第二百九十七章
『如果章节错误,点此举报』
第(3/3)页
由东向西运动。在没有其它星球引力作用下,地壳各部分物质随地球自转做匀速圆周运动。在太阳、月球的引力作用下,由于地壳各部分组成物质的不均,产生沿纬向的差异运动,形成挤压和分离。
地壳在大区域或小面积上其组成物质是不均匀的。
在大区域上,陆地有欧亚、非洲、南北美洲、南极洲等大区块,海洋有太平洋、印度洋、大西洋和北冰洋等几大区块。这些大区块在地势、物质组成、面积大小、几何形态、地理位置、质量、构造等都不一样。在大区块内有众多的小区块。地壳上这些大小区块,受太阳、月球的引力不同,在地球自转时,它们的运动速度慢不一。由于地球自西向东旋转,地壳上这些大小块体形成自东向西的相对运动。
以地面物体为参照物发生的地壳运动及成因
以地面物体为参照物发生的地壳运动,地壳组成物质岩石相对运动距离小,属于小范围的地壳运动。除大范围的地壳运动能引起本类地壳运动外,地震、火山、塌陷、陨石撞击、生物的一些活动等等都能引起本类地壳运动。
单因和多因地壳运动学说
依据引起地壳运动因素的多少,可以将地壳运动理论划分为两大学派:一是单因地壳运动学派,二是多因地壳运动学派。
单因地壳运动学派认为:引起地壳运动的因素主要为一种,传统地壳运动学说属于这一学派,如大陆漂移学说、海底扩张学说、板块学说、地质力学、镶嵌学说、地洼学说、断块学说、多旋回学说等。
多因地壳运动学派认为:引起地壳运动的因素为多种,属于现代地壳运动学说。该学说是由我国江发世提出来的。依据地壳运动参照物将地壳运动划分为:1、以银道面为参照物的地壳运动,2、以黄道面为参照物的地壳运动,3、以地轴为参照物的地壳运动,4、以地理坐标为参照物的地壳运动,5、以地表物体为参照物的地壳运动,6、以球面为参照物的地壳运动。不同类型的地壳运动是由不同因素引起的,不同类型的地壳运动方式和结果不同,而且各种类型地壳运动相互叠加。
大陆漂移说
德国气象学家魏格纳(1880~1930)在1912年系统提出的一种大地构造假说。他认为古生代后期全球只有一个庞大的联合古陆,称“泛大陆”。中生代由于潮汐摩擦和从两极向赤道方向的挤压力,泛大陆开始分裂,较轻的花岗岩质大陆在较重的玄武岩质地幔上漂移,逐渐形成今日的海陆格局。他认为地球上的山脉也是大陆漂移的产物,科迪勒拉山和安第斯山是美洲大陆向西漂移滑动时,受到太平洋玄武质基底的阻挡,被挤压而形成的褶皱山脉;亚洲东缘的岛弧群,是大陆向西漂移过程中留下的残块;格陵兰的南端、佛罗里达、火地岛等弧形弯曲,都是向西滑动摩擦脱落的结果;东西向的阿尔卑斯山和喜马拉雅等各大山脉,是大陆从两极向赤道挤压的结果。魏格纳根据当时掌握的资料,从地质、地形、古生物、古气候和大地测量等方面,详细论证了大陆漂移说。这个假说当时引起了地质学界和地球物理学界的重视。但是对于大陆漂移的机制和规律,则有很多学者表示怀疑。20世纪50年代以来,古地磁学的研究表明,地质历史时期磁极的移动,只有用大陆漂移说才能得到合理的解释。因此大陆漂移说又获得了新生。
板块构造说
1961年和1962年,美国的迪茨和赫茨提出了“海底扩张说”。在此基础上,1968年法国地质学家勒皮顺等人首创“板块构造学说”,现已成为最流行的地球科学新理论。
板块构造学说将全球的岩石圈划分为六大板块:亚欧板块、非洲板块、美洲板块、太平洋板块、印度洋板块和南极洲板块,除六大板块外还有些小板块。大陆内部也可以划出一些次一级的板块。板块之间,分别以海峡或海沟、造山带为界。一般说来,板块内部地壳比较稳定;板块与板块交界处是地壳比较活动的地带,其活动性主要表现为地震、火山、张裂、错动、岩浆上升、地壳俯冲等。世界上的火山、地震活动,几乎都分布在板块的分界线附近。
板块学说认为地壳是有生有灭的。由于海底扩张,大洋底部不断更新,大陆则只是随着海底的扩张而移动。板块在相对移动的过程中,或向两边张裂,或彼此碰撞,从而形成了地球表面的基本面貌。如3亿年前,欧、非两洲和南、北美洲相连,以后出现大西洋海岭,新的洋壳不断形成并以它为中轴向两边扩张,才使上述各洲分开。而在近7000万年以来,由于印度板块不断北移,与亚欧板块相撞,产生喜马拉雅山脉。东非大裂谷则正处于非洲大陆开始张裂,处于产生新洋壳的雏型期。红海亚丁湾则是两侧地壳张裂扩张的结果,处于大洋壳的幼年期。我们认识的地中海,则是代表大洋发展的终了期,它是广阔的古地中海经过长期演化后残留下来的海洋。
关于板块的驱动力问题,有人认为是地幔对流,也有人认为是地幔中的“热点”和“热柱”把岩石圈拱起,而使其在重力作用下向下滑动推挤板块运动,还有其他的一些主张,尚无统一的认识。
大陆漂移──海底扩张──板块构造,这是人类对地壳运动认识过程不断深化发展的三部曲。
地球外球转动说
地球外球转动说是张伟智于2012年提出来的,后来又经过了修改。江氏(江发世)依据参照物将地壳运动划分为:1、以银道面为参照物的地壳运动,2、以黄道面为参照物的地壳运动,3、以地轴为参照物的地壳运动,4、以地理坐标为参照物的地壳运动,5、以地表物体为参照物的地壳运动,6、以球面为参照物的地壳运动。江世发是多因地壳运动的代表,以地轴为参照物的地壳运动的成因,江氏解释为是地球外球转动而形成的。 江氏将固体地球结构进行了重新划分,如下表:
地球倾斜在轨道上自转和公转,在夏至时,地球的北半球距离太阳近,受到的太阳引力比南半球受到的太阳引力大。在冬至时,地球的南北半球受到的太阳引力与夏至时的相反。由于地球绕地月质点转动、地球的章动、地轴的进动产生了地球的晃动作用。 地球的晃动作用使地球的外球产生了向太阳引力方向的转动,就像簸箕里的豆子,在晃动簸箕时,豆子就会向簸箕的倾斜方向转动。 地球的内球运动 在装满水的瓶子里放入一个石子,系上一根绳,握绳一端让瓶子旋转,其结果是:瓶子里的石子始终偏向引力的另一侧。同理,地球的内球始终偏向太阳引力的另一侧。地球外球的转动形成了地极和磁极的移动,形成了地壳相对地轴的运动。南极洲由低纬度转动到南极位置是地球外球转动而形成的。
地幔(Mantle)介于莫霍面和古登堡面之间,厚度在2800km以上,平均密度为4.59g/cm³,体积约占地球体积的82.26%, 地幔的质量约占地球总质量的67.0%,在很大程度上影响了地球物质的总组成。地幔的横向变化比较均匀,根据地震波速度的变化以1000km激增带为界面(雷波蒂面),进一步划分出上地幔和下地幔两个次一级圈层。
地幔是地球的莫霍面以下、古登堡面(深2885km)以上的中间部分。其厚度约2850km,占地球总体积的82.3%,占地球总质量的67.8%,是地球的主体邵分。从整个地幔叫以通过地震波横波的事实看,它主要由固态物质组成。根据地震波的次级不连续面,以650km深处为界,可将地幔分为上地幔和下地幔两个次级圈层。
1.上地幔
上地幔的平均密度为3.5g/cm³,这一密度值与石陨石相当,暗示其可能具有与石陨石类似的物质成分。从火山喷发和构造运动从上地幔上部带出来的深部物质来看,也均为超基性岩。近年来通过高温高压试验来模拟地幔岩石的性质时发现,用橄榄岩55%、辉石35%、石榴子石10%的混合物作为样品(矿物成分相当于超基性岩),在相当于上地幔的温压条件下测定其波速与密度,得到与上地幔基本一致的结果。根据以上理由推测,上地幔由相当于超基性岩的物质组成,其主要的矿物成分可能为橄榄石,有一部分为辉石与石榴子石,这种推测的地幔物质被称为地幔岩。
上地幔上部存在一个软流圈,约从70km延伸到250km左右,其特征是出现地震波低速带。物理实验表明,波速降低可能是由于软流圈物质发生部分熔融,使其强度降低而引起的。据地内温度估算,软流圈的温度可达700-1300℃,已接近超基性岩在该压力下的熔点温度,因此一些易熔组分或熔点偏低的组分便可开始发生熔融。据计算,软流圈的熔融物质可能仅占1%-10%,熔融物质散布于固态物质之间,因而大大降低了强度,使软流圈具较强的塑性或流动性。由于软流圈物质已接近熔融的临界状态,因此它成为岩浆的重要发源地。
2.下地幔
下地幔的平均密度为5.1g/cm³.由于这里经受着强大的地内压力作用,使得存在于上地幔的橄榄石等矿物分解成为FeO、MgO、SiO2和Al2O3,等简单的氧化物。与上地幔相比,其物质化学成分的变化可能主要表现为含铁量的相对增加(或Fe/Mg的比例增大)。由于压力随深度的增大,物质密度和波速逐渐增加。
第(3/3)页
由东向西运动。在没有其它星球引力作用下,地壳各部分物质随地球自转做匀速圆周运动。在太阳、月球的引力作用下,由于地壳各部分组成物质的不均,产生沿纬向的差异运动,形成挤压和分离。
地壳在大区域或小面积上其组成物质是不均匀的。
在大区域上,陆地有欧亚、非洲、南北美洲、南极洲等大区块,海洋有太平洋、印度洋、大西洋和北冰洋等几大区块。这些大区块在地势、物质组成、面积大小、几何形态、地理位置、质量、构造等都不一样。在大区块内有众多的小区块。地壳上这些大小区块,受太阳、月球的引力不同,在地球自转时,它们的运动速度慢不一。由于地球自西向东旋转,地壳上这些大小块体形成自东向西的相对运动。
以地面物体为参照物发生的地壳运动及成因
以地面物体为参照物发生的地壳运动,地壳组成物质岩石相对运动距离小,属于小范围的地壳运动。除大范围的地壳运动能引起本类地壳运动外,地震、火山、塌陷、陨石撞击、生物的一些活动等等都能引起本类地壳运动。
单因和多因地壳运动学说
依据引起地壳运动因素的多少,可以将地壳运动理论划分为两大学派:一是单因地壳运动学派,二是多因地壳运动学派。
单因地壳运动学派认为:引起地壳运动的因素主要为一种,传统地壳运动学说属于这一学派,如大陆漂移学说、海底扩张学说、板块学说、地质力学、镶嵌学说、地洼学说、断块学说、多旋回学说等。
多因地壳运动学派认为:引起地壳运动的因素为多种,属于现代地壳运动学说。该学说是由我国江发世提出来的。依据地壳运动参照物将地壳运动划分为:1、以银道面为参照物的地壳运动,2、以黄道面为参照物的地壳运动,3、以地轴为参照物的地壳运动,4、以地理坐标为参照物的地壳运动,5、以地表物体为参照物的地壳运动,6、以球面为参照物的地壳运动。不同类型的地壳运动是由不同因素引起的,不同类型的地壳运动方式和结果不同,而且各种类型地壳运动相互叠加。
大陆漂移说
德国气象学家魏格纳(1880~1930)在1912年系统提出的一种大地构造假说。他认为古生代后期全球只有一个庞大的联合古陆,称“泛大陆”。中生代由于潮汐摩擦和从两极向赤道方向的挤压力,泛大陆开始分裂,较轻的花岗岩质大陆在较重的玄武岩质地幔上漂移,逐渐形成今日的海陆格局。他认为地球上的山脉也是大陆漂移的产物,科迪勒拉山和安第斯山是美洲大陆向西漂移滑动时,受到太平洋玄武质基底的阻挡,被挤压而形成的褶皱山脉;亚洲东缘的岛弧群,是大陆向西漂移过程中留下的残块;格陵兰的南端、佛罗里达、火地岛等弧形弯曲,都是向西滑动摩擦脱落的结果;东西向的阿尔卑斯山和喜马拉雅等各大山脉,是大陆从两极向赤道挤压的结果。魏格纳根据当时掌握的资料,从地质、地形、古生物、古气候和大地测量等方面,详细论证了大陆漂移说。这个假说当时引起了地质学界和地球物理学界的重视。但是对于大陆漂移的机制和规律,则有很多学者表示怀疑。20世纪50年代以来,古地磁学的研究表明,地质历史时期磁极的移动,只有用大陆漂移说才能得到合理的解释。因此大陆漂移说又获得了新生。
板块构造说
1961年和1962年,美国的迪茨和赫茨提出了“海底扩张说”。在此基础上,1968年法国地质学家勒皮顺等人首创“板块构造学说”,现已成为最流行的地球科学新理论。
板块构造学说将全球的岩石圈划分为六大板块:亚欧板块、非洲板块、美洲板块、太平洋板块、印度洋板块和南极洲板块,除六大板块外还有些小板块。大陆内部也可以划出一些次一级的板块。板块之间,分别以海峡或海沟、造山带为界。一般说来,板块内部地壳比较稳定;板块与板块交界处是地壳比较活动的地带,其活动性主要表现为地震、火山、张裂、错动、岩浆上升、地壳俯冲等。世界上的火山、地震活动,几乎都分布在板块的分界线附近。
板块学说认为地壳是有生有灭的。由于海底扩张,大洋底部不断更新,大陆则只是随着海底的扩张而移动。板块在相对移动的过程中,或向两边张裂,或彼此碰撞,从而形成了地球表面的基本面貌。如3亿年前,欧、非两洲和南、北美洲相连,以后出现大西洋海岭,新的洋壳不断形成并以它为中轴向两边扩张,才使上述各洲分开。而在近7000万年以来,由于印度板块不断北移,与亚欧板块相撞,产生喜马拉雅山脉。东非大裂谷则正处于非洲大陆开始张裂,处于产生新洋壳的雏型期。红海亚丁湾则是两侧地壳张裂扩张的结果,处于大洋壳的幼年期。我们认识的地中海,则是代表大洋发展的终了期,它是广阔的古地中海经过长期演化后残留下来的海洋。
关于板块的驱动力问题,有人认为是地幔对流,也有人认为是地幔中的“热点”和“热柱”把岩石圈拱起,而使其在重力作用下向下滑动推挤板块运动,还有其他的一些主张,尚无统一的认识。
大陆漂移──海底扩张──板块构造,这是人类对地壳运动认识过程不断深化发展的三部曲。
地球外球转动说
地球外球转动说是张伟智于2012年提出来的,后来又经过了修改。江氏(江发世)依据参照物将地壳运动划分为:1、以银道面为参照物的地壳运动,2、以黄道面为参照物的地壳运动,3、以地轴为参照物的地壳运动,4、以地理坐标为参照物的地壳运动,5、以地表物体为参照物的地壳运动,6、以球面为参照物的地壳运动。江世发是多因地壳运动的代表,以地轴为参照物的地壳运动的成因,江氏解释为是地球外球转动而形成的。 江氏将固体地球结构进行了重新划分,如下表:
地球倾斜在轨道上自转和公转,在夏至时,地球的北半球距离太阳近,受到的太阳引力比南半球受到的太阳引力大。在冬至时,地球的南北半球受到的太阳引力与夏至时的相反。由于地球绕地月质点转动、地球的章动、地轴的进动产生了地球的晃动作用。 地球的晃动作用使地球的外球产生了向太阳引力方向的转动,就像簸箕里的豆子,在晃动簸箕时,豆子就会向簸箕的倾斜方向转动。 地球的内球运动 在装满水的瓶子里放入一个石子,系上一根绳,握绳一端让瓶子旋转,其结果是:瓶子里的石子始终偏向引力的另一侧。同理,地球的内球始终偏向太阳引力的另一侧。地球外球的转动形成了地极和磁极的移动,形成了地壳相对地轴的运动。南极洲由低纬度转动到南极位置是地球外球转动而形成的。
地幔(Mantle)介于莫霍面和古登堡面之间,厚度在2800km以上,平均密度为4.59g/cm³,体积约占地球体积的82.26%, 地幔的质量约占地球总质量的67.0%,在很大程度上影响了地球物质的总组成。地幔的横向变化比较均匀,根据地震波速度的变化以1000km激增带为界面(雷波蒂面),进一步划分出上地幔和下地幔两个次一级圈层。
地幔是地球的莫霍面以下、古登堡面(深2885km)以上的中间部分。其厚度约2850km,占地球总体积的82.3%,占地球总质量的67.8%,是地球的主体邵分。从整个地幔叫以通过地震波横波的事实看,它主要由固态物质组成。根据地震波的次级不连续面,以650km深处为界,可将地幔分为上地幔和下地幔两个次级圈层。
1.上地幔
上地幔的平均密度为3.5g/cm³,这一密度值与石陨石相当,暗示其可能具有与石陨石类似的物质成分。从火山喷发和构造运动从上地幔上部带出来的深部物质来看,也均为超基性岩。近年来通过高温高压试验来模拟地幔岩石的性质时发现,用橄榄岩55%、辉石35%、石榴子石10%的混合物作为样品(矿物成分相当于超基性岩),在相当于上地幔的温压条件下测定其波速与密度,得到与上地幔基本一致的结果。根据以上理由推测,上地幔由相当于超基性岩的物质组成,其主要的矿物成分可能为橄榄石,有一部分为辉石与石榴子石,这种推测的地幔物质被称为地幔岩。
上地幔上部存在一个软流圈,约从70km延伸到250km左右,其特征是出现地震波低速带。物理实验表明,波速降低可能是由于软流圈物质发生部分熔融,使其强度降低而引起的。据地内温度估算,软流圈的温度可达700-1300℃,已接近超基性岩在该压力下的熔点温度,因此一些易熔组分或熔点偏低的组分便可开始发生熔融。据计算,软流圈的熔融物质可能仅占1%-10%,熔融物质散布于固态物质之间,因而大大降低了强度,使软流圈具较强的塑性或流动性。由于软流圈物质已接近熔融的临界状态,因此它成为岩浆的重要发源地。
2.下地幔
下地幔的平均密度为5.1g/cm³.由于这里经受着强大的地内压力作用,使得存在于上地幔的橄榄石等矿物分解成为FeO、MgO、SiO2和Al2O3,等简单的氧化物。与上地幔相比,其物质化学成分的变化可能主要表现为含铁量的相对增加(或Fe/Mg的比例增大)。由于压力随深度的增大,物质密度和波速逐渐增加。