板块构造研究的最新进展-舒良树

The latest advances on plate tectonics

板块构造研究的最新进展舒良树南京大学地球科学系

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奥地利地质学家休 斯 (E. Suess) 认为古大 陆被特提斯洋 (古地中 海，Tethys) 分为南半 球的冈瓦纳古陆 (Gondwana) 和北半球 的劳亚古陆(Laurasia)。

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奥地利气象学家魏格纳推理：在大西 洋形成之前，上述不同地区是连在一

起的。1912年，魏格纳提出大陆漂移说。 其致命缺陷是动力学机制：陆壳在洋

壳上漂移在流变学上是错误的！

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英国学者霍尔 姆斯 (A. Holmes)于 1928年提出的地幔 对流学说 (Mantle

Convection Theory)解释了大陆漂移的 动力学机制。

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3)地球物理证据A. 发现洋中脊Oceanic ridre洋中脊的横截面呈平缓的等腰三角型,二侧呈地垒状隆起，中 间呈地堑状陷落(裂谷)。 洋脊处是火山喷发带,沉积物最薄,

因此,也是高热流带,>1.47HFU。洋脊还是地震带：震级低、震源浅、地震频繁。

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B.发现海底磁异常条带 Magnetic abnormity band二战后，科学家测绘了洋底地图，并测量了海洋地磁场图。 1963年，剑桥大学博士生瓦因和其导师马修斯讲师发现，在洋 中脊二侧, 岩石的正负磁异常条带是对称分布的。 Vine和Mattueurs(1963)解释：高温地幔岩浆上升沿洋中脊 冷却，当它经过居里点温度时，新生玄武岩便会沿地磁场方向

被磁化，记录了当时的磁场方向。如后来地磁场转向，则岩石被反方向磁化。由于历史上地 磁南北极有过多次转向, 洋脊又不断扩张新生玄武岩，故形成 若干正、反磁化方向的海底磁异常条带。

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海底磁性条带，洋脊二侧,海底岩石的正、负磁异常条 带对称分布，表明海底在扩张，为大陆漂移学说提供了 新证据，并为海底扩张学说 (Seafloor Spreading Theory) 的提出建立了基础。

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老洋壳-----------新

洋脊

新---------------------老洋壳

洋中脊两侧对称分布的磁异常条带及其成因

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● 洋中脊处形成的岩石，冷却时被磁化，记录了当时的磁场方向。由于地磁南北极的多次转向,导致海底岩 石对称的正、逆向磁异常条带。

● 现在-69万年前为布容正向, 69万年-243万年 为松山反向, 242万年-332万年为高斯正向,

332万年前为吉尔伯特反向。

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上述证据引出了海底扩张seafloor spread的概念: 地幔物质从洋中脊涌出，推动二侧的物质

对称运移,然后在海沟处俯冲消亡(Wilson, 1965)。主要表现 1.洋底扩张速度平均2-5cm/年，二亿年洋底更新一次， 所以洋底无中生代以前的岩石。 2.洋底沉积物最厚处600米，相当于一亿年中堆积的 厚度。 3.存在一连串的海底平顶山。

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正 在 扩 张 的 大 西 洋 海 底

北 美

西 欧

非 洲

南 美

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海底扩张证据：从老到新对称的洋壳年龄

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玄武岩浆

大 陆

裂 解 ， 海 底 扩 张

岩石圈

岩石圈

大洋壳岩石圈

大洋壳岩石圈

大 洋中脊 岩石圈 海底沉积物 岩石圈

岩石圈

岩石圈

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还引出了地幔热点与火山链的问题地幔物质上涌到岩石圈底部，形成地幔

柱，然后分熔成中基性岩浆喷出，形成海底火山。Hot spot, Mantle plume 地幔热点的位臵固定，而板块在移动， 所以可形成一连串的火山链。 火山开始时位臵较高，山头容易被波浪

削平，最后成为海底平顶山。

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夏 威 夷

岛

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夏威夷岛链的 年龄