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由板块拼合的岩石圈

时间:2023-01-04 归属:少年地理学
  从地表到地下平均约 60 公里厚的这个地球固体层,即“岩石圈”。它包 括了全部地壳,还包括上地幔的一部分。它的组成物,主要是坚硬的岩石。 岩石圈是与人类关系最密切的一个地球圈层。它不但是人类赖以居住的 基地,而且是江河湖海的依托。岩石圈上的土壤,是全球植物生长的“摇篮”。 岩石圈还是人类所需矿产资源的供给地。人类在地面上进行建设,无论是开 凿运河、兴修水利,还是建设城市、修建铁路等等,无一不是与岩石圈打交 道。此外,地壳运动、火山、地震、山脉形成等自然现象的发生,也都与岩 石圈的活动有着直接关系。从地表到岩石圈沉积岩底,这部分范围还是“地 理环境”的组成部分,直接参与了地理圈的物质、能量交换运动。 岩石圈既然如此重要,它在全球大地构造方面的组合,以及运动形式, 又是怎样的一种情况呢?
1.岩石圈的单元——板块
  1968 年,法国一位叫做勒皮顺的科学家,他根据所掌握的各方面资料分 析,认为包围着地球表面的一层坚硬岩石圈,并非“铁板一块”而是被一些 活动带(如大洋中脊、大裂谷、海沟、转换断层等)分割成许多相互独立的 块状单元,这种板状块体,称为“板块”。 他首先将全球岩石圈划分为六大板块,即太平洋板块、欧亚板块、印度 洋(或印度——澳大利亚)板块、非洲板块、美洲板块和南极洲板块。这六大板块也叫“巨板块”。板块的分界不受海陆限制。除太平洋 板块全部属洋壳板块外,其余五大板块既有海 洋又有陆地。
  当然,大板块外, 还可分中板块、小板块、微板块等层次。板块的内部,相对是比较稳定的。 大板块的运动方向,每隔两亿年才发生变化。如太平洋板块是从太平洋 中生长出来的新海洋壳,以传送带的方式,平均每年以 5 厘米的速度向西移 动,2 亿年可移动 1 万公里。从太平洋中部至马里亚纳海沟的消亡带,正好 约 1 万公里,而马里亚纳海沟及其附近的海底岩石年龄也正好为 1.5 亿~2 亿年。此事实正好说明太平洋约每 2 亿年更换一次底。 中板块是大板块破裂后产生的,一般分布于大板块的前进边缘和大板块 之间。其运动方向受大板块影响,运动方向大约几千万年或几百万年才发生 变化。岩石圈中的菲律宾板块、科科斯板块、纳斯卡板块、阿拉伯板块、索 马里板块、加勒比板块,就属于中板块。 小板块面积小于或相当 10 万平方公里。分布地常在大陆和大陆、或大陆 和岛孤的碰撞带中。其运动主要受大板块运动所控制。岩石圈中的土耳其— 爱琴板块、伊朗板块、亚德里亚板块、汤加板块、新赫布里板块,即属小板 块。 微板块是最小的板块单元,一般测察手段不易发现,是借助人造卫星、 同位素年龄、古地磁数据、地热流变化、岩石成分等测定,来确定较大板块 内是否有其存在的。
2.板块间的巧妙拼合
  板块之间的连接方式,不是随便“贴”在一起的,而是通过一种“巧妙” 的“拼合”,衔接起来的。拼合的方式,大体有三种形式:
(1)挤压型拼合
  此种板块拼合,是两大岩石圈板块的彼此会合、对冲、碰撞。由于拼合 对象不同,拼合方式也各有别。如大陆板块与大洋板块相遇,由于大陆板块 比重小(为硅铝质)、密度小、位置较高,大洋板块比重大(为硅镁质)、 密度大、且位置相对较低,大洋板块则采取 45°角度俯冲于大陆板块之下。这个俯冲的地带,叫做“俯冲带”。在俯冲带上,俯冲的这边可形 成很长的深海沟,被挤压抬升的一边则形成岛弧和海岸山脉。如西太平洋的 一系列海沟和岛弧;美洲西岸的海岸山脉、安第斯山脉,就是这样形成的。 如果大洋中脊(海岭)是产生新洋壳的发源地;那么,大洋的海沟则成为老 洋壳的消亡地。大洋地壳年龄都相对很年轻,一般不超过 2 亿年,就是由于 大洋不断“换底”所致。 如果是两个大陆板块相碰撞,他们则是以挤压方式相“拼合”,由于两 个大陆板块相向(面对面)移动,它们的前方经互相碰撞,受到挤压强烈变 形,会形成褶皱山脉。原来分离的两块大陆缝合起来,其接触线地壳出露, 成为“地缝合线”。如印度板块与亚欧大陆板块相撞,则形成了喜马拉雅山。 雅鲁藏布江或其以北的地区为两大板块的地缝合线。
(2)拉张型拼合
  这种板块拼合方式十分特殊,板块与板块不是“亲密”的紧贴着,而是 靠“第三者”——“大洋中脊”在中间把它们“间接”拼连起来。板块与板 块中间的大洋中脊,是地下地幔岩浆物质(多为玄武岩流)上涌的地带,上 涌的地幔岩浆不断增加,并增生为新的板块向左右同时扩张。这种板块的拼 合线,实际上就是“大洋中脊”本身,“大洋中脊”均出现在海洋之中,地 貌上又称“海岭”或“海底山脉”。地球上最典型的“大洋中脊”,为大西 洋中部的“S”海岭(海底山脉),南北长约 17000 公里。 前说的“第三者”如出现在大陆,则表现为大裂谷。裂谷两侧新板块的 形成机制,与海洋中的“大洋中脊”有相似之处。大陆裂谷最典型的代表, 是目前世界上最大的裂谷带——东非大裂谷带。此裂谷南起赞比西河口,北 至西亚约旦河谷,南北长达 6400 公里。该裂谷的发展,将使原大陆进一步破 裂扩张,同时裂谷底部将产生一个新的大洋(壳)。
(3)剪切型拼合
  在大洋中脊,有一系列垂直于它的断层将它所切断,切成的许多小段并 互相平行错开,非常像横切中脊的平移断层。但每段大洋中脊都要向两侧进 行扩张,因此这种水平位移的断层实际转换了性质。1965 年海洋地质学家威 尔逊将这种特有断层称为“转换断层”。转换断层处,两板块物质在这里既 不大量增生也不发生减少,只是起到一种板块拼合连接作用而已。即或有什 么小的地质变化,也仅会发生一些浅震、或少量玄武岩喷发。转换断层错动 的距离,可达数十、数百甚至数千公里。
3.板块移动的驱动力何在
  是什么力量促使板块进行运动的?即板块运动的驱动力是什么?这个问 题目前学术界尚未圆满回答。有的学者认为,驱动板块活动的机制主要是由 于地幔物质的对流。地幔上升流导致板块分离,下降流又引起板块的汇聚消 亡。地幔对流之所以产生,是由于地幔中放射性元素产生的热量分布不均, 从而产生热对流现象,并且形成若干对流中心。热对流在岩石圈下对流体(对 流层)中进行。在对流上升的地方,岩石受张力而破裂,地幔物质沿裂隙上 升,形成了大洋中脊(海岭)或大陆裂谷。并伴随发生地震、火山。板块随 地幔对流而移动。在对流汇聚、下沉的地带,板块下沉,插入软流圈,并在 地幔熔化,通过地幔物质的运动,而完成对流循环。
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  • 关键词:岩石圈 板块
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