加勒比板块
阿拉伯板块
菲律宾海板块
纳兹卡板块
可可板块
三、板块的边界类型
• 分离型（离散型）边界：相当于大洋中脊 轴部，两侧板块相对离开，应力状态为拉 张。 • 汇聚型（聚敛型）边界：相当于海沟及年 青的造山带，两侧板块垂直于边界相向而 行，应力状态为挤压。可进一步划分为俯 冲边界和碰撞边界两种亚型。 • 平错型（剪切型）板块边界：相当于转换 断层，两侧板块相互滑过，既没有板块的 生长，也没有板块的破坏。
地震特点
• 转换断层的类型： • 分类依据：平移段的运动方向和两端构造 带类型及其组合特征。 • 按平移段的运动方向：右旋、左旋。 • 按构造带类型的组合特征： 最常见的为洋脊-洋脊型 转换断层
除了洋脊－洋脊 型转换断层外， 还有连接洋脊和 海沟、海沟和海 沟的转换断层。 威尔逊提出了六 种转换断层类型， 即洋脊－洋脊型、 洋脊－凹弧形、 洋脊－凸弧形、 凹弧－凹弧形、 凹弧－凸弧型、 凸弧－凸弧形。
• 根据转换断层的应力状态（兼具有拉张或 挤压性质），可分为张性转换断层和压性 转换断层。 • 压性转换断层：构造变形十分强烈，往往 有软流圈物质上涌，出现火山活动，局部 可形成新洋壳。 • 张性转换断层：往往发育狭长的沟槽。
• 转换断层的形成机制： • 大陆分成两块时，新的张性破裂追踪先成的 断裂或脆弱带、或受其影响出现拉张段和平 移段，地幔物质沿拉张段上涌演化为洋中脊 ，平移段演化为中脊-中脊型转换断层（解释 赤道大西洋中脊-中脊型转换断层）。 • 原始海沟两侧的A板块和B板块各自在不同地 段上俯冲到对方之下：一侧为A板块俯冲， 一侧为B板块俯冲，消耗和增生情况的差异 导致剪切破裂和平移，形成转换断层（解释 新西兰阿尔卑斯断层）。
离散型 聚敛型
转换断层
四、转换断层
• 定义：转换断层是垂直发育在大洋中脊并 将大洋中脊切割错断的断裂带、位移突然 终止或者改变形式和方向的平移断层。
断层崖壁
• 转换断层的特点： ①断层两侧的两段中脊之间的距离不随时间推 移而加大。 ②相互错动只发生在两段中脊之间的一段上。 ③错动突然终止。 ④断层所预期的错动方向与平移断层相反。 ⑤是切穿整个岩石圈的深断裂。 ⑥洋脊轴部的浅震由拉张引起，洋脊之间断裂 带上的地震有水平剪切作用产生
类 两侧板块的 型 运动方向
应 力 状 态
地震活动 岩石圈演 特征 化特点
两侧板块地壳 性质
实例
离 散 型
垂直于边界 的相背运动
拉 张
大陆岩石 浅震，正 圈分裂， 断层型 大洋岩石 圈生长
陆壳-陆壳 裂谷 带 洋壳-洋壳
大陆裂谷带（东 非裂谷带）
大洋裂谷带（大 洋中脊） 洋内弧沟系（岛 弧型） 陆缘弧沟系（安 第斯型）
• 板块沿球面的旋转运动： • 欧拉定律（E.Euler ，1776） 一个刚体沿半径不变的球面的运动，必定是环 绕通过球心的轴的旋转运动。在球体表面，任 何一点的移动都不是沿着直线，而是弧线；如 果这种移动表现为复杂的曲线形式，那么它的 移动轨迹将有许多圆弧小段组成。 • 板块的运动遵循欧拉定律，旋转轴通过地心， 旋转轴与地球表面的交点叫做旋转极。
（3）海底扩张与海平面变动： 洋中脊的形成与消失，对大洋盆地的容积有显 著影响： 洋中脊上升→洋盆体积缩小→海进 洋中脊下降→洋盆体积扩大→海退 （4）平顶海山、珊瑚礁与洋底的沉降： ① 大洋中平顶海山的形成与洋底扩张沉陷有关 ，中洋脊轴部火山活动强盛之处往往形成火山 岛，火山岛随板块向外扩张推移，火山活动逐 渐平息。 ②珊瑚礁追随海平面上升而生长，生长速度大 致与基底的沉降速度相当。
第三节 板块构造的基本原理
目录
• • • • • • • • • • 一、板块构造理论的要点 二、板块的划分 三、板块的边界类型 四、转换断层 五、大洋中脊与板块的扩张 六、贝尼奥夫带与板块的俯冲 七、板块的运动 八、大洋的演化—威尔逊旋回 九、热点—地幔柱假说 十、板块的驱动机制
• 在普通地质学中我们已经学习过板块构造 理论的一些内容。 • 首先回忆一下，什么是板块？ • 板块：地球的岩石圈并不是连续的，它被 一些首尾相连的构造活动带（洋中脊、海 沟和转换断层）分割为若干大小不一的块 体，称为板块。 • 板块内部的地震活动相对比较微弱，边缘 则由于板块之间的频繁相互作用导致火山 地震活动频发。
• 板块俯冲的两种主要类型： • A式俯冲：古洋壳板块已消失，俯冲带两侧 的板块直接碰撞，板块交界处硅铝层增厚 ，常隆起巨大山脉（如喜马拉雅山）。 • B式俯冲：密度较小的洋壳向下俯冲到密度 较大的陆壳下方，板块交界处常形成火山 地震带、岛弧（山弧）等（如太平洋边缘 ）。
A式俯冲
B式俯冲
七、板块的运动
• 贝尼奥夫带的特点： ①岛弧下较陡（多>45°），陆缘山弧下较缓（ 多<30°），且随深度增大倾角变陡。 ②长度或最大深度在各地不尽相同，强烈地震的 数量和最大震级均随震源强度增大而减少。 ③长度和倾角与板块俯冲速度有关，俯冲速度越 大，贝尼奥夫带越长，倾角越小。 ④与海沟相伴随，一般倾向大陆（也有例外）。 ⑤一些海沟之下发现另一列较弱的震源带，倾向 于贝尼奥夫带相反，长度有限，可能与大洋板 块俯冲弯曲导致板块断裂有关，长度不超过大 洋板块的厚度。
一、板块构造理论的要点
• （1）强调地球的物理性质截然不同的两个圈层— —上部的刚性岩石圈和下部的塑性软流圈——的 对立。 • （2）岩石圈可以划分成为若干大小不一的板块， 板块是运动的。 • （3）岩石圈板块横跨地球表面的大规模水平运动 为一种球面上的绕轴旋转运动，全球范围内分离 型板块边界的扩张增生与汇聚型边界的压缩消亡 相互补偿抵消，使地球的半径保持不变。即：新 板块的增生与旧板块的消亡是相互补偿的 • （4）岩石圈板块运动的驱动力来自地球内部，最 可能是地幔物质的对流。
• 板块的运动表现为绝对运动和相对运动： • 绝对运动：板块相对于地球旋转轴的运动。 • 相对运动：一板块相对于另一板块的运动。 旋转运动：一板块相对于另一板块或球面上 某一点的旋转运动。 • 板块旋转运动的确定：主要用板块的旋转轴 或旋转极的位置和旋转角速度来确定 • 板块的相对运动观点认为，不仅板块本身可 移动，板块的各类边界及旋转极也可移动— —相对移动。
• 通过上面的结论可知，板块距离旋转极远 的，线速度小；距离旋转极近的，线速度 大，赤道上的板块旋转线速度最大。 • 测定板块旋转速度的瓦因-马修斯法： 测定地层中磁异常条带的宽度和该条带地 质时间跨度的比值
• 板块边界的迁移： 渐变式和突变式两种。 • 最常见渐变式。渐变式板块边界的迁移不存在 汇聚型板块边界，仅是某一边界在缓慢移动。 • 突变式迁移表现为扩张脊轴发育位置的突然变 更，在大陆-大陆、大陆-岛弧、岛弧-岛弧之间 ，其相互碰撞可导致俯冲带消失，在其他地方 形成新的俯冲带。
• 板块的三联点： 板块的分布图上，常可见到三条板块边界相 交于一点，这个点与三个板块相邻接，叫做板 块的三联结合点（活三联点）。任何一对板块 间的边界总是以三联点作为端点。 三联点处相接的板块边界，可以是分离型、会 聚型或转换型边界，最常见的是裂谷-裂谷-裂 谷型（如印度洋中脊三个分支的交点）。
二、板块的划分
• 板块之间的界线：洋中脊、转换断层、海 沟或年轻的造山带 • 板块划分的标志： ①地震带：全球的地震带是板块边界的相 对运动造成的，全球各地震带相互交接、 首尾相连。 ②地貌标志：板块边界由于强烈的构造运 动，对地面形态有强烈的塑造作用，容易 形成洋中脊、海沟、褶皱山系等。
• 六大板块的划分方案： • 全球板块的划分至今仍然存在争议，但全 球主要板块的划分方案却是清晰的。一般 将岩石圈划分为六大板块，此外还有十二 板块、十五板块等分类方法，每个大板块 也可再分为许多次一级的小板块。 • 目前常用的六大板块的划分方案是由法国 的勒皮雄（X. Le Pichon，1968）提出的。
③洋底边扩张边沉降，中脊顶部水深较小，其 沉积物与中脊顶部所处的水深有关，一般： 顶部位于CCD以上——形成钙质沉积物 沉降至CCD以下——硅质沉积或深海红粘土 所以，洋底岩石圈自洋中脊形成以后，同时在 发生扩张、冷却、固结、沉陷、接受沉积。
六、贝尼奥夫带与板块的俯冲
• 环太平洋地震带是全球最强烈的地震带。震 源深度通常靠洋侧较浅，靠陆侧较深，构成 一个倾斜的地震带，称贝尼奥夫带。 • 贝尼奥夫带总与大洋边缘的海沟相伴随，除 分布在太平洋边缘地区以外，也见于印度洋 的爪哇海沟，大西洋的波多黎各海沟等。
大西洋中脊，位于大西洋 中部，如图所示，可见垂 直于洋中脊的转换断层。
东太平洋中隆：位于太 平洋东部
• 板块扩张： （1）洋底岩石圈厚度的变化： 洋底岩石圈形成于中脊轴部，岩石圈形 成之后经历的冷却时间越长，软流圈顶部填 充于晶粒间的玄武岩熔体结晶成为固体的越 多，使岩石圈不断增厚。 （2）洋底在扩张中的沉降： 冷却结晶后，玄武岩熔体密度增加、体 积减小，软流圈顶部玄武岩熔体冷凝转化为 岩石圈的组成部分，伴随体积减小，洋底岩 石圈表层向下陷落。
转换断层与平移断层的区别
转换断层 平移断层
两侧中脊距离的演变
不随时间的推移加大
只发生在转换断层两侧 的洋中脊之间的地段
随时间推移加大
断层的剪切作用范围
沿整个断层面发生
水平剪切方向与洋中脊 与断层两侧洋中脊显示 与断层两侧中洋脊显示 方向的关系 的错开方向相反 的位移方向一致 水平剪切运动范围 在转换点终止，转换为 仅端点逐渐变为规模很 拉张或挤压构造带 小的剪切裂隙 只发生在洋中脊之间的 整个断裂带上都可发生 断裂带上，浅源地震为 地震 主
五、大洋中脊与板块的扩张
• 大洋中脊的主要特征： ①高耸于深洋盆之上的巨大海底山系，洋脊轴部出现宽阔 裂谷带——中轴裂谷带。 ②各大洋中脊彼此相连，形成环绕全球、长度极长的中脊 系统。 ③大西洋中隆位于大西洋中央（大洋中脊），太平洋中隆 位于太平洋东侧（东太平洋中隆）。 ④火山地震活动强烈。 ⑤主要由火山岩经拉张产生断裂导致岩浆喷发形成。 ⑥重力异常与两侧的洋盆区近于相等，中脊轴部的重力异 常明显低于两侧洋盆区。 ⑦大洋中脊轴部热流值很高，向两翼低温梯度和热流值变 小