大洋地殼的構(gòu)造與巖石組成

大洋地殼的構(gòu)造與巖石組成一、大洋地殼的結(jié)構(gòu)二、大洋中脊及其巖石組成三、大洋盆地及其巖石組成四、大洋地殼相關(guān)理論五、大陸漂移、海底擴(kuò)張與板塊運(yùn)動(dòng)大洋地殼的結(jié)構(gòu)確定洋殼巖石性質(zhì)的主要手段是深海鉆探及海底拖挖采樣。深海鉆探的許多鉆孔已穿透沉積層到底大洋基底，但大量鉆孔還僅限于揭露第二層的上部，所采樣品幾乎都是低鉀的拉斑玄武巖，通常呈枕狀產(chǎn)出。鉆探并揭示有的玄武巖熔巖夾有沉積巖層（含有孔蟲(chóng)和放射蟲(chóng)化石）。洋殼結(jié)構(gòu)與巖石性質(zhì)的獲取洋殼結(jié)構(gòu)與巖石性質(zhì)的獲取根據(jù)洋殼各層的地震波速與實(shí)驗(yàn)室測(cè)得的一些巖石速度的比較，可以對(duì)洋殼的巖石性質(zhì)作出某些推測(cè)?？墒?，用地震波速推測(cè)洋殼的巖石組成有很大的局限性。好多不同的巖石可以具有相近的速度值；而遭受破碎、變質(zhì)等作用的同一種巖石，卻可以測(cè)得不同的速度值。從第三層的縱波速度值（6.70土0.25公里/秒）看，認(rèn)為第三層由玄武巖組成的看法是有問(wèn)題的，應(yīng)該是輝長(zhǎng)巖、角閃巖等。與第二層速度值相當(dāng)?shù)膸r石更是多樣。大洋地殼覆蓋地球表面的一半以上，但是由于其表面被海水覆蓋，大洋鉆探的深度又不夠，所以對(duì)大洋地殼的研究仍然十分薄弱。大洋地殼：厚度薄、質(zhì)地致密，年輕大陸地殼：厚度大、比重小、古老層1，沉積層，厚度變化大，大洋中脊上往往缺失或作零星分布。層2，火山巖層，沿中脊頂部廣泛出露，也廣泛分布于洋盆中，縱波速度變化大。深海鉆探表明，主要由拉斑玄武巖，部分為固結(jié)沉積巖組成。層3，輝長(zhǎng)巖或橄欖巖，縱波速度和厚度都十分穩(wěn)定，厚度在5公里左右，是大洋地殼的主體部分。層3的底面為莫霍面，該面之下為上地幔層。莫霍面實(shí)際上是海水滲透和熱液蝕變的最低界面。洋殼的形成是熔融的地幔物質(zhì)，通過(guò)地殼上的熱點(diǎn)，分期、斷續(xù)地?cái)D入上部，迅速冷卻和蝕變的結(jié)果洋殼的分層洋殼巖石的三層結(jié)構(gòu)第一層，沉積層，地震縱波速度1.5—3.0公里每秒。具有間斷分布的性質(zhì)。在近大陸坡麓處厚度最大，可達(dá)1—2.5公里；在洋中脊斜坡上較薄，約200米；在中脊頂部100—200公里寬的地帶，沉積層極薄或缺失。沉積物主要為陸源碎屑、火山碎屑、生物碎屑及一些自生礦物。第二層，火山巖層（基底層），具有到處分布的特征，其縱波速度為4.5—5.5公里每秒，平均厚度1.5公里。地震反射探測(cè)顯示這層表面極其不平坦。巖性為大洋拉斑玄武巖，夾有固結(jié)的沉積巖。第三層，大洋層，在大西洋，這層速度值的80％落在6.5—7.1公里每秒之間。他的平均厚度為5公里左右。是大洋地殼的主體層。這層的厚度隨洋底高度增大而增大。物質(zhì)可能是輝長(zhǎng)巖或角閃巖及蛇紋石化橄欖巖。層序厚度(Km)縱波速度(Km/s)密度(g/cm3)水層4.81.51.03第一層0.52.21.90第二層1.55.22.55第三層4.96.82.86莫霍面下約12Km8.13.30標(biāo)準(zhǔn)大洋地殼結(jié)構(gòu)層二分為兩個(gè)或三個(gè)亞層二A：枕狀玄武巖，厚約700m；二B：枕狀玄武巖、玄武巖流和巖脈互層，與二A呈過(guò)渡狀態(tài)，并具蝕變強(qiáng)烈的角礫巖，其上具多種自生礦物；二C：塊狀玄武巖和巖脈，玄武巖具蝕變現(xiàn)象。層三可分為兩個(gè)亞層巖漿房巖漿房的大小與大洋中脊（海?。┑臄U(kuò)張速度有關(guān)上述標(biāo)準(zhǔn)大洋地殼結(jié)構(gòu)是指大洋盆地的地殼結(jié)構(gòu)，大洋中脊的地殼結(jié)構(gòu)則有顯著不同。大洋中脊地殼的主要特點(diǎn)是：厚度較正常大洋地殼小，且地殼之下存在一層異常的波速層：7.3～7.7公里每秒。這一波速大于第三層的速度值，而小于上地幔的速度值，有人稱之為“殼?；旌蠈印薄６鄶?shù)學(xué)者把這一層當(dāng)作不正常地幔，稱之為“異常上地幔”。大洋中脊地殼變薄和存在異常上地幔，系與深部熱而膨脹的地幔物質(zhì)上涌有關(guān)。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)，這一層亦見(jiàn)于陸上的構(gòu)造活動(dòng)帶。正常大洋地殼（洋盆區(qū)）的一般厚度為5-10公里。在大洋中脊軸部，由于沉積層和大洋層的變薄或缺失，地殼厚度減至3～5公里。在無(wú)震海嶺或海底火山區(qū)，地殼厚度可以增大到15公里或更大。在印度洋塞舌爾群島以及其他一些海底高地，屬于殘留的微型大陸，但是地殼厚度一般小于正常的大陸地殼。人們通常把較薄的大陸地殼叫做次大陸地殼，把較厚的大洋地殼叫做次大洋型地殼，二者也統(tǒng)稱過(guò)渡型地殼。大洋型地殼區(qū)別于大陸型地殼的要點(diǎn)，在于薄而重，同時(shí)缺失大陸型地殼所特有的“花崗巖層”。大陸型地殼不僅具有“花崗巖層”，而且“玄武巖層”也比大洋型地殼大大增厚。這樣一般大陸地殼就比大洋地殼厚達(dá)4—6倍。大洋地殼和大陸地殼的過(guò)渡在不同的大陸邊緣，大陸地殼和大洋地殼之間的過(guò)渡，表現(xiàn)為不同的型式。第一種，出現(xiàn)于大西洋型大陸邊緣，陸地經(jīng)過(guò)大陸架、大陸坡、大陸裾過(guò)渡到大洋盆地。大西洋型大陸邊緣位于板塊內(nèi)部，其兩邊的大陸巖石圈和大洋巖石圈是作為同一板塊一起運(yùn)移。根據(jù)地震探測(cè)，發(fā)現(xiàn)地殼厚度由洋向陸急劇增大。在美國(guó)東部大陸邊緣，一個(gè)顯著特點(diǎn)是沉積層底面出現(xiàn)明顯的坳陷，這里沉積厚度增大，形似被充填（如圖）

在非洲的大西洋海岸，沿塞拉勒窩內(nèi)大陸架的邊緣，地震資料探出有大型斷裂。在大陸坡地帶不到100公里的橫向距離內(nèi)，地殼厚度由洋向陸陡然加大（約增加三倍以上）。非洲臺(tái)地基底的花崗巖層沿推斷的斷裂與洋殼的第二層和第三層接觸。同時(shí)發(fā)現(xiàn)早、中古生代的沉積地層（地震波速5.2－5.4公里/秒）向大洋方向尖滅。在大西洋和印度洋周緣，洋殼第二層向大陸方向，通常至大陸坡尖滅，有的在離大陸坡較遠(yuǎn)的洋底，洋殼第二層便已經(jīng)尖滅，有的第二層可以以火山巖形式延至陸上，在北大西洋，厚度達(dá)3～4公里的第二層以高原玄武巖形式出露于冰島和法羅群島上。太平洋型大陸邊緣表現(xiàn)為另一種過(guò)渡形式，其又可以分為兩種，一種以西太平洋島弧—海溝—邊緣海系列為代表，另一種以南美西緣的安第斯亞型大陸邊緣為代表。前一種情況（西太平洋島弧—海溝—邊緣海系列）最為復(fù)雜，過(guò)渡帶的范圍異常廣闊，從洋向陸出現(xiàn)下列單元：海溝—島弧—邊緣海深海盆地—陸坡—陸架，地殼厚度急劇變化，地殼類型交替出現(xiàn)（呈鑲嵌狀）。海溝的向洋一側(cè)斜坡，是典型的大洋型地殼。在海溝的軸部，地殼厚度有所增大。向海溝的內(nèi)側(cè)坡，地殼厚度進(jìn)一步增大。到島弧區(qū)，可以出現(xiàn)大陸型或者次大陸型地殼。如果從島弧向海溝方向追索，發(fā)現(xiàn)隨著花崗巖層尖滅，地殼厚度減薄。而從島弧向邊緣海深海盆地方向，地殼厚度也明顯減小。在邊緣海盆地區(qū)，花崗巖層通常缺失，出現(xiàn)大洋型或者次大洋型地殼；有時(shí)則保留有薄層花崗巖層，出現(xiàn)次大陸型地殼。從邊緣海盆向大陸坡、大陸架方向，地殼厚度復(fù)又增大，這里的地殼過(guò)渡型式與大西洋型大陸邊緣相似，在大陸架出現(xiàn)正常的大陸型地殼，大陸坡則往往是次大陸型地殼。安第斯型大陸邊緣的過(guò)渡情況相對(duì)簡(jiǎn)單，這里海溝與大陸坡相鄰，其間并沒(méi)有出現(xiàn)邊緣盆地。島弧仿佛焊接在大陸上，故其過(guò)渡型與海溝的遞變形式相似。由大陸向海溝方向，花崗巖層尖滅，地殼厚度減薄。在大西洋型和安第斯型大陸邊緣，通常可以將大陸坡麓作為大陸型地殼和大洋型地殼的分界（如圖）。在島弧—海溝—邊緣海地區(qū)，大陸型地殼和大洋型地殼之間的過(guò)渡是復(fù)式的，因?yàn)閸u弧陸側(cè)又出現(xiàn)具大洋型或過(guò)渡型地殼的邊緣盆地。上述幾種地殼過(guò)渡形式，以島弧—海溝—邊緣海系列最為復(fù)雜，安第斯型次之，大西洋型大陸邊緣最為簡(jiǎn)單。地殼厚度向洋的變薄是突變還是遞變，與大陸邊緣及相鄰陸地的地形形態(tài)有關(guān)，地形越陡峻，厚度變化越劇烈，地形越平緩，厚度遞變就比較緩和。大洋中脊及其巖石組成大洋中脊是綿延于洋底的巨大火山巖系，長(zhǎng)6萬(wàn)Km，寬數(shù)百公里，占洋底面積33%，高出洋底1-3Km，脊頂水深2-3Km大洋中脊的地殼結(jié)構(gòu)與大洋盆地有顯著區(qū)別。在大西洋中央裂谷帶底下，缺失洋殼第三層，第二層直接覆蓋在異常地幔上；有些地方第二層變厚，厚度變化在1—4.5公里之間，中脊軸部的地殼總厚度明顯變薄。東太平洋海隆軸部的地殼結(jié)構(gòu)屬于另一種類型，洋殼第三層連續(xù)越過(guò)海隆，但厚度減薄至3公里左右；第三層覆蓋于異常地幔上；整個(gè)地殼厚度也有減薄，莫霍面向上抬升（如圖）。印度洋中脊的地殼結(jié)構(gòu)有的段落屬于大西洋中脊型，另有些段落類似于東太平洋海隆類型。各大洋中脊特征大西洋中脊:最典型，它與兩側(cè)大陸平行，略呈S形；高出洋底2000—3000m，洋脊的中央常為一深陷裂谷——中央裂谷。裂谷兩側(cè)有一系列階梯狀斷層，形成地塹構(gòu)造。大洋中脊的一段各大洋中脊特征印度洋中脊分三支，呈“人”字形；位于印度洋中央，沿東經(jīng)70°方向南北延伸，在南緯20°處分叉，東南延伸至太平洋、西南延伸至大西洋，與大西洋中脊相連、向北進(jìn)入亞丁灣。太平洋中脊偏東側(cè)，稱東太平洋海嶺，起伏程度小。有些海底山脈不在大洋的中間，一般稱為海嶺。如印度洋的東印度海嶺北冰洋的羅蒙諾索夫海嶺太平洋東部的海嶺（其沒(méi)有明顯的中央裂谷），也稱太平洋中隆。全球大洋中脊分布三大洋中脊南端在南半球相連，北端進(jìn)入大陸，東太平洋海嶺在加利福尼亞進(jìn)入大陸；印度洋中脊在紅海延伸到阿法爾和埃塞爾比亞裂谷；大西洋中脊越過(guò)北冰洋，到達(dá)貝加爾湖地區(qū)。大洋中脊的特點(diǎn)洋脊為高地?zé)崃鳟惓^(qū)。中央裂谷附近的熱流值常是深海盆正常值的2—3倍。裂谷為重力負(fù)異常區(qū)，說(shuō)明物質(zhì)的密度較小。洋脊處地殼較薄，大部分地段基巖裸露。主要為玄武巖，沒(méi)有或有極薄的深海沉積物，在較深部位的巖石有不同程度的變質(zhì)現(xiàn)象。綜上所述，洋脊位于溫度高的地幔軟流圈上隆的地段，是巖石圈的巨型張裂谷，是巖漿的涌出口和地?zé)崤判箍?，也是區(qū)域變質(zhì)發(fā)生的地帶。大洋中脊的巖石類型大西洋：北緯45°區(qū)：無(wú)斑非晶質(zhì)玄武巖，局部有少量斜長(zhǎng)石斑晶，具斑晶的玄武巖中含少量橄欖石和圓形輝石。北緯36°區(qū)：苦橄玄武巖和苦橄巖類，具有較高的Fe/Mg值和Ti值。北緯22°-23°區(qū)：拉斑玄武巖，外面有一層30-40mm的橙玄玻璃，屬高鋁玄武巖，局部有變質(zhì)玄武巖。印度洋中脊：巖性主要為拉斑玄武巖，斑晶為斜長(zhǎng)石，部分為橄欖石，低Na、K，富含橄欖石斑晶的玄武巖產(chǎn)生于中脊裂谷壁上，富含鉻。局部地區(qū)具有大量的蛇紋石化橄欖巖等超鐵鎂巖。大洋中脊的巖石類型東太平洋隆起：北緯45°-49°區(qū)：富含橄欖石和輝石的玄武巖；北緯21°區(qū)：①富斜長(zhǎng)玄武巖，高Ti，高Fe/Mg比值，占3%；②斜橄輝玄武巖，呈枕狀熔巖形態(tài)，高Ti，高Fe/Mg比值，占87%；③橄欖玄武巖，橄欖石為早期結(jié)晶，占10%。北緯8°-9°區(qū)：①鐵玄武巖，由輝石、斜長(zhǎng)石和鈦磁鐵礦組成，F(xiàn)e含量12-15%，Ti>2%；②斜橄輝玄武巖，橄欖石含量<9%，F(xiàn)e含量10%-12%，Ti含量1.5%-2%；③斜長(zhǎng)輝石玄武巖，缺橄欖石，F(xiàn)e含量<11%，Ti含量<1.5%，富含重稀土元素。南緯5°-15°區(qū)：由低鉀拉斑玄武巖組成，以斜長(zhǎng)石斑晶為主，僅少量單斜輝石和橄欖石。大洋中脊的巖石類型大西洋和印度洋的玄武巖中富橄欖石和橄欖石斑晶，常見(jiàn)的是富鎂的苦橄玄武巖類。東太平洋隆起的玄武巖以單斜輝石和斜長(zhǎng)石為主要成分，缺少超鐵鎂質(zhì)巖，出現(xiàn)富鐵的玄武巖。大洋中脊的巖石類型大洋盆地及其巖石組成與大洋中脊沉積層薄而間斷分布的特點(diǎn)不同，深海盆地的沉積蓋層幾乎是連續(xù)的，在凹凸不平的基底上帶有填充和披蓋性質(zhì)，沉積層厚度大致在數(shù)百米至一公里之間。沉積層的產(chǎn)狀差不多是水平的，一般無(wú)形變的痕跡，有些沉積層帶有滑移跡象；斷層十分少見(jiàn)，主要出現(xiàn)在靠近海溝外緣隆起的地方。洋盆的沉積物主要為深海紅粘土、鈣質(zhì)和硅質(zhì)軟泥，陸源碎屑物質(zhì)比較少見(jiàn)。在鄰近島弧或火山島的地區(qū)，火成碎屑成分占有一定的比重。一般在淺于碳酸鈣補(bǔ)償深度的海區(qū)，接受了遠(yuǎn)海鈣質(zhì)軟泥沉積，而在水深大于碳酸鈣補(bǔ)償深度的地方，沉積了硅質(zhì)軟泥和深海紅粘土。在赤道生物高產(chǎn)帶沉積速率甚高，沉積厚度較大。在近極地海域，則停積了冰山搬運(yùn)的物質(zhì)。深海底流的侵蝕作用有時(shí)會(huì)在洋底導(dǎo)致沉積間斷，并記錄在洋底沉積剖面中。

深海盆地基巖的研究程度不如中脊地區(qū)，基巖露頭一般比較少見(jiàn)，主要見(jiàn)于洋底隆起區(qū)周緣的斷裂帶和一些構(gòu)造階梯處。在深海盆地拖采和鉆遇的玄武巖、輝長(zhǎng)巖以及超基性巖類，與大洋中脊的相應(yīng)巖石是十分類似的。大西洋：DSDP第39航次355孔：無(wú)斑非顯晶質(zhì)玄武巖及由斜長(zhǎng)石、橄欖石和單斜輝石組成的角礫巖；DSDP第11航次105孔：獲取侏羅紀(jì)玄武巖，巖性與洋中脊玄武巖相似。太平洋：東北太平洋：拉斑玄武巖，與太平洋隆起類似；DSDP第24航次319孔：輝綠結(jié)構(gòu)的玄武巖，具流動(dòng)構(gòu)造。印度洋：DSDP第26航次250孔：富含橄欖石、輝石、斜長(zhǎng)石及鐵礦的玄武巖；DSDP第24航次235孔及236孔：含輝石和斜長(zhǎng)石斑晶的玄武巖，與大西洋成分相近；DSDP第22航次211、212、213孔：堿性玄武巖和堿性橄欖巖以及蝕變玄武巖，與太平洋成分相近。深海盆地的自由空氣異常十分平穩(wěn)（接近于0），布格異?？蛇_(dá)400毫伽，重力場(chǎng)表明深海盆地處于地殼均衡狀態(tài)。這里熱流值不高，平均約為1.2微卡/平方厘米·秒左右。深海盆地的磁場(chǎng)，在許多地方，特別是鄰近中脊區(qū)域呈現(xiàn)出典型的條帶狀磁異常，并可與地磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向年表對(duì)比用來(lái)確定洋底的年齡。整個(gè)深海洋盆地是地震活動(dòng)最寧?kù)o區(qū)域，火山活動(dòng)也局限于個(gè)別地區(qū)。位于板塊內(nèi)部的洋盆地區(qū)，洋底巖石圈沿著軟流圈頂面作整體位移，構(gòu)造活動(dòng)相當(dāng)微弱。大洋地殼相關(guān)知識(shí)

1、海底磁異常帶

上世紀(jì)50年代后半期，英國(guó)學(xué)者梅森等發(fā)現(xiàn)大洋底存在獨(dú)特的線性磁異常，與陸上的大規(guī)模磁異常有著顯著的區(qū)別。在海底磁異常圖中，黑色代表正異常，白色代表負(fù)異常。海底磁異常的強(qiáng)度一般是數(shù)百伽瑪，在大洋中脊的強(qiáng)度較大，向兩翼變小。磁異常大體平行于中脊軸延展，正負(fù)異常相間排列，對(duì)稱的分布于中脊軸的兩側(cè)。單個(gè)的磁異常條帶的寬度大約數(shù)公里到數(shù)十公里，縱向上綿延數(shù)百公里以上，在遇到洋底斷裂帶時(shí)被整體錯(cuò)開(kāi)。對(duì)于磁異常條帶有不同的解釋，有人主張由于洋底巖石磁性的強(qiáng)弱不同引起。然而，廣泛分布于世界洋底的磁異常條帶，表明它必然起源于某種全球性的作用過(guò)程。1963年，瓦因和馬休斯提出瓦因—馬休斯假說(shuō)，認(rèn)為洋底磁異常條帶并不是洋底巖石磁性的強(qiáng)弱不同引起，而是在地球磁場(chǎng)不斷轉(zhuǎn)向的背景下海底擴(kuò)張的結(jié)果。地球磁場(chǎng)的極向會(huì)發(fā)生倒轉(zhuǎn)，如果海底是以海底擴(kuò)張方式不斷產(chǎn)生的話，那么地幔物質(zhì)沿大洋中脊軸部上涌冷凝形成新海底的過(guò)程中，當(dāng)溫度降低通過(guò)居里點(diǎn)時(shí)，新海底就會(huì)沿著當(dāng)時(shí)地磁場(chǎng)的方向被磁化。新海底不斷在中脊軸部形成，老海底則被推動(dòng)著向兩側(cè)擴(kuò)張。如果某個(gè)時(shí)間地磁場(chǎng)發(fā)生了轉(zhuǎn)向，則這時(shí)形成的海底便會(huì)在相反方向上被磁化。這樣，只要地磁場(chǎng)在反復(fù)的轉(zhuǎn)向，而海底又不斷地新生和擴(kuò)張，那就會(huì)形成一系列正向磁化和反向磁化相見(jiàn)排列的海底條帶，并對(duì)稱地分布于大洋中脊軸的兩側(cè)。擴(kuò)張著的海底，實(shí)際上像錄音機(jī)一樣記錄了地磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向的歷史。瓦因-馬休斯假說(shuō)地球磁極在不斷轉(zhuǎn)向，而且時(shí)間間隔為幾萬(wàn)或幾十萬(wàn)年。瓦因—馬休斯假說(shuō)，是符合現(xiàn)在的科學(xué)研究的，即磁異常條帶為地球磁場(chǎng)不斷轉(zhuǎn)向的背景下海底擴(kuò)張的結(jié)果。磁異常條帶與地磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向年表作比較后，發(fā)現(xiàn)他們能一一對(duì)照。而且，這種對(duì)應(yīng)關(guān)系也見(jiàn)于世界大洋其他海域。如冰島雷克雅內(nèi)斯海嶺（如圖），將他的磁異常圖案與地磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向年表對(duì)比后，得出該海嶺單側(cè)的擴(kuò)張速度為1厘米/年

洋底沉積物形成過(guò)程中，會(huì)在當(dāng)時(shí)的地磁作用下被磁化，但由于大洋沉積速度微小，而且沉積層中的磁化強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)弱于玄武巖（大約為1/10000）。所以盡管洋底覆有數(shù)百甚至上千米厚的沉積物，仍然不影響對(duì)大洋基底磁異常的測(cè)定。后來(lái)發(fā)現(xiàn)，沉積巖巖芯中的正反磁化段也可以與海底的磁異常條帶進(jìn)行對(duì)比。也就是說(shuō)，他也可以和地磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向年表相對(duì)比。如果沉積速度保持不變的話，有三種不同的尺度：一是地磁轉(zhuǎn)向年表的間隔，二是海底磁異常條帶的寬度，三是海底沉積層中的正反向磁化帶段的厚度，這三種不同尺度都以不同比例變化。足以見(jiàn)得，地磁場(chǎng)確實(shí)在頻繁地倒轉(zhuǎn)著，這在陸地上和洋底均有記錄。洋底的磁異常條帶也就是洋底的等時(shí)代線。磁異常條帶線的年齡相當(dāng)于它被磁化的年代，即這部分洋底在大洋中脊軸部被帶到地表的年代。在大洋中脊兩側(cè)某些洋盆區(qū)域，并沒(méi)有磁異常條帶出現(xiàn)，常被稱為磁靜帶，這因?yàn)榈卮艌?chǎng)在一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期沒(méi)有發(fā)生過(guò)轉(zhuǎn)向。海底擴(kuò)張速度的算法：磁異常條帶距脊軸的距離和這些條帶的年齡，便可以求出那里的擴(kuò)張速度（如圖），可以看出大西洋中脊、印度洋中脊、東太平洋海隆的擴(kuò)張速度。大洋的線性磁異常格局一般不延至陸殼結(jié)構(gòu)的大陸臺(tái)階和陸上，在大洋地殼和大陸地殼的邊界處，磁異常格局發(fā)生急劇的變化。大陸地區(qū)的磁異常顯得比較復(fù)雜，可能與其下的花崗巖層有關(guān)，大洋地殼與大陸地殼上磁性特征截然不同，反映了兩者之間的截然差異。大洋地殼相關(guān)知識(shí)

2、轉(zhuǎn)換斷層大洋中脊被一系列橫向斷裂帶切割，斷裂帶之間通常相互平行，其間距約50—300公里。許多斷裂帶延至中脊邊緣處變得形跡不清。斷裂帶使得兩側(cè)中脊錯(cuò)開(kāi)，看上去很像把中脊錯(cuò)開(kāi)的平移斷層。

1965年，加拿大學(xué)者威爾遜指出，這種橫斷中脊的斷裂帶不是一般的平移斷層，而是自中脊軸部向兩側(cè)的海底擴(kuò)張所引起的一種特殊斷層。威爾遜稱之為轉(zhuǎn)換斷層。平移斷層隨著時(shí)間的推移，斷層兩側(cè)兩段中脊之間的距離會(huì)越來(lái)越遠(yuǎn)；但是轉(zhuǎn)換斷層，雖然中脊軸兩側(cè)海底不斷擴(kuò)張，斷層兩側(cè)的兩段中脊之間的距離卻未必增大。其次，平移斷層，錯(cuò)動(dòng)是沿整條斷裂線發(fā)生的，至于轉(zhuǎn)換斷層，相互錯(cuò)動(dòng)僅發(fā)生在這兩段中脊軸之間的BC段，在該段以外的斷裂帶上，斷層兩側(cè)海底的擴(kuò)張移動(dòng)方向相同，其間沒(méi)有相互錯(cuò)動(dòng)。最后，轉(zhuǎn)換斷層中BC段的錯(cuò)動(dòng)方向，恰好與平移斷層中把中脊錯(cuò)開(kāi)的方向相反，如圖所示，平移斷層的錯(cuò)動(dòng)方向?yàn)橛倚?，轉(zhuǎn)換斷層則為左旋。CCBBDADA地震資料表明，地震活動(dòng)確實(shí)都集中在中脊軸之間的錯(cuò)動(dòng)地段BC上，而在該段外面的斷裂帶基本上沒(méi)有地震發(fā)生。震源機(jī)制表明，斷裂帶上地震震源的應(yīng)力是剪切，其錯(cuò)動(dòng)方向與把中脊錯(cuò)開(kāi)的視錯(cuò)動(dòng)方向相反，亦即完全符合轉(zhuǎn)換斷層所要求的方向。洋底斷裂帶確實(shí)是一種不同于平移斷層的轉(zhuǎn)換斷層。例如，赤道大西洋的一系列橫向斷裂帶，以往被當(dāng)作為左旋平移斷層，現(xiàn)在看來(lái)應(yīng)該是右旋轉(zhuǎn)換斷層（如圖）轉(zhuǎn)換斷層為海底擴(kuò)張引起的，轉(zhuǎn)換斷層的錯(cuò)動(dòng)方向也就是海底擴(kuò)張或板塊運(yùn)動(dòng)的方向。全球表面被若干球面帽蓋狀的巨大巖石圈板塊所覆蓋。板塊沿地球表面的運(yùn)動(dòng)應(yīng)遵循歐勒定理，它是一種繞某根通過(guò)地心的軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（如圖）。轉(zhuǎn)換斷層實(shí)際上標(biāo)出了板塊旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的方向。某一中脊段落的一系列轉(zhuǎn)換斷層應(yīng)相互平行，呈現(xiàn)為一系列環(huán)繞板塊旋轉(zhuǎn)軸的同軸圓弧，因此，橫斷中脊的轉(zhuǎn)換斷層應(yīng)追隨地球表面呈弧形彎曲。轉(zhuǎn)換斷層總的看來(lái)相當(dāng)平直。但是在某些段落發(fā)生轉(zhuǎn)折、錯(cuò)開(kāi)。由于斷裂帶標(biāo)示了海底擴(kuò)張或板塊運(yùn)動(dòng)的方向，斷裂帶走向的轉(zhuǎn)折表明海底擴(kuò)張方向曾發(fā)生過(guò)變化。轉(zhuǎn)換斷層的類型脊-脊型轉(zhuǎn)換斷層：橫切洋底中脊的斷層，數(shù)量眾多，平行于緯線，可能與中脊同時(shí)形成或形成更早。脊-海溝型轉(zhuǎn)換斷層：連接洋脊與海溝的轉(zhuǎn)換斷層。海溝-海溝型轉(zhuǎn)換斷層：連接海溝與海溝的轉(zhuǎn)換斷層。大洋地殼相關(guān)知識(shí)

3、島弧—海溝系俯沖帶：當(dāng)大洋板塊俯沖到大陸板塊之下時(shí)，大洋板塊向大陸板塊之下俯沖的那部分稱為俯沖帶。俯沖帶進(jìn)入地幔一定深度便被熔融、同化以及消亡，又稱消亡帶或消減帶。20世紀(jì)50年代貝尼奧夫（Benioff）發(fā)現(xiàn)這一地震帶，又稱貝尼奧夫帶。俯沖帶傾斜角度：上部30°，下部50°—60°，甚至直立。俯沖帶的深度：一般300Km，少數(shù)至700Km。俯沖帶形態(tài)：高應(yīng)力型（智利型）和低應(yīng)力型（馬里亞納型），兩種俯沖帶可以相互轉(zhuǎn)化。智利型：板塊碰撞后緊密接觸，具有俯沖侵蝕作用；馬里亞納型：海溝陸側(cè)斜坡上形成系列正斷層，具塌陷構(gòu)造侵蝕作用。海溝一般與島弧共生，但是有的海溝直逼陸緣，與陸緣的弧形山脈伴生，后者可稱為弧形山脈（或山?。舷?，即所謂的安第斯型大陸邊緣。廣義的島弧—海溝系也包括山弧—海溝系，相當(dāng)于板塊的俯沖邊界。島弧—海溝系是地球表面上最活躍的地帶。最深的海淵、最強(qiáng)烈的地震、最劇烈的火山活動(dòng)、最大的重力異常、最顯著的熱流值變化，都發(fā)生在島弧—海溝系。這里的地殼均衡狀態(tài)被劇烈破壞。外緣隆起：位于海溝洋側(cè)的低緩寬廣的隆起帶，是大洋板塊向大陸板塊俯沖擠壓拱起的產(chǎn)物。向洋側(cè)坡緩，向陸側(cè)坡陡，頂部產(chǎn)生斷裂，具淺源地震和巖漿活動(dòng)。海溝：大洋板塊向大陸板塊的俯沖地帶，形成深達(dá)6500-10000m的海底凹地。海溝坡折：位于海溝陸側(cè)斜坡上，在俯沖過(guò)程中受強(qiáng)烈擠壓，形成褶皺擠壓帶，發(fā)育系列的逆沖斷層。地貌上為一條平行海溝的嶺脊，又稱外弧?；鹕交。喊l(fā)育于海溝陸側(cè)，距海溝軸部150-200km，由火山巖及深成侵入巖組成一條弧形火山島。又稱內(nèi)弧或第二道弧?；祥g隙地及弧前盆地：從火山弧到海溝坡折間的地帶稱弧溝間隙地，間隙內(nèi)發(fā)育弧前盆地，接受巨厚沉積。殘留?。夯鹕交『竺娉Ｓ羞吘壟璧鼗蚧￠g盆地發(fā)育，弧間盆地后緣遺有殘留弧，亦稱為第三弧。殘留弧位于火山弧的陸側(cè)，在弧后擴(kuò)張的環(huán)境下，以斷裂方式從火山弧分離出來(lái)?；『笈璧兀夯鹕交∨c大陸間發(fā)育的深水盆地稱為弧后盆地。形成于擴(kuò)張拉裂作用。1.島弧—海溝系結(jié)構(gòu)上的一般特征

海溝的外壁（洋側(cè)斜坡）多正斷層，常呈階梯狀排列。這類構(gòu)造（包括外緣隆起）的形成，可能是大洋板塊俯沖下彎，導(dǎo)致彎曲部凸面的板塊表層處于伸張狀態(tài)之故

海溝的內(nèi)壁，變形強(qiáng)烈，有一系列逆掩構(gòu)造。海溝溝底的沉積物一般很少蒙受變形，推斷內(nèi)壁下部是俯沖作用開(kāi)始的地方。

在海溝內(nèi)壁或島弧外緣有俯沖帶混雜巖（或稱為島弧混雜巖）。由深海沉積物、玄武巖、輝長(zhǎng)巖、蛇紋石化橄欖巖等，經(jīng)常還有高壓低溫變質(zhì)巖等這些大小懸殊、性質(zhì)、成因、年代極不相同的巖石和沉積物遭受強(qiáng)烈剪切和變形，相互混雜在一起組成。島弧可以分為外弧和內(nèi)弧從板塊構(gòu)造的觀點(diǎn)看來(lái)，非火山性外弧實(shí)際上是在板塊俯沖擠壓作用下，在海溝陸側(cè)斜坡上，沉積層及巖石圈碎塊受到逆掩和刮削作用而產(chǎn)生的機(jī)械堆積的結(jié)果?；鹕叫詢?nèi)弧的形成，則與俯沖板塊局部熔融引起的火山活動(dòng)有關(guān)?；鹕交顒?dòng)出現(xiàn)在海溝向陸側(cè)的一定距離處。沿島弧火山活動(dòng)帶與海溝之間有一個(gè)寬約一、二百公里的無(wú)火山地帶，1971年，迪金遜把它命名為弧溝間隙。2.俯沖帶的巖石組合類型1、混雜堆積：大洋板塊與大陸板塊碰撞時(shí)，不同性質(zhì)、不同時(shí)代、不同來(lái)源的巖石經(jīng)擠壓、攪拌混雜在一起，稱為混雜堆積。在北美西部海岸山脈、我國(guó)的雅魯藏布江和秦嶺等地都有發(fā)現(xiàn)。特征：1）、成分復(fù)雜，由不同性質(zhì)、不同時(shí)代的外來(lái)巖塊、原地巖塊和基質(zhì)三部分混雜組成，其中有海溝坡側(cè)上的濁積復(fù)理式沉積、洋中脊的蛇綠巖套、各種沉積巖和變質(zhì)巖。2）、混雜堆積中巖塊大小不一，形態(tài)各異，差異懸殊；混雜堆積帶延伸較長(zhǎng)，寬窄不一。3）、混雜堆積中剪切裂隙發(fā)育，基質(zhì)和巖塊普遍受到剪切變形，巖塊可以在基質(zhì)中發(fā)生自身旋轉(zhuǎn)和位移。4）、混雜巖常與蛇綠巖套、高壓低溫變質(zhì)帶共生分布在海溝坡折地帶，形成俯沖帶前端疊瓦狀楔形構(gòu)造帶。2.俯沖帶的巖石組合類型2、增生楔狀體：大洋板塊向大陸板塊俯沖時(shí)，其表面所覆蓋的沉積物大部分堆積于海溝路坡側(cè)，形成增生楔狀體。增生楔狀體組成物質(zhì)為混雜堆積物質(zhì)，其中包括大洋沉積物和鎂鐵質(zhì)及超鎂鐵質(zhì)洋殼物質(zhì)。隨著大洋板塊不斷向下俯沖，不斷增生，引起海溝陸坡向大洋方向擴(kuò)展，同時(shí)海溝和俯沖帶也向大洋方向遷移。增生楔形體不斷增積于大陸邊緣，大陸不斷增生，弧前盆地加寬，洋殼向陸殼轉(zhuǎn)化，大陸邊緣不斷向外擴(kuò)展。當(dāng)大洋板塊向下俯沖時(shí)，大洋地殼和上覆的沉積物會(huì)遭受高壓低溫變質(zhì)作用。在大洋一側(cè)出現(xiàn)綠片巖相和藍(lán)閃石片巖相，向陸側(cè)出現(xiàn)角閃巖相。高壓低溫變質(zhì)帶（外帶）一般以藍(lán)閃石片巖為代表，它分布在靠近海溝的地帶，常與蛇綠巖套及混雜巖共生。在火山島弧部位，巖漿上升，溫度較高而壓力減小，則出現(xiàn)高溫低壓變質(zhì)作用（內(nèi)帶），以紅柱石等為代表，常與安山巖質(zhì)火山活動(dòng)及花崗巖、閃長(zhǎng)巖活動(dòng)伴生在一起。高壓低溫和高溫低壓變質(zhì)帶組成的成對(duì)變質(zhì)帶，是識(shí)別古島弧—海溝系的一項(xiàng)重要標(biāo)志。2.俯沖帶的巖石組合類型3、雙變質(zhì)帶：大洋板塊向大陸板塊俯沖，在板塊接觸地帶會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)變質(zhì)帶：高壓低溫變質(zhì)帶和高溫低壓變質(zhì)帶，它們分布在弧溝間隙兩側(cè)成對(duì)出現(xiàn)，稱雙變質(zhì)帶。2.俯沖帶的巖石組合類型4、蛇綠巖套：代表一套一超基性巖、基性巖為主體的復(fù)雜的巖石組合，代表上地幔物質(zhì)?；曰鹕綆r（枕狀構(gòu)造）基性席狀巖墻群奧長(zhǎng)花崗巖輝長(zhǎng)巖橄欖輝長(zhǎng)巖輝長(zhǎng)巖橄欖巖斜方輝石橄欖巖現(xiàn)代板塊學(xué)說(shuō)認(rèn)為蛇綠巖套沿俯沖的大洋板塊一側(cè)分布，由一條超鐵鎂質(zhì)巖、鐵鎂質(zhì)巖和深海沉積物組成的復(fù)雜的巖體?，F(xiàn)在完整的蛇綠巖套由橄欖巖、鐵鎂質(zhì)和超鐵鎂質(zhì)堆積雜巖、席狀巖墻雜巖和枕狀熔巖等巖石組成，其上被含放射蟲(chóng)、有孔蟲(chóng)等深海沉積物覆蓋。蛇綠巖套的出現(xiàn)被認(rèn)為是古代巖石圈板塊消亡的位置。3.島弧—海溝系的火山巖在一個(gè)發(fā)育成熟的島弧中，火山巖的分布從大洋一側(cè)向大陸一側(cè)，依次出現(xiàn)拉斑玄武巖系列、鈣—堿性系列以至堿性系列。這些巖漿是在不同的深度或壓力條件下產(chǎn)生的。拉斑玄武巖巖漿發(fā)生的深度較淺，鈣—堿性巖漿發(fā)生的深度較深，堿性巖漿發(fā)生的深度最大。久野（1960）認(rèn)為島弧火山巖的巖漿源地與向陸側(cè)傾斜的貝尼奧夫帶有關(guān)。從島弧外側(cè)向內(nèi)側(cè)方向，火山巖中鐵的含量減少，堿的含量，特別是K2O的含量升高（如圖）。有人發(fā)現(xiàn)島弧系中的震源深度與地面火山巖中的含鉀量有密切關(guān)系。拉斑玄武巖系列火山巖除見(jiàn)于島弧地區(qū)，還幾乎見(jiàn)于所有其他構(gòu)造環(huán)境，如洋中脊、邊緣海、大洋島嶼及穩(wěn)定大陸。鈣—堿性系列火山巖則主要發(fā)育于島弧系，因而鈣—堿性系列所發(fā)育的大量安山巖常被當(dāng)作島弧火山巖中的特征性巖石。堿性系列火山巖有時(shí)可見(jiàn)于島弧靠大陸一側(cè)的邊緣地帶。但是堿性系列火山巖也出露于穩(wěn)定大陸、大洋島嶼等構(gòu)造環(huán)境中。4.島弧的類型及其演化島弧包括弧形山脈在內(nèi)總長(zhǎng)度約40000公里。根據(jù)它們的構(gòu)造位置和地殼特征，可分為以下三類：⑴陸緣弧，分布在大陸地塊的邊緣，島弧與大陸之間沒(méi)有具大洋地殼的深海盆地把它們隔開(kāi)。陸弧緣又可以分為兩種類型，一種呈弧形山脈直接是大陸塊的組成部分；另一種在島弧與大陸之間，隔以具大陸地殼的陸架淺海（前陸盆地）這種島弧又稱為裾弧。⑵邊緣弧，與大陸之間被具大洋地殼的邊緣海隔開(kāi)。邊緣弧又可以分為兩種類型：一是島弧的地殼結(jié)構(gòu)屬于大陸型地殼，他原來(lái)可能曾與大陸塊鄰接，后來(lái)因?yàn)榛『髷U(kuò)張作用才與大陸分開(kāi)；二是島弧地質(zhì)體中基本上無(wú)大陸基底巖石。⑶洋內(nèi)弧或大洋弧，遠(yuǎn)離大陸，位于洋盆中間，島弧地質(zhì)體中一般無(wú)大陸基底巖石，在弧后地帶通常是具大洋地殼的弧間盆地。在有的分類中沒(méi)有劃出邊緣弧，而將邊緣弧也劃歸洋內(nèi)弧中，即僅分為陸緣弧和洋內(nèi)弧兩大類。根據(jù)島弧的地殼結(jié)構(gòu)、地殼厚度以及火山巖系列，分為四類：1.胚胎階段火山鏈，主要由深海拉斑玄武巖組成，擁有大洋型地殼，厚約12公里左右。它們可能相當(dāng)于島弧的前驅(qū)階段。2.未成熟島弧，有海溝俯沖帶相伴隨，以拉斑玄武巖為主，島弧地質(zhì)體中缺失或極少花崗巖基底巖石，地殼厚15—20公里。這種類型大致相當(dāng)于上面分類的大洋弧。3.成熟島弧，有拉斑玄武巖和鈣—堿性系列的安山巖和英安巖，由大陸型地殼（厚約25—40公里）組成，花崗巖在地殼中占到30—40％。4.弧形山脈，火山巖主要屬于鈣—堿性系列，硅質(zhì)含量較高，有厚的大陸型地殼（約30—70公里），花崗巖層與玄武巖層厚度大致相當(dāng)。隨著島弧中大陸地殼的逐漸發(fā)展，鈣—堿性系列的火山巖在所有火山巖中所占的百分比逐漸增大。由小火山島弧構(gòu)成的未成熟島弧，鈣—堿性系列火山巖僅占0—40％；由大島組成的具大陸型地殼的成熟島弧，一般為40—80％；至于有巨厚大陸地殼的弧形山脈，則達(dá)80—100％。因此，在年輕的未成熟島弧中，玄武巖占主導(dǎo)地位。在成熟島弧中，安山巖是主要的?？偟目磥?lái)，大多數(shù)火山島弧主要由玄武—安山巖和安山巖組成。流紋巖和堿性巖石在島弧中一般少見(jiàn)，但是可以出現(xiàn)于具大陸型地殼的弧形山脈中。隨著島弧中鈣—堿性系列巖石所占比例的增加和大陸地殼的發(fā)展，整個(gè)火山巖中硅質(zhì)的含量亦隨之增加。較小的未成熟島弧所出露的巖石，一般不老于第三紀(jì)或白堊紀(jì)；大型成熟的島弧出露的巖石，則可以更老，不過(guò)在其上也疊置了大量年青火山巖。在成熟島弧中，往往有一比較古老的地塊核心。在小島組成的未成熟島弧中，一般沒(méi)有明顯的古老褶皺核或花崗巖層。有些未成熟弧的基底中見(jiàn)有變質(zhì)巖，但是主要是變質(zhì)的基性和超基性巖漿巖。在地震剖面上，卻往往把這些年青的大洋弧的地殼結(jié)構(gòu)解釋為次大陸型地殼，即具有厚度不大的花崗巖層。但是許多學(xué)者推斷年青大洋弧中不存在花崗巖層。事實(shí)上，島弧系的形成和發(fā)展，具體反映了通過(guò)板塊俯沖作用洋殼轉(zhuǎn)化為陸殼的總趨勢(shì)。那些成熟島弧無(wú)疑具有大陸型地殼，對(duì)于處在發(fā)展過(guò)程中的年青島弧則有必要加以具體分析，它們中有許多擁有過(guò)渡型地殼。5.邊緣盆地邊緣盆地亦稱為弧后盆地，主要見(jiàn)于西太平洋島弧—海溝系陸側(cè)。在大西洋安的列斯弧及斯科舍弧后面，地中海、印度洋的安達(dá)曼海中，也有邊緣盆地發(fā)育。⑴邊緣盆地的特征和成因大多數(shù)邊緣盆地的地殼結(jié)構(gòu)屬于或接近于大洋型，地殼厚度一般不超過(guò)10公里。有的邊緣盆地由于瀕臨大陸而有較厚的沉積層。許多邊緣盆地的基底玄武巖也是拉斑玄武巖。但是個(gè)別邊緣盆地的地殼厚度達(dá)15公里以上。邊緣盆地具有驚人的年青性。邊緣盆地的洋殼與周緣陸殼常以斷層接觸，有的邊緣盆地還見(jiàn)有引張構(gòu)造發(fā)育。尤引人注意的是，邊緣盆地具有大洋中脊頂部相當(dāng)?shù)母邿崃髦?，一般?微卡/平方厘米●秒以上。在活動(dòng)邊緣盆地底下，往往有一高頻橫波強(qiáng)烈衰減的地帶。這些特征暗示邊緣盆地是高溫地幔物質(zhì)上涌的地方，邊緣盆地具有擴(kuò)張新生性質(zhì)。一些板塊學(xué)者進(jìn)一步主張，邊緣盆地是通過(guò)弧后擴(kuò)張作用，導(dǎo)致島弧從大陸裂離或島弧本身裂開(kāi)而形成。由于邊緣盆地總是與島弧—海溝系緊密共生，構(gòu)成統(tǒng)一的溝—弧—盆體系，不難想見(jiàn)，邊緣盆地拉裂擴(kuò)張的動(dòng)力源很可能就在海溝俯沖帶。如圖所示，圖A，當(dāng)大洋板塊向陸一側(cè)俯沖潛沒(méi)，由于摩擦加熱，可以導(dǎo)致高溫地幔物質(zhì)自俯沖帶向上浮起，地幔熱底辟的膨脹和浮力可以克服板塊俯沖邊界中顯然存在的壓應(yīng)力，從而導(dǎo)致弧后地區(qū)的擴(kuò)張作用。圖B，板塊俯沖作用使得弧后地區(qū)貝尼奧夫帶上方產(chǎn)生次一級(jí)的地幔對(duì)流，正是這種次生上升流成為邊緣盆地張開(kāi)的驅(qū)動(dòng)力。除了弧后擴(kuò)張作用外，還有少數(shù)邊緣盆地，如阿留申盆地，可能原來(lái)屬于深洋底的一部分，島弧是后來(lái)形成的，才把這部分洋底包圍分割出來(lái)。關(guān)于邊緣盆地的成因，與拉裂擴(kuò)張的見(jiàn)解相對(duì)立，還有蘇聯(lián)學(xué)者的固定論觀點(diǎn)，他們提出，邊緣盆地是大陸陷落，經(jīng)過(guò)大洋化作用而形成。近年來(lái)，在不少邊緣盆地中發(fā)現(xiàn)了條帶狀磁異常，人們嘗試將邊緣盆地的磁異常與地磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向年表對(duì)比，確定了這些磁異常的編號(hào)，從而得出了邊緣盆地?cái)U(kuò)張的時(shí)代。但是，有些邊緣盆地雖然有磁條帶卻難以與地磁年表對(duì)比。總的看來(lái)，邊緣盆地的磁異常強(qiáng)度較弱，線性布局及對(duì)稱性也不如大洋盆地清晰，還有些邊緣盆地，至今尚未查明有條帶狀磁異常，加上邊緣盆地中一般無(wú)類似于大洋中脊的地形，因而不少學(xué)者認(rèn)為邊緣盆地的擴(kuò)張可能與大洋盆地的擴(kuò)張不完全相同。關(guān)于邊緣盆地的擴(kuò)張方式，還待進(jìn)一步研究。在許多邊緣海中，往往有海底嶺脊縱貫其間，魏寧●曼奈茲曾經(jīng)將這些海嶺稱為第三弧?？ɡ锔裾J(rèn)為，這些海嶺是前緣島弧的殘留部分，叫做殘留弧。當(dāng)?shù)蒯Ｎ镔|(zhì)上升，導(dǎo)致島弧沿弧的走向一裂為二，其間所形成的盆地，叫做弧間盆地，它位于前緣弧與后緣的殘留弧之間。在弧間盆地未開(kāi)裂前，前緣弧與殘留弧應(yīng)該連為一體（如圖）（2）殘留弧與邊緣盆地的演化（2）殘留弧與邊緣盆地的演化前緣弧又可以再次分裂，形成新的弧間盆地，位于老弧間盆地的洋側(cè)。當(dāng)洋側(cè)新的弧間盆地張開(kāi)后，老的邊緣盆地被遺在后面，由于它遠(yuǎn)離俯沖帶這個(gè)動(dòng)力源地，擴(kuò)張停止，于是轉(zhuǎn)變成不活動(dòng)的邊緣盆地，并逐漸冷卻下沉（熱流降低，水深增大）。在同一溝—弧—盆體系中的諸邊緣盆地，向著大洋方向隨著接近海溝，其年齡變新、熱流升高、水深減小。西太平洋大多數(shù)島弧—海溝系凸面向洋，貝尼奧夫帶傾向大陸。他們是極性正常的島弧。少數(shù)島弧凸面向陸，貝尼奧夫帶相反傾向大洋一側(cè)，為極性倒轉(zhuǎn)的反向弧。上圖A，側(cè)緣有海溝俯沖帶（與反向弧伴生）的邊緣盆地，標(biāo)志了邊緣盆地演化中的衰退期。當(dāng)邊緣盆地的洋殼俯沖殆盡，反向島弧與大陸邊緣（或殘留弧）碰撞，邊緣盆地閉合消逝（如圖）。從演化進(jìn)程來(lái)看，邊緣盆地至少可以分為：正在活躍擴(kuò)張的活動(dòng)邊緣盆地，擴(kuò)張已經(jīng)停止的不活動(dòng)邊緣盆地以及趨向收縮的衰亡的邊緣盆地。邊緣盆地關(guān)閉，島弧與大陸碰撞匯合，成為大陸的組成部分，這是大陸增長(zhǎng)的一種最重要方式。大洋地殼相關(guān)知識(shí)

4、無(wú)震海嶺及微型大陸無(wú)震海嶺的地質(zhì)地球物理特點(diǎn)無(wú)震海嶺在洋底呈線狀延伸的水下山脈，三大洋中都有分布，在太平洋尤其多見(jiàn)。海嶺上無(wú)中央裂谷，也沒(méi)有橫斷海嶺的轉(zhuǎn)換斷層，其地形不像大洋中脊那么崎嶇。無(wú)震海嶺上現(xiàn)代活火山比較少見(jiàn)，尤其是沒(méi)有頻繁的地震活動(dòng)。許多無(wú)震海嶺綿延數(shù)千公里，寬約一、二百公里，高出兩側(cè)洋盆1～3公里，其走向往往與大洋中脊垂直或斜交，有時(shí)從大洋中脊方面直延至大陸邊緣附近。所以，無(wú)震海嶺一般橫切過(guò)磁異常條帶的走向，二者并不協(xié)調(diào)。無(wú)震海嶺往往有一隆起的基座，在隆起基座上再發(fā)育了鏈狀分布的海山，高者出露水面成為島嶼。無(wú)震海嶺上的沉積層，有遠(yuǎn)海碳酸鹽沉積、生物礁相及火山碎屑等，其厚度不一，取決于深度及氣候條件。一些頂部較平坦開(kāi)闊的海嶺上，沉積厚度較大，可達(dá)一、二公里，這與大洋中脊缺乏沉積蓋層形成鮮明的對(duì)照。這些海嶺高出于碳酸鈣補(bǔ)償深度之上，接受了較厚的碳酸鹽沉積。據(jù)深海鉆探揭示，有許多海嶺曾發(fā)生大幅度的沉陷。沉積層以下，第二層顯著加厚，有的厚度達(dá)到9—10公里。其下的大洋層，厚者可達(dá)10—12公里。整個(gè)地殼厚度比兩側(cè)深海盆地明顯加厚（可達(dá)20公里左右）。結(jié)果，在無(wú)震海嶺底下，地殼向下突入地幔之中，形成“山根”。莫霍面以下地幔的波速，在某些地方明顯增大，如在夏威夷群島底下，高達(dá)8.5公里每秒有的火山成因海嶺具有顯著的正的自由空氣異常（100～200毫伽）?；鹕胶X地殼第二層和第三層的波速一般比相鄰海盆的相應(yīng)波速低，可見(jiàn)海嶺質(zhì)量過(guò)剩的根源不在地殼中，而是由地幔波速偏高所引起的。這里可能是深部重的地幔物質(zhì)上升的地方。海嶺的磁場(chǎng)展布在地區(qū)上比較局限。除線狀延伸的異常外，尚具有等軸和不規(guī)則的形狀，視各處火山體的形態(tài)而異。火山海嶺的磁異常一般表現(xiàn)較強(qiáng)，但是東經(jīng)90度海嶺等的磁異常卻反映較弱。海嶺的磁場(chǎng)與大洋盆地的磁場(chǎng)頗不協(xié)調(diào)，往往彼此交切。無(wú)震海嶺的熱流與深海盆地相當(dāng)或略偏高，一般在1.2—2.0微卡/平方厘米●秒之間。在活火山或近期活動(dòng)過(guò)的火山海嶺處，熱流值顯著增大。無(wú)震海嶺的成因及熱點(diǎn)假說(shuō)通常認(rèn)為，無(wú)震海嶺屬于火山成因。但是有的學(xué)者提出，少數(shù)海嶺可能屬于斷塊成因，這種海嶺的邊緣被斷裂帶所限。所以，無(wú)震海嶺可分為火山性海嶺和斷塊性海嶺兩類。火山性海嶺的分布十分廣泛。火山海嶺的成因與大斷裂有關(guān)。斷裂的存在導(dǎo)致其下壓力降低，地幔物質(zhì)局部熔融，并沿裂隙噴溢出來(lái)，從而形成了縱長(zhǎng)綿延的海底火山鏈。近年來(lái)，還提出了熱點(diǎn)和地幔柱假說(shuō)，用來(lái)解釋一系列無(wú)震海嶺的成因。為了解釋火山年齡的遞變現(xiàn)象，威爾遜提出了著名的熱點(diǎn)假說(shuō)。熱點(diǎn)源于巖石圈板塊以下的地幔處，相對(duì)于地球自轉(zhuǎn)軸的位置大體上是固定的，它提供熾熱巖漿，貫穿板塊上升到地表形成火山。先形成的火山隨板塊運(yùn)動(dòng)移出熱點(diǎn)并成為死火山，在后面的熱點(diǎn)處又形成新的火山。由于熱點(diǎn)處斷續(xù)地噴溢形成火山，而板塊不停地移過(guò)熱點(diǎn)，這樣不斷地“推陳出新”，就發(fā)育成由老到新的一串火山鏈。因此，火山鏈實(shí)際上標(biāo)出了板塊漂移過(guò)熱點(diǎn)的軌跡，錄下了板塊的運(yùn)動(dòng)方向。北太平洋中的天皇海嶺也由夏威夷熱點(diǎn)的火山活動(dòng)所形成。但是，天皇海嶺的走向（北偏西）與夏威夷海嶺的走向（北西向）間有一明顯轉(zhuǎn)折，表明太平洋板塊的運(yùn)動(dòng)方向曾發(fā)生過(guò)變更。太平洋中部還有幾列海嶺，也可能是板塊越過(guò)熱點(diǎn)而形成。一列從土阿莫土群島至萊恩群島，土阿莫土群島的南端（復(fù)活節(jié)島）就是一個(gè)熱點(diǎn)；另一列從土布艾群島，經(jīng)埃利斯群島、吉爾波特群島至馬紹爾群島，土布艾群島的東南端也有一個(gè)熱點(diǎn)（麥克唐納海山）。這兩列海嶺與夏威夷、天皇海嶺差不多彼此平行地發(fā)生轉(zhuǎn)折（如圖），有力證明了太平洋板塊的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生過(guò)改變（從偏北向變?yōu)槲鞅毕颍?。從轉(zhuǎn)折點(diǎn)的年齡可以判斷，該轉(zhuǎn)向發(fā)生在4千萬(wàn)年前。在大西洋南部，特里斯坦●達(dá)庫(kù)尼亞島是一個(gè)熱點(diǎn)。它隨海底向兩側(cè)擴(kuò)張，形成兩列無(wú)震海嶺—鯨魚(yú)海嶺和里奧●格蘭德海嶺。這兩列火山鏈軌跡，可能表明非洲板塊和美洲板塊在當(dāng)時(shí)不僅向東西兩側(cè)分離，還有向北的運(yùn)動(dòng)分量。

1971年，摩根進(jìn)一步提出了地幔柱的概念。地幔柱是一種圓柱狀的深部地幔物質(zhì)的上升流。由于深部地幔物質(zhì)向上涌升，導(dǎo)致這里物質(zhì)盈余，故形成了高重力值。熱點(diǎn)處的火山活動(dòng)就是地幔柱物質(zhì)貫穿巖石圈噴出地表的反映。根據(jù)重力異常分析及地震波探測(cè)，地幔柱的直徑可達(dá)200公里以上。地幔柱可以把上覆的巖石圈抬起，在地表呈現(xiàn)為巨大的穹隆，并具有高的熱流值。由熱點(diǎn)噴出的火山巖往往富含堿質(zhì)的堿性玄武巖，這一點(diǎn)也支持熱點(diǎn)熔巖系來(lái)源于地幔深處，同時(shí)也解釋了無(wú)震海嶺的火山巖一般較富含堿質(zhì)。熱點(diǎn)—地幔柱概念只是一種推斷性假說(shuō)，有的火山鏈的年齡測(cè)定值與熱點(diǎn)說(shuō)不符。有關(guān)熱點(diǎn)—地幔柱的分布和形成機(jī)理，尚待進(jìn)一步研究。熱點(diǎn)—地幔柱微型大陸微型大陸是指散布于海洋深水區(qū)的大陸型或次大陸型地塊，它們?cè)诘匦紊媳憩F(xiàn)為海底的隆起，頂部一般比較平坦，局部高起處突露水面成為島嶼，地塊周緣常被較陡的階梯所局限。微型大陸的首要標(biāo)志是地殼厚度較大洋型地殼明顯增大，往往出現(xiàn)大陸地殼所特有的“花崗巖”層。有的微型大陸還廣泛發(fā)育了火山巖建造。新西蘭東南的新西蘭海臺(tái)，是最龐大的微型大陸。印度洋中，塞舌爾—馬斯克林海底高原是一典型的微型大陸。在北大西洋，不列顛群島西北面，羅考爾海臺(tái)屬于微型大陸性質(zhì)。在南大西洋，?？颂m海底高地屬于微型大陸，該海底高地東西向延伸達(dá)1800公里。北冰洋的羅蒙若索夫海嶺，其下可能存在著“花崗巖巖”層，并覆以古生界沉積地層。加勒比海的開(kāi)曼海嶺、尼加拉瓜海嶺也屬于微型大陸。西北太平洋的沙茨基海隆也可能屬于微型大陸。馬達(dá)加斯加島及其南面的馬達(dá)加斯加海底高原據(jù)推斷也可能屬于微型大陸。在地中海或小洋盆中也有微型大陸。微型大陸的成因微型大陸可以視為大陸在構(gòu)造演化過(guò)程中留下的一些殘余部分，故亦稱為殘余大陸。有的固定論者認(rèn)為它們是大陸沉沒(méi)、經(jīng)歷大洋化作用的殘余部分，活動(dòng)論者則認(rèn)為它們是大陸分裂、漂移過(guò)程的殘余部分。大洋地殼相關(guān)知識(shí)

5、地震活動(dòng)海底的地震活動(dòng)，主要與環(huán)太平洋地震帶以及大洋中脊地震帶有關(guān)。大洋中脊兩側(cè)的大洋盆地是地球表面上地震活動(dòng)最平靜的地區(qū)。其中一些有火山活動(dòng)的海嶺和島嶼，偶爾有淺源地震發(fā)生。大洋中脊地震帶十分狹窄，其寬度不超過(guò)數(shù)十公里，有的地方僅20公里。這一地震帶縱貫于太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋之中，在各大洋之間首尾相連，成為統(tǒng)一連貫的大洋中脊地震帶，且與環(huán)太平洋地震帶、阿爾卑斯—喜馬拉雅地震帶相連接。全球各地震帶相互交替，首尾相連，把巖石圈劃分為若干內(nèi)部地震活動(dòng)較弱的巨大板塊（如圖），地震帶實(shí)際上是巖石圈板塊的邊界。

大洋中脊上的地震全是淺源地震，地震主要分布在中脊軸部以及橫斷中脊的斷裂帶上。中脊軸部以及橫斷中脊的斷裂帶均屬于板塊邊界，它們分別為分離型板塊邊界和轉(zhuǎn)換斷層型板塊邊界。

環(huán)太平洋地震帶、阿爾卑斯—喜馬拉雅地震帶屬于匯聚型板塊邊界。中脊軸部的地震以正斷層型為主，斷裂帶的地震以走向滑動(dòng)占優(yōu)勢(shì)，匯聚型板塊邊界多為逆斷層型。各類板塊邊界地震活動(dòng)性的強(qiáng)弱，包括大地震發(fā)生的頻度和最大震級(jí)，似乎與相對(duì)運(yùn)動(dòng)著的板塊間接觸面積（包括板塊厚度）有關(guān)。大洋中脊軸部的巖石圈板塊厚度最小，它是各類板塊邊界中地震活動(dòng)最弱者，最大震級(jí)不超過(guò)7級(jí)。隨著離開(kāi)中脊軸部，在洋底斷裂帶處，板塊厚度有所增大，其最大震級(jí)可達(dá)8.4級(jí)。在板塊俯沖邊界，二板塊相互疊覆。一板塊俯沖下去，另一板塊仰沖上來(lái)，彼此傾斜接觸，使得板塊間的接觸面積大為增加。全球幾乎所有的深源地震，以及大多數(shù)中源和淺源地震，都發(fā)生在板塊俯沖邊界。最大震級(jí)（8.9級(jí)）的地震就發(fā)生在這里。板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)認(rèn)為，地震只是發(fā)生在剛硬的巖石圈中。大洋巖石圈的厚度一般不超過(guò)90公里，所以大部分海區(qū)只有淺源地震。唯有在巖石圈板塊向下俯沖的島弧—海溝系及安第斯型大陸邊緣，才有可能出現(xiàn)中源和深源地震。因?yàn)楦_板塊內(nèi)部溫度不高，仍有可能發(fā)生彈性斷裂。當(dāng)板塊俯沖到更深處，溫度不斷升高，彈性逐漸喪失，最終甚至被地幔物質(zhì)同化，將不再發(fā)生地震。大洋中脊的情況與海溝系恰好相反。大洋盆地以及大西洋型大陸邊緣地區(qū)，屬于板塊的內(nèi)部，地震活動(dòng)十分微弱。大陸漂移、海底擴(kuò)張以及板塊運(yùn)動(dòng)學(xué)說(shuō)十九世紀(jì)~二十世紀(jì)初期，固定論占據(jù)主要地位——以槽臺(tái)學(xué)說(shuō)為代表。其立論依據(jù)是人們對(duì)大陸地質(zhì)的研究。二十世紀(jì)初期，魏格納提出了大陸漂移說(shuō)，引起了地質(zhì)學(xué)中固定論和活動(dòng)論的爭(zhēng)論。二次世界大戰(zhàn)之后，海洋科學(xué)和地球物理學(xué)的發(fā)展，人們對(duì)海洋地質(zhì)現(xiàn)象了解增多。赫斯（H.H.Hess）和迪茨（R.S.Deitz）在1960—1962年，提出了海底擴(kuò)張說(shuō)。其立論依據(jù)是海洋地質(zhì)現(xiàn)象。1967年，美國(guó)的摩根（J.Morgan）、英國(guó)的麥肯齊（D.P.Mekenzie）、法國(guó)的勒皮順（X.LePichon）等人，把海底擴(kuò)張說(shuō)的基本原理擴(kuò)大到整個(gè)巖石圈，提出了板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)。板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)是人們對(duì)巖石圈的運(yùn)動(dòng)和演化的總體規(guī)律的認(rèn)識(shí)。其立論依據(jù)是人們對(duì)大陸地質(zhì)和海洋地質(zhì)的各種認(rèn)識(shí)，因此又稱“全球構(gòu)造理論”。是目前人們對(duì)地殼運(yùn)動(dòng)的最高認(rèn)識(shí)，但還有許多地方有待于進(jìn)一步完善和發(fā)展。大陸漂移說(shuō)的由來(lái)和發(fā)展大陸漂移觀點(diǎn)是1910-1912年間由魏格納(A.L.Wegener,1912)等在德國(guó)法蘭克福地質(zhì)大會(huì)上提出。1915年出版《海陸的起源》，從海陸地形輪廓、大西洋兩岸大陸的地質(zhì)、古生物和古氣候特征等方面進(jìn)行論述。

地球自誕生以來(lái)，從未停止過(guò)活動(dòng)，滄海桑田、山河巨變。2千多年前，古希臘人就認(rèn)為大地像“木筏”那樣漂浮在水上。1620年已有人注意到大西洋兩岸輪廓可以相互拼合。1915年德國(guó)氣象學(xué)家魏格納正式提出了“大陸漂移說(shuō)”。他認(rèn)為2億年前全球各大陸曾拼合在一起，組成一個(gè)超大陸，又稱‘聯(lián)合古陸’，隨后才分裂，逐漸漂移到現(xiàn)在的位置。大陸漂移示意圖大陸漂移說(shuō)的主要論據(jù)1.大西洋兩岸大陸海岸線輪廓相似魏格納為證實(shí)大陸漂移所收集的大量資料，至今仍然是難以辯駁的鐵證。其中，大陸岸線的吻合是最吸引人的證據(jù)。巴西東端的直角突出部分與非洲西岸直角凹進(jìn)的幾內(nèi)亞灣非常吻合。2.地層相似巴西東南部與非洲西南部地層層序相似。非洲的前寒武紀(jì)片麻巖高原與巴西的片麻巖高原也十分相似。就象一張被撕成兩半的報(bào)紙，不僅完全可以重新拼合起來(lái)，其上面的文字也是可以讀通的。3.地質(zhì)構(gòu)造相連北大西洋兩岸的古山系——加里東山脈。在大西洋東岸的挪威看到的是山系，過(guò)愛(ài)爾蘭后似乎淹沒(méi)在大西洋下。在加拿大的紐芬蘭有一古山系——老阿巴拉契亞山脈，仿佛從大西洋里爬上來(lái)，和歐洲的加里東山脈有許多相同之處。魏格納認(rèn)為北美的阿巴拉契亞山脈曾一度和歐洲的加里東山脈相連。如果把大陸拼合在一起，就形成一條連續(xù)的山系。非洲南部二疊系地層組成的開(kāi)普山脈，向西延伸為南美的布宜諾斯艾利斯低山。4.古生物相似魏格納充分利用古生物學(xué)的資料來(lái)證實(shí)大陸的漂移。由于相同的生物種不可能在相隔十分遙遠(yuǎn)的地點(diǎn)分別獨(dú)立出現(xiàn)，它們應(yīng)該起源于同一地區(qū)，然后再逐漸傳播到其他地區(qū)。但是，魏格納通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在遠(yuǎn)隔重洋的大西洋兩岸許多生物種群卻存在著親緣關(guān)系，其中特別是那些根本無(wú)法遠(yuǎn)涉重洋的陸生生物群落，只有用“聯(lián)合古陸”的觀點(diǎn)才能得到圓滿解釋。水龍獸，四足短矮，屬于陸地生活的爬行類動(dòng)物。廣泛分布于南美、南非、印度、南極等地。它們不可能漂洋過(guò)海，只能通過(guò)大陸漂移而至。在南美東部、非洲西部和南極洲2億年前的地層中分別都找到同一個(gè)屬種的‘中龍’化石。它們是只喝淡水的小型陸生爬行動(dòng)物。無(wú)法想象它們可以游過(guò)寬闊的大西洋而互相溝通。顯然，他們應(yīng)該曾經(jīng)生活在聯(lián)合古陸上，此后才漂移開(kāi)來(lái)2億年前的舌羊齒是生活在寒冷氣候帶的蕨類植物，但目前它的化石卻遍布于南美洲、南非、印度、南極洲和澳大利亞等大陸的不同氣候帶上?？磥?lái)，只有用當(dāng)時(shí)這些大陸曾經(jīng)組成了聯(lián)合古陸的解釋才最為合理。日月的潮汐摩擦力產(chǎn)生使大陸向西的漂移力地球自轉(zhuǎn)離心力分解出的離極力推動(dòng)大陸在徑向上漂移大陸漂移的動(dòng)力機(jī)制大陸漂移說(shuō)的主要觀點(diǎn)大陸系由較輕的剛性硅鋁質(zhì)組成，它漂浮在較重的粘性硅鎂質(zhì)之上。全世界大陸在古生代石炭紀(jì)以后聯(lián)結(jié)成一體，名為泛大陸。圍繞泛大陸的廣闊海洋，稱為泛大洋。在潮汐力和地球自轉(zhuǎn)離心力的作用下，自中生代開(kāi)始向赤道和向西漂移。泛大陸逐漸破裂、分離、漂移，形成現(xiàn)代海陸分布的基本格局。各大陸在向赤道和向西漂移的過(guò)程中，前緣受擠壓并褶皺形成山脈，如科迪勒拉山脈和安第斯山脈。后緣由于硅鎂層的粘結(jié)、拖曳作用而脫落下來(lái)形成島弧、島嶼，如亞洲大陸東緣的島弧群、小島。大陸漂移說(shuō)的新證據(jù)大陸漂移說(shuō)的爭(zhēng)議大陸漂移的驅(qū)動(dòng)力問(wèn)題沒(méi)有得到解決。硬的硅鋁層在較軟的硅鎂層上發(fā)生漂移，為什么硅鋁層的前緣褶皺成山而硅鎂層的邊緣反倒沒(méi)有褶皺而只拗陷為海溝？如果大陸漂移從中生代開(kāi)始，那么古生代以前的褶皺山脈是怎樣形成的？由于許多問(wèn)題無(wú)法解釋，特別是固定論者的堅(jiān)決反對(duì)，30年代，此學(xué)說(shuō)逐漸消沉下去。50年代以來(lái)，古地磁及海洋地質(zhì)等方面研究的進(jìn)展，使一度沉寂的大陸漂移說(shuō)重新得到認(rèn)識(shí)。1.很好拼接的大陸輪廓1965年E.C.布拉德研究認(rèn)為：大陸的邊界應(yīng)當(dāng)以大陸殼的邊界即大陸坡的坡腳為準(zhǔn)，并應(yīng)考慮消除在大陸分裂后陸殼的增建和改造部分。利用電子計(jì)算機(jī)以數(shù)學(xué)方法進(jìn)行拼接，取得令人滿意的結(jié)果。2.歐洲、美洲相似的磁極移動(dòng)曲線北美大陸近10億年的極移曲線和歐洲大陸近10億年的極移曲線，二者大致平行，近期才逐漸靠近，最終匯于北磁極若歐美大陸是固定的，只能得出一條極移曲線，而今得出兩條，因此只有設(shè)想歐美大陸原來(lái)是合在一起，后來(lái)逐漸分離，直到形成現(xiàn)在的位置，才能解釋這種現(xiàn)象。3.相銜接的地層界線非洲的加納、象牙海岸及其以西地區(qū)，有年齡為19億年以上的巖石；在貝寧、尼日利亞及其以東地區(qū)，為6億年左右的巖石。兩組巖石在加納的阿克拉附近有一條明顯的界線。而在南美洲巴西的圣路易斯附近，也有一條這樣的兩組巖石的界線。如果把南美和非洲大陸拼合起來(lái)，兩個(gè)大陸的兩組巖石界線正好相接。非洲和南美洲巖石年齡不同地區(qū)之間的界限4.古氣候相似根據(jù)古冰川沉積物和冰川擦痕等證據(jù)，表明在2億年前，目前位于熱帶、溫帶地區(qū)的南美、南非、印度和澳大利亞等地都分布著大片古冰川遺跡，而北半球找到的卻是熱帶植物化石，這樣勢(shì)必會(huì)作出南半球萬(wàn)里冰封，北半球郁郁蔥蔥不合情理的結(jié)論。但如果按照大陸漂移說(shuō)的觀點(diǎn)，當(dāng)時(shí)的大西洋和印度洋并未出世，而各大陸又聯(lián)合在一起，并以南非為中心同居于南極附近，出現(xiàn)冰川自不足為奇。海底擴(kuò)張說(shuō)二次大戰(zhàn)后，科技發(fā)展，展開(kāi)了多方面的海洋調(diào)查，獲得了大量海洋科學(xué)資料：大洋中脊形態(tài)海底地?zé)崃鞣植籍惓：５椎卮艞l帶異常海底地震帶及震源分布島弧及與其伴生的深海溝海底年齡及其對(duì)稱分布地幔上部的軟流圈在這些新資料的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生了一個(gè)嶄新的學(xué)說(shuō)——海底擴(kuò)張說(shuō)。大洋中脊兩側(cè)的地質(zhì)特點(diǎn)海底沉積層中脊→兩側(cè)薄→厚

洋脊處基巖(玄武巖)裸露沉積物以大洋中脊為中心對(duì)稱分布1.海底沉積物厚度對(duì)稱分布洋脊上沉積物的分布2.海底磁條帶對(duì)稱排列

正負(fù)異常，以洋脊為中心對(duì)稱排列。每一條磁條帶寬度不超過(guò)數(shù)十千米，而長(zhǎng)度卻可達(dá)幾千千米以上。3.海底沉積物年齡對(duì)稱排列

海底沉積物的兩個(gè)特點(diǎn)：一是最老的沉積物年齡不早于侏羅紀(jì)，即不早于2億年。二是海底沉積物年齡從洋脊到兩側(cè)由新到老對(duì)稱分布。4.深海鉆探與洋殼的研究1961年，“莫霍計(jì)劃”，美國(guó)“卡斯1號(hào)”鉆探船曾在東太平洋進(jìn)行第一次深海試鉆，在水深3560米以下，井深僅183米?！澳粲?jì)劃”夭折。“地球深部取樣聯(lián)合海洋研究機(jī)構(gòu)”，制訂了深海鉆探計(jì)劃—DSDP。至1968年8月以來(lái)，深海鉆井揭露了洋底沉積層以至玄武巖基底。在洋底地殼、大洋沉積、古環(huán)境以及礦產(chǎn)資源等方面取得了異常豐富的資料。洋殼的年齡利用深海鉆探技術(shù)，從洋底鉆取了大量的巖心樣品，發(fā)現(xiàn)它們的年齡都不超過(guò)2億年，相比之下大陸上測(cè)出最老的巖石可達(dá)38億年，這說(shuō)明洋底十分年輕，更老的洋殼已被深海溝吞沒(méi)了。而且，洋底年齡是以洋中脊為對(duì)稱軸，向兩側(cè)有序地增加，最年輕的洋底都在洋中脊上，向兩側(cè)，洋底的年齡逐漸由新到老排列。而特別驚人的事實(shí)是沉積物的年齡與磁異常條帶所預(yù)測(cè)的年齡完全一致。海溝——深切巖石圈的斷裂海溝是切穿巖石圈的深大斷裂

海溝軸線靠近大洋一側(cè)為一系列階梯狀斷層；靠近大陸一側(cè)，為陡峻谷壁；軸線附近為一寬約30m的破碎帶。大陸殼推覆在大洋殼之上，屬于逆斷層性質(zhì)；大洋殼向下斜插于大陸之下，為一系列張斷裂或階梯狀正斷層。總之，大洋中脊是將巖石圈拉開(kāi)，而海溝帶則是使巖石圈受到壓縮。1.海溝是切穿巖石圈的深大斷裂2.海溝是陸殼、洋殼的重疊處大洋殼以較大的角度（45°±15°）向大陸殼下俯沖插入。換言之，大陸殼向著大洋殼之上仰沖。構(gòu)成了環(huán)太平洋地震帶，世界的中、深源地震主要發(fā)生在這里。貝尼奧夫帶。3.海溝是地?zé)崃髦递^低區(qū)在海溝附近，地?zé)崃髦递^低（0.99—1.16HFU），一般沒(méi)有現(xiàn)代火山活動(dòng)；海溝向陸一側(cè)150—200km左右，則往往是一系列火山帶；為一系列島弧帶，熱流值升高（2.0HFU左右）。在島弧的靠大陸一側(cè)，往往形成邊緣海（弧后盆地），高地?zé)崃鳟惓^(qū)也常擴(kuò)大到這一地區(qū)。海底擴(kuò)張學(xué)說(shuō)上述這些奇怪現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，引起科學(xué)工作者的極大興趣和注意。人們提出了一系列問(wèn)題希望得到解決的：例如，洋脊是巖石圈的張裂帶和巖漿涌出口，巖石圈會(huì)不會(huì)被拉開(kāi)？越來(lái)越多的巖漿流到哪里去？海溝是巖石圈的擠壓帶，巖石圈將會(huì)縮短到什么程度？深海沉積物既薄而又年輕，如果深海沉積速度以每100年1mm計(jì)，從太古代至今，應(yīng)該有30km以上的厚度，但實(shí)際上只有幾十、幾百米的厚度，這是因?yàn)槭裁?？凡此種種，如果按照傳統(tǒng)的地質(zhì)學(xué)理論是無(wú)法加以解釋的。因此，一個(gè)新的課題擺在人們面前，那就是大洋殼究竟是如何形成和演化的。1960—1962年，赫斯（H.H.Hess）和迪茨（R.S.Deitz）首先提出一種理論，叫海底擴(kuò)張說(shuō)。赫斯與海底擴(kuò)張說(shuō)

哈雷·赫斯（HarryHess）是海底擴(kuò)張假說(shuō)的創(chuàng)立者。

赫斯的地學(xué)研究生涯起始于他年青時(shí)在美國(guó)海軍服役的經(jīng)歷。二戰(zhàn)期間，赫斯是美國(guó)太平洋艦隊(duì)“約翰遜角”號(hào)運(yùn)輸艦上的一名軍官。在多次橫渡太平洋的過(guò)程中，他注意到船上的雷達(dá)探測(cè)到了海底一連串的圓形山體。這些山體高出洋底約2000米，且都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即頂部異常平坦。赫斯認(rèn)為這些都是沉落于海洋中的火山。不久的勘測(cè)也證實(shí)了他的設(shè)想。但是問(wèn)題的難點(diǎn)在于如何解釋這些山體平頂?shù)奶卣鳌?zhàn)后長(zhǎng)期的研究融入了赫斯豐富的想象力。在1962年誕生了《海洋盆地的歷史》這篇論文。在這篇論文中，赫斯正式提出了海底擴(kuò)張的假說(shuō)。他的思想復(fù)活了魏格納的大陸漂移學(xué)說(shuō)，并奠定了導(dǎo)致地學(xué)革命的板塊構(gòu)造理論的基礎(chǔ)。幾年之后，他的假說(shuō)就為深?？碧剿C實(shí)。赫斯本人也因之而成為地學(xué)史上的一代宗師。

赫斯的經(jīng)歷同時(shí)也印證了中國(guó)著名學(xué)者胡適的治學(xué)真言：“大膽假設(shè)，小心求證”，也許正體現(xiàn)了人類對(duì)待科學(xué)應(yīng)有的態(tài)度。海底擴(kuò)張說(shuō)的主要觀點(diǎn)（1）密度較小的大洋殼浮在密度較大的地幔軟流圈之上；因地幔溫度不均一，地幔或軟流圈中引起物質(zhì)的對(duì)流，形成若干環(huán)流；在兩個(gè)向上環(huán)流的地方，大洋殼拉張，形成大洋中脊和中央裂谷。巖漿不斷在此涌出，冷凝后形成新的洋殼。所以大洋中脊又叫生長(zhǎng)脊，溫度和熱流值都較高；新洋殼不斷生長(zhǎng)，隨著地幔環(huán)流不斷向兩側(cè)推開(kāi)。因此，地磁異常條帶在大洋中脊兩旁有規(guī)律的排列以及洋殼年齡離洋脊越遠(yuǎn)越老；大洋中脊兩側(cè)向外擴(kuò)張速度（半速度）大約為每年1—2cm，有的可達(dá)3—8cm。海底擴(kuò)張說(shuō)的主要觀點(diǎn)（2）大洋殼與大陸殼相遇處，因洋殼密度較大，位置較低，俯沖到大陸殼下，形成海溝或貝尼奧夫帶。傾斜插入陸殼下的洋殼，由于遠(yuǎn)離中脊，溫度已經(jīng)變冷，同時(shí)沉積物中的水分也被帶入深部，形成海溝低熱流值帶；地?zé)岷湍Σ恋淖饔茫诩s深150—200km處，大洋殼局部或全部熔融，形成巖漿。巖漿及揮發(fā)成分的強(qiáng)大內(nèi)壓使其上侵，并攜帶大量熱能上升。因此海溝向陸一側(cè)一定距離處形成高熱流值；巖漿噴出地表形成火山和島弧。大洋殼俯沖帶，因其下部逐漸熔化、混合而消亡，故貝尼奧夫帶又稱為大洋殼消亡帶。海底擴(kuò)張說(shuō)的主要觀點(diǎn)（3）海底擴(kuò)張說(shuō)對(duì)于許多海底地形、地質(zhì)和地球物理特征，都能作出很好的解釋。特別是它提出一種嶄新的思想，即大洋殼不是固定的和永恒不變的，而是經(jīng)歷著“新陳代謝”的過(guò)程。地表總面積基本上是一個(gè)常數(shù)，既然有一部分洋殼不斷新生和擴(kuò)張，那就必然有一部分洋殼逐漸消亡。這一過(guò)程大約需2億年。這就是在洋底未發(fā)現(xiàn)年齡比這更老的巖石的緣故。

海底擴(kuò)張說(shuō)認(rèn)為：洋中脊是海底擴(kuò)張的策源地，那里熱的地幔物質(zhì)不斷上涌，冷卻后形成的新洋底向兩側(cè)推移。老洋殼連同其上的沉積物不斷被推向大洋邊緣，擴(kuò)張速度每年約幾厘米。如果在洋殼上方馱有大陸地塊，它們將象傳送帶上的貨物那樣逐漸被載動(dòng)而去。在大陸邊緣島弧、海溝區(qū)，老洋殼向下俯沖、消減，連同沿途攜帶的洋底沉積物統(tǒng)統(tǒng)被帶入地幔。海底擴(kuò)張運(yùn)動(dòng)反映了地幔內(nèi)存在著環(huán)狀對(duì)流圈，大約經(jīng)過(guò)2億年整個(gè)洋底將徹底更新一遍。冰島是洋中脊露出水面的部分，人們可以不必下海就能研究洋中脊地形。冰島斯凱弗塔裂谷，是全長(zhǎng)27千米裂谷的一部分。該裂谷于1783年爆發(fā)，8個(gè)多月的時(shí)間里噴出13立方千米的熔巖。噴出的火山灰和氣體造成冰島75％的動(dòng)物死亡，由此引起的饑荒造成1萬(wàn)多居民死亡。冰島是洋脊唯一出露海面形成的島嶼，經(jīng)常有玄武巖漿噴發(fā)，這是1973年噴發(fā)情景。深海底洋中脊玄武巖漿涌出形成枕狀熔巖。板塊構(gòu)造說(shuō)1912年，魏格納提出大陸漂移。此后論戰(zhàn)持續(xù)了近40年。50年代，海底調(diào)查和古地磁研究的突破性進(jìn)展，激發(fā)了人們的興趣；1962年，地質(zhì)詩(shī)人赫斯提出了海底擴(kuò)張的假說(shuō)。1967和1968年劍橋大學(xué)的麥肯齊（D.P.Mckenzin）和派克（R.L.Parker），普林斯頓大學(xué)的摩根（W.J.Morgan）和拉蒙特觀測(cè)所的勒皮松（X.Lepichon）發(fā)表了幾篇合寫的文章，從不同的觀點(diǎn)論證了“新全球構(gòu)造學(xué)”。根據(jù)這一批論文，板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)意義明確地形成了。板塊構(gòu)造以恢弘的氣勢(shì)建立新的全球說(shuō)，用和諧的框架將大量的雜散的專門發(fā)現(xiàn)協(xié)調(diào)組織成一個(gè)完整的體系，幾乎包含了地球科學(xué)的各學(xué)科領(lǐng)域：巖石學(xué)、礦床學(xué)、大地構(gòu)造、海底資源。板塊構(gòu)造的基本思想

地球表層的硬殼——巖石圈（或稱構(gòu)造圈），相對(duì)于軟流圈來(lái)說(shuō)是剛性的，其下面是粘滯性很低的軟流圈。巖石圈具側(cè)向不均一性，被許多活動(dòng)帶如大洋中脊、海溝、轉(zhuǎn)換斷層、地縫合線、大陸裂谷等分割成大大小小的塊體，這些塊體就是所說(shuō)的板塊。整個(gè)巖石圈為由若干剛性板塊拼合起來(lái)的圈層，板塊內(nèi)部是穩(wěn)定的，而板塊的邊緣和接縫地帶則是地球表面的活動(dòng)帶，有強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、沉積作用、深成作用、巖漿活動(dòng)、火山活動(dòng)、變質(zhì)作用、地震活動(dòng)，又是極有利的成礦地帶。巖石圈板塊的是圍繞著一個(gè)旋轉(zhuǎn)擴(kuò)張軸在活動(dòng)，并且以水平運(yùn)動(dòng)占主導(dǎo)地位，可以發(fā)生幾千千米的大規(guī)模的水平位移；在漂移過(guò)程中，板塊或拉張裂開(kāi)，或碰撞壓縮焊結(jié)，或平移相錯(cuò)。這些不同的相互運(yùn)動(dòng)方式和相應(yīng)產(chǎn)生的各種活動(dòng)帶，控制著全球巖石圈運(yùn)動(dòng)和演化的基本格局。板塊構(gòu)造的劃分全球巖石圈劃分成六大板塊：太平洋板塊、歐亞板塊、印度洋板塊、非洲板塊、美洲板塊和南極洲板塊。太平洋板塊幾乎全是海洋，其余板塊既包括陸地，又包括海洋。

板塊構(gòu)造邊界類型大洋中脊（中隆、海嶺）

巖石圈板塊的生長(zhǎng)場(chǎng)所和海底擴(kuò)張的中心地帶。巖石圈張裂；基性、超基性巖漿涌出；高熱流值及淺震。如大西洋中脊、東太平洋中隆等。大陸裂谷也屬于拉張性邊界。絕大多數(shù)裂谷為復(fù)式地塹構(gòu)造。如東非大裂谷、貝加爾裂谷等，垂直斷距可達(dá)數(shù)千米。在裂谷中火山活動(dòng)比較頻繁，淺源地震比較活躍。高地?zé)崃?；東非大裂谷是胚胎時(shí)期的洋脊，可發(fā)展形成新的海洋。1.拉張（分離）型邊界

2.擠壓（匯聚）型邊界

擠壓型邊界

又稱匯聚型邊界、消亡帶或貝尼奧夫帶島弧-海溝型西太平洋最為典型，日本島弧-海溝。兩個(gè)板塊擠壓、碰撞。

大洋巖石圈板塊沿著消亡帶俯沖到大約150—200km深度，洋殼局部熔融形成巖漿，巖漿噴發(fā)形成火山島弧?；鹕綅u弧帶距離海溝為150—200km。在島弧與海溝間形成50—100km寬的無(wú)火山帶。山弧—海溝系山弧-海溝型南美，一側(cè)為海溝，一側(cè)為安第斯山。山弧—地縫合線山弧-地縫合線型兩大陸板塊匯合相撞，形成一側(cè)是高山，一側(cè)是地縫合線。阿爾卑斯-喜馬拉雅褶皺帶，雅魯藏布江一帶為縫合線。喜馬拉雅山是印巴次大陸板塊和歐亞板塊互相碰撞的結(jié)果。喜馬拉雅山的形成喜馬拉雅山是印巴次大陸板塊和歐亞板塊互相碰撞的結(jié)果。在碰撞成山之前，板塊之間一片海洋，這就是古地中海（又稱特提斯海）。

3.剪切（平錯(cuò)）型邊界

轉(zhuǎn)換斷層是一種特殊類型的板塊邊界。此種邊界板塊既無(wú)增生又無(wú)消減，相鄰兩個(gè)板塊作剪切錯(cuò)動(dòng)大洋中脊常為垂直于它的橫斷層所錯(cuò)開(kāi)，并常切成許多段美國(guó)的圣安德列斯斷層，是一條錯(cuò)開(kāi)太平洋中隆的轉(zhuǎn)換斷層圣·安得列斯斷裂板塊運(yùn)動(dòng)與海洋演化板塊運(yùn)動(dòng)與大西洋的形成板塊運(yùn)動(dòng)與太平洋的形成演化威爾遜旋回威爾遜（J.T.Wilson）對(duì)海洋和裂谷的發(fā)展研究后認(rèn)為：洋殼分裂、地幔物質(zhì)涌出、新洋殼的生長(zhǎng)不僅在海洋出現(xiàn)，大陸上同樣可以現(xiàn)象。海洋的發(fā)展可以看成裂谷的發(fā)展過(guò)程。海洋開(kāi)始形成到封閉經(jīng)歷下列過(guò)程：大陸裂谷→紅海型海洋→大西洋型海洋→太平洋型海洋→地中海型海洋→地縫合線。這一過(guò)程被稱為大洋發(fā)展旋回或威爾遜旋回。

威爾遜旋回：地質(zhì)歷史時(shí)期海洋的開(kāi)啟與封閉

大陸漂移、海底擴(kuò)張和板塊運(yùn)動(dòng)的概念使人們對(duì)于洋盆演化的認(rèn)識(shí)發(fā)生了根本的改變。這種新活動(dòng)論認(rèn)為，在地球漫長(zhǎng)的歲月中，海洋與陸地是在不斷變遷的，經(jīng)歷著分久必合、合久必分的歷史過(guò)程。加拿大的威爾遜首先注意到大洋開(kāi)啟和閉合的不同發(fā)展趨勢(shì)，將大洋盆地的演化過(guò)程歸納為萌芽、幼年、成熟、收縮、結(jié)束及大陸碰撞造山等六個(gè)階段。其中，前三個(gè)階段顯示大洋的開(kāi)張和生成，后三個(gè)階段代表大洋的收縮和關(guān)閉。萌芽：大陸受到拉張，巖石圈變薄，地表張裂，形成大規(guī)模地塹或地塹群，同時(shí)沿?cái)嗔延袕V泛的火山活動(dòng)，其現(xiàn)代的代表是東非裂谷帶。幼年：大陸繼續(xù)拉張，巖石圈開(kāi)裂，地幔中巖漿沿裂開(kāi)處涌出，開(kāi)始形成洋殼，此時(shí)海洋初現(xiàn)，呈狹長(zhǎng)形盆地，如現(xiàn)今的紅海和亞丁灣等。成熟：斷開(kāi)的巖石圈進(jìn)一步擴(kuò)張，形成廣闊的大洋。大洋中部出現(xiàn)洋中脊，大洋兩側(cè)對(duì)稱地發(fā)育了穩(wěn)定大陸邊緣，并堆積了巨厚的海相沉積物?，F(xiàn)今的代表是大西洋。收縮：沿著穩(wěn)定大陸邊緣與洋底的交接帶，洋殼由于在生成數(shù)億年后逐漸冷卻、變重而下沉；而在穩(wěn)定大陸邊緣本身因巨厚沉積物的覆蓋不易散熱，這里的巖石圈不斷受熱膨脹，變輕。由于兩側(cè)的比重及巖石力學(xué)性質(zhì)的不同，在交接處必然發(fā)生斷裂，導(dǎo)致重的洋殼向輕的大陸殼下俯沖。當(dāng)今的實(shí)例就是太平洋。結(jié)束：大洋板塊進(jìn)一步俯沖，使海洋面積縮小，成為殘留的狹窄盆地。在海溝附近，洋殼在俯沖時(shí)被刮削下來(lái)的物質(zhì)堆積成楔狀地質(zhì)體，稱為增生楔。此時(shí)，伴有強(qiáng)烈的火山和地震活動(dòng)。現(xiàn)代的實(shí)例就是地中海。大陸碰撞造山：代表地點(diǎn)為青藏高原。印度板塊與亞歐板塊發(fā)生碰撞后，印度板塊持續(xù)向亞歐板塊之下俯沖，特提斯洋消失。板塊構(gòu)造說(shuō)對(duì)各種地質(zhì)現(xiàn)象的解釋板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)認(rèn)為，地槽可在板塊的不同部位美洲東部大陸邊緣的沉積地層，在一個(gè)板塊上，海陸間無(wú)俯沖帶和火山和地震帶，為冒地槽，稱為大西洋型地槽。南美洲西部大陸邊緣的沉積地層，位于兩個(gè)板塊的擠壓帶上，多火山和地震，沉積物中多火山碎屑物，遠(yuǎn)海地帶形成碳酸鹽巖，為優(yōu)地槽，稱為安第斯山型地槽。太平洋西部島弧地帶，沉積物多為陸源碎屑，夾火山碎屑及熔巖，間有侵入巖，稱為島弧型地槽。此外還有日本海型地槽、地中海型地槽等。在一定條件下地槽類型可以轉(zhuǎn)化如日本海型地槽槽轉(zhuǎn)化為大西洋型地槽。1.現(xiàn)代地槽2.造山作用

板塊相撞使地槽沉積發(fā)生褶皺和斷裂，形成山脈。阿爾卑斯山推覆構(gòu)造是非洲板塊和歐亞板塊碰撞的結(jié)果喜馬拉雅山脈是印度板塊和亞歐板塊碰撞的結(jié)果阿爾卑斯山的形成（M.Bradshawetal,1993）A.5千萬(wàn)年前的褶皺造山B.經(jīng)長(zhǎng)期剝蝕之后全球構(gòu)造與全球構(gòu)造山系3.混雜堆積混雜堆積——板塊俯沖帶上由不同時(shí)代、不同成因、不同大小的巖石相混雜的現(xiàn)象。巖塊大小不一，形狀各異，最大可達(dá)數(shù)千米。原始產(chǎn)地不同：外來(lái)巖塊、原地巖塊和基質(zhì)。成分不同：包括沉積巖、火成巖、變質(zhì)巖?；祀s堆積分布：寬度不一，延伸很長(zhǎng)，與俯沖帶平行分布。成因板塊俯沖下插時(shí)，兩板塊邊緣碰撞、刮削而破碎。尤其是仰沖板塊，象推土機(jī)一樣把俯沖板塊上不同地區(qū)、不同時(shí)代和不同成因、甚至