地球岩石圈板块构造及其划分（8）胡经国二、岩石圈、软流圈与板块边界㈠、岩石圈与软流圈1、岩石圈与软流圈概述1926年，地质学家古登堡提出，在地下100千米、200千米深处存在较软低速层。

20世纪50、60年代，证实地幔低速层的存在。

在地幔低速层，高频横波强烈衰减，表明这里物质较热、较轻、较软，具有一定的塑性，这就是所谓的软流圈或软流圈的上部。

软流圈以上的地球表层，称为岩石圈。

在地球内部，温度、压力随深度增大而增高。

在地球上层温度增高快，在一个合适的深度，形成了塑性的软流圈。

再往下，压力的增高效应超过了温度的增高效应，以下的地幔重新变得十分刚硬。

地震横波能通过地幔。

软流圈也是固体。

在长时间（数万年、数十万年或更长）压力作用下，软流圈物质可以发生缓慢蠕动，表现出某种流体状态。

2、岩石圈⑴、岩石圈的范围岩石圈包括刚性地壳和由橄榄岩组成的部分上地幔。

莫霍面仅仅是地壳与地幔的化学成分的界面，它位于岩石圈内。

⑵、大陆岩石圈和大洋岩石圈的差异大陆岩石圈和大洋岩石圈的物理性质和厚度存在差异。

①、厚度差异及其原因大陆岩石圈厚度大，约为150～180公里左右，在古老地盾之下可厚达200公里。

大洋岩石圈厚度一般为60～80公里。

在大洋中脊下面，由于软流圈物质上升，因而其洋底岩石圈厚度不过数公里。

大洋岩石圈的厚度通常随地壳年龄增大而增大。

岩石圈厚度与地温梯度有关。

高热流地区岩石圈厚度小；低热流地区岩石圈厚度大。

在高热流的洋中脊轴部，热的软流圈物质向上涌升，形成低密度的“异常地幔”。

灸热的局部熔融的异常地幔一直上升到地壳底部。

洋中脊轴部岩石圈厚度不到10公里。

自洋中脊向两侧，热流值逐渐降低，岩石圈厚度随之增大。

大洋岩石圈平均厚度为50～60公里。

最老洋底的岩石圈厚度接近100公里。

②、对流的地幔推动岩石圈底部地幔对流发生在软流圈中。

对流的地幔推动岩石圈底部而不是地壳底部。

3、软流圈⑴、软流圈及其特性地球内部存在着一个可塑的、缓慢流动的软流圈。

软流圈是岩石圈之下的一个圈层。

尽管它呈固体结晶状态，但是由于其温度已接近熔点，因而强度很低。

若受到不均匀应力作用，则会发生缓慢的塑性蠕动。

软流圈由于不具有抗剪能力，因而不会发生地震。

⑵、软流圈对于板块运动具有决定意义软流圈缓慢的蠕动，可带动岩石圈板块发生大规模水平运动，在板块运动中起润滑层作用。

这对于板块运动具有决定意义。

㈡、板块边界1、板块边界的概念板块边界是指岩石圈的活动带，包括沿海沟分布的俯冲带、拉张性的大洋中脊地震带、水平剪切错断洋中脊的浅源地震带等构造部位，都是作为板块边界的强烈活动带。

2、板块边界的划分⑴、板块边界划分依据板块边界的划分主要根据是岩石圈中的强烈活动带。

地震带、火山带等都直接指示了岩石圈强烈活动带的位置——板块边界的位置。

板块构造学认为，沿海沟分布的俯冲带、拉张性的大洋中脊地震带、水平剪切错断洋中脊的浅源地震带等构造带，都是指示板块边界位置的强烈活动带。

⑵、板块边界类型①、分离型板块边界分离型板块边界——大洋中脊轴部，其两侧板块相背运动。

②、汇聚型板块边界汇聚型板块边界——海沟及年轻造山带，其两侧板块相对运动。

在海沟处相邻板块相互叠覆，一个板块俯冲到另一板块之下。

③、平错型板块边界平错型板块边界——转换断层，其两侧板块相对滑动。

⑶、板块边界基本类型板块边界可分为以下３种基本类型：①、洋中脊洋中脊属于离散型（分离型）板块边界。

由于沿洋中脊有地幔热对流物质上涌，冷凝形成新的洋壳，因而又叫做增生型板块边界。

②、深海沟俯冲带深海沟俯冲带属于汇聚型板块边界，又叫做聚敛型或俯冲型板块边界。

由于洋壳沿俯冲带向深部下插到地幔中熔融乃至消失，因而深海沟俯冲带又叫做洋壳的消减带或消亡带。

由于洋壳不断俯冲消减，大洋逐渐萎缩乃至最终完全闭合消失，因而导致两个相邻大陆直接碰撞拼贴缝合在一起，所以这种类型的板块边界也属于汇聚型板块边界，称为碰撞型板块边界或地缝合线。

例如，印度板块与欧亚板块之间的边界就属于这种类型。

③、转换断层转换断层属于转换型板块边界。

由于两侧板块剪切滑动，断裂面陡直，因而两侧板块既不增生也不消减。

三、板块构造划分㈠、勒皮雄的划分：六大板块勒皮雄（Le Pichon，1968）将全球岩石圈分为6大板块，即：欧亚板块、非洲板块、美洲板块、印度洋板块、南极洲板块和太平洋板块。

除了太平洋板块全是海洋以外，其余5大板块都既有部分大陆，又有部分大洋。

㈡、迪茨的划分：九大板块后来，迪茨（Dietz.R.S）又将美洲板块分为北美板块和南美板块；将印度洋板块分为印度板块和澳大利亚板块；将东太平洋单独划分为一个板块，称为纳兹卡板块。

㈢、次级板块在大板块内又可分出许多小的次级板块，如，东南亚板块、菲律宾板块、斐济板块、俾斯麦板块、所罗门板块、阿拉伯板块、希腊板块、伊朗板块、科科斯板块、加勒比板块等。

第四节板块内典型构造单元板块内的典型构造单元有：板块内部的火山链、大陆裂谷和克拉通盆地等。

一、火山岛链和热点轨迹㈠、热点轨迹的概念热点轨迹是指大洋板块内的海山或火山岛链移动的轨迹。

它主要发育在太平洋板块内部，以夏威夷－天皇火山岛链最为著名；其次还有土阿莫土群岛、土布艾群岛等。

它们是海底火山岛或现代活火山，如夏威夷岛。

㈡、火山世界上大多数火山位于各种类型的板块边界上。

1、洋中脊洋中脊扩张中心涌出的火山物质，每年平均约有4立方公里，是陆上的4倍。

冰岛位于大西洋洋中脊上；有100多座火山，27座活火山，平均每隔5年有1次火山喷发。

2000年2月，首都东南150公里处的海克拉火山喷发，熔岩流长达10多公里，冰火交加。

2、汇聚边界在汇聚边界，火山位于仰冲板块一侧，沿着岛弧或者活动大陆边缘展布。

冷的大洋岩石圈板块从海沟斜向岛弧（或大陆）俯冲。

起初，温度甚低⑴，不能激发火山活动；直到俯冲到一定距离和深度之后，不断摩擦生热，导致大洋板块较轻组分熔融；或者俯冲带上方的上覆板块底部熔融，从而引发火山活动。

⑴、火山前锋线若俯冲带倾角为45°，熔融岩浆又是从其源地垂直上升喷出地表，则所形成的火山就应该位于海沟陆侧150公里远的地方。

在海沟和火山带之间往往有一个一二百公里宽的无火山带（1971年，W.R.Dikinson，弧沟间隙）。

1959年，日本岩石学家久野提出，从日本向亚洲大陆方向，火山岩中碱性物质的含量（特别是钾的含量）逐渐增高。

通常，先出现拉斑玄武岩，然后是碱性系列火山岩。

火山岩性质的变化，与火山源向大陆一侧逐渐变深有关。

以安山岩为主的钙碱性系列火山岩，可视为板块俯冲带的代表性岩石。

⑵、火山喷发①、离散型板块边界在离散型板块边界，火山岩是玄武岩质的，喷发相对缓和。

②、俯冲边界在俯冲边界，火山岩是安山岩质的，喷发比较猛烈。

1973年9月11日，日本本州岛以南的小笠原群岛西面的无人岛西之岛附近的海面，新的岛屿从水下升起，日本增加了0.24平方公里的领土。

该岛火山岩为安山岩。

南美洲西缘的俯冲边界，安第斯山脉一带有安山岩分布。

安山岩这一名称就是从安第斯山而来的。

1943年2月20日，墨西哥城以西320公里处一个村庄，一座火山从玉米地里升起。

在一个星期内，堆起一座高100多米的火山锥。

3年之后，形成一座海拔2774米的高山。

环太平洋带是全球主要的俯冲边界。

全世界大多数火山分布在这个带（活火山370座）。

因此，环太平洋带有“火环”或“火圈”之称。

③、地中海带在地中海带，从地中海一直延伸到印度尼西亚岛弧区。

维苏威火山公元79年的爆发，掩埋了罗马的庞贝城和赫库尔努姆城。

④、印度尼西亚岛弧带在印度洋东北缘的印度尼西亚岛弧一带，板块俯冲作用十分活跃，导致坦搏纳、喀拉喀托火山以及近期印尼的一些火山地震。

中国的火山活动，以台湾一带最为活跃，共有20多座火山。

火山岩以安山岩为主。

这些火山大多与菲律宾板块沿琉球海沟最西段的俯冲活动有关。

3、夏威夷－皇帝海岭火山链夏威夷－皇帝海岭火山链位于北太平洋。

夏威夷海岭和皇帝（天皇）海岭都是无震海岭或不活动海岭。

⑴、夏威夷海岭其中，夏威夷岛上的基拉韦厄火山是太平洋板块内部热点上的一座活火山。

该火山链向西北延伸，约有200多座大小不等的死火山组成夏威夷群岛。

这些死火山，有的露出水面；越向西北方向，沉没于水下越深，以海底平顶山形态出现。

至中途岛，突然转为北北西方向分布，直达阿留申－千岛群岛海沟附近。

这些北北西方向分布的死火山，全部在水下2000～3000米不等。

⑵、皇帝海岭中途岛西北，一连串的海底火山构成了皇帝海岭。

是通过夏威夷时（？）先后形成的，呈北北西走向；与夏威夷海岭之间有一个明显的转折，表明板块运动方向曾经发生改变。

1977年，53航次在天皇海岭的钻探证据：古纬度；各海岭的年龄：西北端7000万年，东南端4300万年。

⑶、火山年龄夏威夷火山年龄为80万年；而西北方的毛伊岛为130万年，英洛凯岛为180万年，瓦胡岛为250万年，考爱岛为560万年，中途岛为2000万年。

然后转向北北西，皇帝山链大约在4000万年以前。

这一向西北方延伸的群岛，其形成年龄逐渐变老。

夏威夷群岛从西北到东南方向，火山岛年龄越来越小。

⑷、火山岛线性排列与热点假说火山岛的线性排列的成因假说——热点假说。

1977年53航次在天皇海岭的钻探，为热点假说提供了很有力的证据。

中途岛岩石的化石磁性研究表明，其形成时的位置不是现在的北纬28°，而是北纬19°。

夏威夷岛上的基拉韦厄火山正好就在北纬19°上。

4、热点假说⑴、威尔逊的热点假说威尔逊首先注意到火山年龄递减现象。

从而，提出了热点假说。

他指出，现代夏威夷群岛的基拉韦厄火山，是一个被深地幔紧紧锚住的热点。

太平洋板块在其上向西北作相对移动时，经过正在活动的热点，热岩浆以喷溢的形式形成了火山熔岩。

较老的火山从热点移开时，火山作用趋于微弱，乃至熄灭冷却而逐渐下沉，最终沉没到海底，成为海底平顶山。

⑵、热点的概念热点是指一些分散、孤立的活动区，在那里地幔深部的热熔岩浆上升，岩石圈仿佛被烧穿了，岩浆到达地表形成火山；先形成的火山随板块运动移离热点；在后面的热点，又形成新的火山；由于热点处断续地喷溢岩浆形成火山，而板块又不停地移过热点，因而这样不断地推陈出新，发育成由一串从新到老的火山构成的火山链。

（据威尔逊等）⑶、热点假说图解热点假说图解：①、地幔岩石构成的热柱；②、热点被紧紧锁住，不能移动。

5、热点与地幔柱⑴、地幔柱的概念摩根提出了地幔柱的概念：在下倾并且出现火山的地方，地底下存在地幔柱——一种圆柱状的深部地幔物质的上升流；由于灸热地幔物质向上涌升，导致物质盈余，因而在那里形成重力异常；根据重力值，探得地幔柱的直径约为200公里或更大；源于软流圈以下的地幔。

⑵、热点火山岩的特点热点喷出的火山岩在成分上不同于板块边界的火山。