5.板块边界的产生和消亡现今的板块和板块边界在地质历史上并不存在，而且在未来也不会保持不变。我们首先研究当两个大陆碰撞时，汇聚型边界是如何变化的，之后我们研究裂谷的形成过程。 5.1当大陆汇聚：碰撞过程印度曾经是一个位于亚洲南部独立的小大陆。随着时间的推移，印度向北移动，俯冲侵蚀了印度和亚洲之间的洋底。大约四千万到五千万年前，两个大陆之间的所有海底都被俯冲了，印度本身也被推到了亚洲。这种洋底俯冲后，两个大陆合并的事件称为碰撞，地质学家称之为大陆碰撞。 大陆碰撞示意图 当碰撞发生时，曾经位于浮力地壳（大陆地壳或岛弧）之间的汇聚型边界不复存在。例如，当印度和亚洲相撞时，与印度北部海岸相连的大洋岩石圈断裂并沉入地幔。曾经位于两块大陆边缘的岩石和沉积物，或从它们之间的海底被刮下来的岩石和沉积物，受到挤压，形成了喜马拉雅山脉带(约8公里)。印度向亚洲的持续推进导致了喜马拉雅山脉的持续增长，也促成了青藏高原的隆起。当大陆碰撞时，不仅地球表面上升，地壳底部也下降，所以大陆地壳变得更厚。 碰撞作用还造就了阿尔卑斯山和一系列主要的山脉，这些山脉后来被侵蚀殆尽。例如，美国东部的阿巴拉契亚山脉最初是由于三次碰撞而增加的。最近一次发生在非洲和北美之间的碰撞发生在大约两亿八千万年前，之后北美洲变成了泛古大陆的一部分。 卫星图像显示印度与亚洲之间的喜马拉雅山脉 5.2大陆拉伸：裂谷的形成当Wegener提出泛古大陆会分裂成几个较小的大陆时，他意识到大陆一旦形成，可能最终会分裂。拉伸和分裂一个大陆的过程称为裂谷作用。这个过程往往局限于一个明显的线性带，称为裂谷。地壳对裂谷作用的反应方式随深度而变化。在接近大陆表面的地方，拉伸导致了许多断层的发育。地壳在这些断层上倾斜和滑动，这样就形成了被称为裂谷盆地的低地。在更温暖更柔软的深处，塑性地壳发生拉伸。大陆岩石圈在裂谷作用中变薄，热软流圈在裂谷之下上升，产生的岩浆从裂谷的火山喷发出来。 裂谷作用导致大陆岩石圈伸展变薄，形成新的洋中脊 裂谷作用如今正在地球上的几个地方发生。例如，沿着东非大裂谷，最东部的非洲正在从中非分离。东非大裂谷中狭长湖泊，描绘了这个裂谷的轴线。美国西部的Basin and Range省是一个包含许多拉长的岩石山脊的裂谷，它们被狭窄的充满沉积物的盆地彼此分开。Basin and Range省的裂谷作用使地壳东西向延伸了几百公里。 裂谷持续伸展，直到大陆断裂，形成一个新的洋中脊，被称为成功的裂谷。一旦海底开始扩张，裂谷的残余就变得不活动了。这些不活跃的残留物描绘了大陆的新边缘。随着时间的推移，它们下沉，被厚厚的沉积物掩埋，变成被动边缘。一个不成功的裂谷，裂谷在分裂大陆之前就停止了。裂谷成为地壳中的疤痕，由断层和与裂谷有关的沉积岩和火成岩组成。 正在扩张的东非大裂谷；Basin- Range省断裂作用形成了南北向狭窄的山脉，被盆地隔开。箭头表示拉伸的方向 6.板块中的特殊位置6.1三联点在地球上的几个地方，三个板块边界相交。这些交点被称为三联点，在板块边界的全球地图上十分突出。例如，其中一个发生在西印度洋三个脊相交的地方。另一个沿着加州海岸分布，San Andreas断层和Cascade俯冲带、大洋转换断层相交。 三洋脊相交三联点和两转换断层+俯冲带相交三联点 6.2热点在全球范围内，大多数陆地上的火山出现在与俯冲带接壤的火山弧或裂谷中。类似地，大多数海底火山都是沿着洋中脊出现的。它们是板块边界相互作用的直接结果。然而，地质学家已经确定了大约100个地点，在这些地方火山不是由板块相互作用直接形成的。这些位置被称为热点。 大多数热点发生在远离板块边界的板块内部区域。例如夏威夷位于太平洋板块内，距离最近的板块边界有几千公里远，黄石国家公园位于北美板块内部。沿洋中脊也有几个热点，它们产生的熔岩比普通海底扩张要多得多，冰岛就是这样一个例子。事实上，冰岛喷发出的熔岩数量之多，已经形成了一个比大西洋中脊的其他部分其他地区高出2公里的高原。 太平洋热点轨迹 热点为什么会存在?大多数人倾向于这样一种模型，即热点位于地幔柱的顶部。地幔柱是由特别炽热的岩石组成的狭窄柱状体，它们在地幔中向上流动。当地幔柱中炽热的橄榄岩到达岩石圈底部时，它开始融化，产生岩浆，这些岩浆从岩石圈中渗出并以热点火山的形式喷发。 根据地幔柱模型，Hawaii位于上升的热地幔柱之上 Wilson注意到，板块内部的大多数热点火山位于一连串永不再喷发的死火山的末端。例如，在夏威夷群岛，活火山爆发在一连串死火山岛和海山的东南端。为了解释夏威夷-皇帝海山链的结构，Wilson提出，相对于它上面移动的板块，热点的位置或多或少是固定的。随着板块的移动，在火山热点上方形成的火山最终被带离该热点。然后一个新的火山开始在这个热点上生长，这个火山会在一段时间内保持活跃，直到它也被带离这个热点而消失。该过程在热点存活的时间内不断重复，可能长达数千万年。灭绝的火山岛慢慢地下沉到海平面以下，成为海山。由此产生的一系列不活跃的火山岛屿和海底山是一个热点轨迹。 热点轨迹演化图 热点火山和热点轨迹的位置 |
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