闆塊構造

闆塊構造

構造地質學術語
其産生于20世紀60年代(Wilson,1965)。闆塊構造認為,地球表層(岩石圈)是由厚度大約為100-150 km的巨大闆塊構成,全球岩石圈可分成六大闆塊,即太平洋闆塊、印度洋闆塊、亞歐闆塊、非洲闆塊、美洲闆塊和南極洲闆塊,其中隻有太平洋闆塊幾乎完全在海洋,其餘均包括大陸和海洋。闆塊間的分界線是海嶺、海溝、大的褶皺山脈和裂谷與轉換斷層帶。該理論對地質地理學以及生物學影響很大。[1]不同大陸上地層、礦産、動植物分布,幾乎隻有通過闆塊構造的理論才能夠解釋。
  • 中文名:闆塊構造
  • 外文名:plate tectonics
  • 别名:
  • 提出時間:二十世紀六十年代
  • 學科:構造地質學
  • 闆塊分界線:嶺、海溝、大的褶皺山脈和裂谷與轉換斷層帶
  • 應用:大陸上地層、礦産、動植物分布

基本釋義

岩石圈分成若幹闆塊,就像冰山在海洋中一樣飄浮在玄武岩質的軟流圈上,進行非常緩慢的移動。當闆塊運動的時候,各個大陸之間就表現出了相對的水平運動(稱之為大陸漂移continentdrift)和碰撞和離析,從而構成地球表層的地質地理景觀。

運動形式

具有三種可能的運動形式:第一是新闆塊的形成,在闆塊交界處或者邊緣,由于熔岩湧出和冷卻産生新闆塊,這類邊緣闆塊一般都沉積在海底,但是如果這些闆塊上面有陸地,那麼陸地就會随之而相對運動,這種邊緣可能由一塊大陸中間的斷裂開始。比如東非大峽谷(ThegreatriftvalleyinEastAfrica)就是兩個闆塊分離初期階段的例子,當這兩部分大陸徹底分開之後,海水就會淹沒斷層部分,進而形成一個新大洋。分離的初期,這兩塊陸地還具有相同的植物和動物區系,原種的滅絕和新種屬的進化導緻兩塊陸地的動植物區系發生變化。

第二種闆塊運動形式是闆塊相對趨近運動,如果一個或者兩個闆塊邊緣都是很薄的海洋岩殼,那麼,一個闆塊就可能滑向另一個,當兩個闆塊運動到一起時,它們之間的摩擦造成戳穿和劇烈運動,因而産生地震帶。海洋下沉岩殼向更深層地殼運動,在接近熱核(hotcore)深層時融化,然後融化的岩漿噴出地表,形成火山噴發現象。如果這兩個闆塊攜帶着大陸,那麼,它們将相互接近。大陸殼比海洋岩殼密度小,所以,如果一個大陸接近一個下沉闆塊邊緣的時候,就不會滑向另一塊岩殼的下面,所以,就會防止它下面的闆塊繼續下沉。如果兩塊闆塊各具有一片陸地,相互碰撞時都不會塌陷退讓,撞擊的結果形成長長的山脈。喜馬拉雅山是世界上最高的山脈,就是由于4000-4500萬年前,印度闆塊和亞歐闆塊相撞形成的,現仍然在緩慢上升。

第三種是闆塊邊緣相互碰撞滑開,加利福尼亞的SanAndreas斷層(fault)顯示向北滑動的太平洋闆塊和向南滑動的北美闆塊。

可見,大陸都是由一塊被稱為泛大陸(Pangea)的超級古陸分離形成的,大約在2億年前分成兩半,一半是Laurasia,另一半是Gondwanaland。一旦大陸被分割成不同的陸塊,互相之間就被浩瀚的大海彼此孤立,同時每塊大陸上的動植物也被隔離,各自獨立進化的結果導緻彼此不同的生物地理格局。

邊界分類

因此按照闆塊學說,約可将闆塊邊界分類如下:

(1)建設性或分離型的邊界(又稱擴張邊界,divergentboundary):兩個相鄰闆塊向互相分離的方向走,如大西洋著名的中洋脊。

(2)破壞性或聚合型的邊界(convergentboundary):兩闆塊沖撞在一起時,其中一塊闆塊受到擠壓而俯沖進入地函,形成隐沒帶。如菲律賓海闆塊隐沒到太平洋闆塊下面,産生全球最深之馬尼亞那海溝。

(3)存留、轉換或剪切型的邊界(transformboundary):這個邊界與擴張邊界都是近乎垂直的面,最典型為美國加州聖安德烈斯斷層。

六大闆塊

根據勒皮雄(LePichon)等人觀點,全球岩石圈劃分為六大闆塊:

美洲闆塊-北美洲,西北大西洋、格陵蘭島、南美洲及西南大西洋

南極洲闆塊-南極洲及沿海

亞歐闆塊-東北大西洋,歐洲及除印度外的亞洲

非洲闆塊-非洲,東南大西洋及西印度洋

印度洋闆塊-印度,澳大利亞,新西蘭及大部分印度洋

太平洋闆塊-大部分太平洋(及加利福尼亞南岸)

海陸分類

陸地闆塊

亞歐(Eurasian)闆塊、阿拉伯(Arabian)闆塊、非洲(Africa)闆塊、北美(NorthAmerican)闆塊、南美(SouthAmerican)闆塊、南極洲(Antarctica)闆塊

海洋闆塊

太平洋(Pacific)闆塊、菲律賓海(Philippine)闆塊、納茲卡(Nazca)闆塊、可可斯(Cocos)闆塊、印度-澳大利亞(Indian-Australian)闆塊、加勒比(Caribbean)闆塊。此外,還有人劃分出許多小版塊和微闆塊,關于微版塊,學術界正處在熱烈的讨論之中,尚無定論。

大小分類

大闆塊

太平洋闆塊:大部分太平洋

亞歐闆塊:大部分歐亞大陸及東北大西洋

非洲闆塊:大部分非洲及部分大西洋、地中海

南極闆塊:南極洲大陸及附近海域

北美闆塊:大部分北美洲及部分大西洋

南美闆塊:大部分南美洲及部分大西洋

印度洋闆塊(澳洲闆塊):東印度洋及澳大利亞

中闆塊

納茲卡闆塊:東南太平洋

菲律賓闆塊:西太平洋菲律賓海域

科科斯闆塊:東太平洋中美洲沿岸海域

加勒比闆塊:加勒比海域

胡安·德福卡闆塊:東太平洋,美國華盛頓州及加拿大英屬哥倫比亞省沿海

斯科舍闆塊(斯科蒂亞闆塊):南大西洋,火地島東南方向的狹長海域

阿拉伯闆塊:阿拉伯半島及附近地區

印度闆塊:印度次大陸

努比亞闆塊(索馬裡闆塊):非洲東部東非大裂谷以東,馬達加斯加以及西印度洋,正在形成中

巽他闆塊:南中國海、南中南半島、安達曼海、蘇門答臘島、爪哇島、蘇拉威西島、加裡曼丹島及附近海域

小闆塊

伍德拉克闆塊(木百靈闆塊):新幾内亞島東北部分

愛琴海闆塊:希臘南部及愛琴海海域

阿爾迪普拉諾闆塊:南美洲西部,秘魯、智利和玻利維亞之間

探險家闆塊:加拿大溫哥華島西部

土耳其闆塊(安納托利亞闆塊):土耳其大部

加拉帕戈斯闆塊:加拉帕戈斯群島附近,位于納茲卡、可可斯和太平洋闆塊的交界處

北加拉帕戈斯闆塊:加拉帕戈斯闆塊以北的更小闆塊

格陵蘭闆塊:格陵蘭島部分

緬甸闆塊:安達曼群島以東的長條型闆塊

阿穆爾闆塊:朝鮮半島、中國東北、外興安嶺以南、日本海大部及日本四島南半部分

加洛林闆塊:西太平洋新幾内亞以北海域

胡安·斐迪南斯闆塊:東太平洋上,南極闆塊、納茲卡闆塊和太平洋闆塊的交界處

長江闆塊(揚子闆塊):中國南部及東海

毛克闆塊:新幾内亞島西部

戈爾達闆塊:加利福尼亞州北部海岸

鄂霍茨克闆塊:鄂霍次克海及堪察加半島

康威礁闆塊:斐濟西側

新海布裡地闆塊:瓦努阿圖附近

巴爾默勒爾闆塊:斐濟北側

複活節島闆塊:複活節島以西

福圖納闆塊:太平洋福圖納島附近

班達海闆塊:東南亞班達海海域

克馬德克闆塊:新西蘭以北的狹長闆塊

伊朗闆塊:伊朗、伊拉克及巴基斯坦間的三角區

馬努斯闆塊:新幾内亞北部海域

北俾斯麥闆塊:新幾内亞附近俾斯麥海南部

南俾斯麥闆塊:新幾内亞東部和新不列颠

馬裡亞納闆塊:馬裡亞納海溝以西的狹長闆塊

紐阿福歐闆塊:湯加以西

湯加闆塊:湯加海溝附近

設德蘭闆塊:南極半島頂端海域

巴拿馬闆塊:巴拿馬地峽區域

安第斯杜諾爾闆塊(北安第斯闆塊):南美洲北部,委内瑞拉和哥倫比亞地區

沖繩闆塊:日本沖繩群島附近長條形闆塊

所羅門闆塊:所羅門群島西北海域

裡維拉闆塊:墨西哥西海岸中部以外海域

鳥首闆塊:新幾内亞西部

帝汶闆塊:帝汶島及附近海域

南桑維奇闆塊:南大西洋

塞舌爾闆塊:西印度洋塞舌爾附近

摩鹿加海闆塊:摩鹿加海海域

動力學

關于闆塊運動的動力機制,人們有很多解釋。但首先這個驅動力必須滿足以下幾個條件:1,能産生足夠大的力;2,必須合乎物理學(流體力學、熱力學等)基本原理;3,符合根據地球物理觀測得出的地球内部性質;4,驅動力所産生的效應要與現代岩石圈的性狀和動态相一緻,也就是說能圓滿解說觀察到的各種地質現象。按照赫斯的海底擴張說來解釋,認為大洋中脊是地幔對流上升的地方,地幔物質不斷從這裡湧出,冷卻固結成新的大洋地殼,以後湧出的熱流又把先前形成的大洋殼向外推移,自中脊向兩旁每年以0.5~5厘米的速度擴展,不斷為大洋殼增添新的條帶。很多人認為這個驅動力就是地幔對流,雖然這中間還有很多問題沒有解決。除了地幔對流以外,人們還提出了俯沖闆塊動力拖拉機制、順坡下滑機制等。這些說明都有自己的道理,但也都有讓人懷疑的地方。它們之間最大的不同是:地幔對流模式中軟流圈是主動的,岩石圈是被動的;其他幾種模式中軟流圈是被動的,岩石圈是主動的。

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