裂谷帶(年青的板塊邊界)洋中脊第二十七頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五三、板塊構造1.板塊劃分與板塊邊界類型（1）離散型板塊邊界主要位于大洋中脊軸部，兩側板塊相背運動，軟流圈物質上涌，冷凝成新的洋底巖石圈。大洋中脊第二十八頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五三、板塊構造1.板塊劃分與板塊邊界類型（2）匯聚型板塊邊界相當于海溝與板塊碰撞帶，兩側板塊相對運動，在板塊邊界造成擠壓、對沖或碰撞。又可分為俯沖邊界與碰撞邊界兩種次級類型。古老的大洋板塊消亡后，原來位于大洋板塊兩側的陸塊愈合起來，古俯沖帶在地表的出露線稱為地縫合線（或縫合帶，suture）。第二十九頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五三、板塊構造1.板塊劃分與板塊邊界類型（2）匯聚型邊界匯聚型板塊邊界縫合帶第三十頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五三、板塊構造1.板塊劃分與板塊邊界類型(2)匯聚型邊界①俯沖邊界相當于海溝或貝尼奧夫帶，相鄰的大洋與大陸板塊發生相互疊覆，一般是大洋板塊俯沖到大陸板塊之下，也稱消減帶。分兩種次級類型：島弧-海溝型，俯沖帶上方發育島弧，主要見于西北太平洋邊緣；安第斯型（山弧-海溝型），大洋板塊沿陸緣海溝俯沖于山弧之下，主要見于南美大陸西部邊緣。第三十一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五三、板塊構造1.板塊劃分與板塊邊界類型(2)匯聚型邊界①俯沖邊界日本海溝處的板塊俯沖作用與地震震源分布邊緣海大陸板塊島弧海溝軟流圈巖石圈第三十二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五日本東北部三條P波速度結構圖

（據趙大鵬，2002）

示太平洋板塊向日本島之下的俯沖第三十三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五湯加島弧和勞（Lau）弧后地區0-700km深度的P波速度結構圖

（據趙大鵬，2002）

向下俯沖的太平洋板塊在700km深處（下地幔）仍有顯示第三十四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五三、板塊構造1.板塊劃分與板塊邊界類型(2)匯聚型邊界①俯沖邊界安第斯型板塊俯沖帶以不發育島弧區別于太平洋西岸的島弧-海溝型俯沖帶加積楔軟流圈第三十五頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五三、板塊構造1.板塊劃分與板塊邊界類型(2)匯聚型邊界②碰撞邊界印度板塊與歐亞板塊的碰撞過程恒河平原縫合帶軟流圈俯沖的大洋巖石圈正在發育的加積楔青藏熔融第三十六頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五西喜馬拉雅1000km深度范圍內地震層析剖面

顯示印度板塊以“翻轉構造”形態插入下地幔三、板塊構造1.板塊劃分與板塊邊界類型(2)匯聚型邊界②碰撞邊界第三十七頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五三、板塊構造1.板塊劃分與板塊邊界類型(3)轉換（平錯型）板塊邊界（3）轉換（平錯）型板塊邊界相當于轉換斷層，其兩側板塊互相剪切滑動，通常既沒有板塊的生長，也沒有板塊的消亡。一般分布在大洋中，也可以出現在大陸上。美國西部的圣安德烈斯斷層就是大陸上的轉換斷層。第三十八頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五三、板塊構造1.板塊劃分與板塊邊界類型(3)轉換（平錯型）板塊邊界北美西部40Ma以來轉換板塊邊界的演化20Ma時由于太平洋-法拉隆洋脊與北美板塊碰撞，俯沖難以繼續進行，原來的俯沖邊界變成轉換邊界第三十九頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五三、板塊構造2.板塊構造與地質作用（1）板塊構造與巖漿作用（1）板塊構造與巖漿作用巖漿作用主要發生在板塊邊界部位，即大洋中脊軸部、板塊俯沖帶和板塊碰撞帶內。第四十頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五三、板塊構造2.板塊構造與地質作用（1）板塊構造與巖漿作用全球主要的火山分布全球火山主要分布在三個帶上：環太平洋帶、阿爾卑斯-喜馬拉雅-印度尼西亞帶、大洋中脊及大陸裂谷帶第四十一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五三、板塊構造2.板塊構造與地質作用(1)板塊構造與巖漿作用①離散板塊邊界①分離型（離散型）板塊邊界處的巖漿作用即大洋中脊處的巖漿作用。主要為基性巖漿活動，產物為枕狀熔巖或基性巖墻、巖體；大規模的裂隙式火山噴發，熔巖溢出的方式主要為平靜式；大洋中脊是全球最大規模的火山活動帶；大洋中脊處的巖漿活動導致海底擴張與新洋殼的形成。第四十二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五三、板塊構造2.板塊構造與地質作用(1)板塊構造與巖漿作用①離散板塊邊界離散型板塊邊界處的巖漿作用形成大洋地殼，大洋地殼的殘片被稱之為蛇綠巖（ophiolite)枕狀玄武巖席狀巖墻輝長巖蛇綠巖組合軟流圈輝長巖結晶作用第四十三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五三、板塊構造2.板塊構造與地質作用(1)板塊構造與巖漿作用①離散板塊邊界枕狀熔巖基性巖漿水下噴發的產物第四十四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五三、板塊構造2.板塊構造與地質作用(1)板塊構造與巖漿作用②匯聚板塊邊界②匯聚板塊邊界的巖漿作用俯沖板塊邊界處巖漿作用的特點：以中、酸性火山活動為主，以中性巖漿活動最為特征，往往形成安山巖；由于巖漿中富含揮發份，常表現為強烈的中心式爆發；巖漿主要來源于俯沖洋殼的部分熔融，大多為幔源和殼幔混源。第四十五頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五三、板塊構造2.板塊構造與地質作用(1)板塊構造與巖漿作用②匯聚板塊邊界碰撞型板塊邊界處巖漿作用的特點：主要為酸性巖漿活動；巖漿主要來自大陸地殼的局部熔融。第四十六頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五三、板塊構造2.板塊構造與地質作用(1)板塊構造與巖漿作用②匯聚板塊邊界俯沖板塊邊界處的巖漿作用俯沖洋殼的局部熔融形成島弧帶的巖漿源，以中性火山活動為特征第四十七頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五三、板塊構造2.板塊構造與地質作用(2)板塊構造與變質作用（2）板塊構造與變質作用變質作用主要發生于匯聚型板塊邊界處，以動力變質和區域變質作用為主。匯聚型板塊邊界處的變質作用可形成高壓低溫變質帶和低壓高溫變質帶，它們在地表沿著平行于海溝的方向平行排列，稱雙變質帶。第四十八頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五三、板塊構造2.板塊構造與地質作用(2)板塊構造與變質作用俯沖板塊邊界處的巖漿作用與變質作用海溝處的高壓低溫變質帶與島弧處的低壓高溫變質帶構成雙變質帶第四十九頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五三、板塊構造2.板塊構造與地質作用(2)板塊構造與變質作用板塊碰撞帶的區域變質環境洋殼完全消減后引起大陸板塊的碰撞作用，碰撞導致碰撞帶的區域變質作用和中-下地殼的熔融作用，形成酸性巖漿第五十頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五三、板塊構造2.板塊構造與地質作用(3)板塊構造與地震及巖石變形的關系（3）板塊構造與地震及巖石變形的關系全球地震主要分布于板塊邊界帶上，與板塊的分裂、俯沖與碰撞作用密切相關。在碰撞型板塊邊界帶內巖石可以發生強烈的變形，形成高大的山脈；在俯沖型板塊邊界帶內的大陸一側也可以發生較強烈的巖石變形。第五十一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五三、板塊構造2.板塊構造與地質作用(3)板塊構造與地震及巖石變形的關系全球震源與板塊邊界分布第五十二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五日本四國島東北部P波速度結構圖

（據趙大鵬，2002）

示太平洋板塊向日本島之下的俯沖和1995年神戶地震的特殊位置第五十三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五三、板塊構造2.板塊構造與地質作用(4)板塊構造與表層地質作用的關系（4）板塊構造與表層地質作用的關系①板塊構造控制著地表地形輪廓的形成和演變，從而影響風化、剝蝕與沉積作用的特點；如：板塊碰撞形成的山脈是風化與剝蝕作用的主要場所，而通過大陸裂谷作用形成的裂谷與湖泊是沉積作用的主要場所；②板塊運動可以引起自然條件和氣候變化，導致表層地質作用的營力類型與特點發生變化。第五十四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五三、板塊構造2.板塊構造與地質作用(4)板塊構造與表層地質作用大陸裂谷向大洋裂谷的轉化大陸裂谷與被動大陸邊緣是重要的沉積場所。被動大陸邊緣第五十五頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五三、板塊構造3.板塊運動的驅動機制問題3.板塊運動的驅