漫话地球岩石圈板块构造（1）
胡经国
一、基本概念
㈠、板块构造说
1、概念
板块构造学说（TheoryofPlateTectonics），又叫做板块构造理论，简称板块构造说，是指从全球角度研究地球岩石圈板块构造的形成、结构、运动和演化规律等的一种新兴而重要的大地构造学说。它是现代地球科学重要理论之一；是在20世纪60年代中，在大量海洋地质、地球物理和海底地貌等资料分析的基础上建立起来的一种大地构造学说。它源于加拿大地球物理学家威尔逊（J.T.Wilson，1908-）提出的“板块”（Plate）概念。1965年，他指出，大洋中脊、转换断层和岛弧－海沟系是三种类型的构造活动带；它们首尾相接、连绵不辍，从一种活动带转换成另一种活动带，形成地壳运动；地壳被这些活动带分割成大大小小的“板块”。
板块构造说囊括了大陆漂移、海底扩张、转换断层、大陆碰撞等地球科学概念，为解释全球地质作用提供了颇有成效的格架。
2、发展简史
1912年，德国A.L.魏格纳首先提出了大陆漂移说。1960至1962年期间，美国H.H.赫斯、R.S.迪茨，在大陆漂移和地幔对流说的基础上创立了海底扩张说。随后F.J.瓦因和英国D.H.马修斯等，通过海底磁异常的研究，对海底扩张说作了进一步论证。
1965年，加拿大J.T.威尔逊提出了转换断层的概念；并且首先指出，连绵不绝的活动带网络将地球表层划分为若干刚性板块。
1967至1968年期间，美国W.J.摩根、D.P.麦肯齐、R.L.帕克与法国X.勒皮雄，将转换断层概念外延到球面上，定量地论述了板块运动，确立了板块构造说的基本原理。
1968年，美国B.L.艾萨克斯、J.奥利弗和L.R.赛克斯，进一步阐述了地震与板块活动之间的联系；并且将这一新兴理论称作“新全球构造”。现今常用的术语“板块构造”术语，是麦肯齐和摩根在1969年提出的。自20世纪70年代以来，板块构造学说逐步渗透到地球科学的许多领域。
㈡、板块构造
板块构造（PlateTectonics）是指地球岩石圈是由若干板块及其边界构成的这样一种地球岩石圈的自然地质构造形态，这种板块称为岩石圈板块，这种板块边界称为岩石圈板块边界。
板块是由板块边界所分割的内部活动较弱的岩石圈构造单元；由于板块的横向尺度比厚度大得多，因而得名。
按照板块构造学说，地球岩石圈划分成若干板块，它们就像冰山在海洋中一样飘浮在玄武岩质的软流圈上，进行非常缓慢的运动；当板块运动时，各个大陆之间就表现出相对的水平运动（称之为大陆漂移ContinentDrift），彼此之间产生碰撞和离析，从而构成地球表层的地质地理景观。
板块构造学说或理论产生于20世纪60年代初期（Wilson，1965）。当时，该理论对生物地理学影响很大。在很多情况下，不同地区很多植物和动物的分布，只有应用板块构造理论才能够解释。
二、板块结构
㈠、板块划分
1、概述
固体地球上层在垂向上可分为物理性质截然不同的两个圈层，即上部具有一定刚性的岩石圈和下垫的略具塑性的软流圈。岩石圈包括地壳和一小部分上地幔；其厚度不一，大约在几十公里至200公里以上。软流圈大体上相当于上地幔低速层，或者电导率较高的高导层（低阻层），Q值（介质品质因素，与地震波衰减程度成反比）较低，表明其物质较热、较轻、较软，具有一定的塑性。在岩石圈之下存在着可以缓慢蠕动的软流圈，是上覆岩石圈发生大规模运动的基本前提。
板块是由地震带所分割的内部地震活动较弱的岩石圈构造单元；由于板块的横向尺度比厚度大得多，因而得名。狭长而连续的地震带勾划出了板块的轮廓，它是板块划分的首要标志（见海底地震）。
全球岩石圈可划分为以下六大板块：欧亚（亚欧）板块、非洲板块、美洲板块、印度板块（或称印度洋板块、澳大利亚板块）、南极洲板块和太平洋板块。而有人将美洲板块分为北美（洲）板块和南美（洲）板块，则全球岩石圈有七大板块。根据地震带的分布及其他标志，人们进一步划分出纳斯卡板块、科科斯板块、加勒比板块、菲律宾海板块等次一级板块。
板块的划分并不遵循海陆界线（海岸线），也不一定与大陆地壳、大洋地壳之间的分界有关。大多数板块包括大陆和洋底两部分。太平洋板块是唯一基本上由洋底岩石圈构成的大板块。
2、六大板块
根据勒皮雄（LePichon）等人观点，全球岩石圈划分为以下六大板块：
美洲板块：包括北美洲、西北大西洋、格陵兰岛、南美洲及西南大西洋。
南极洲板块：包括南极洲及其沿海。
亚欧板块：包括东北大西洋、欧洲及除了印度以外的亚洲。
非洲板块：包括非洲、东南大西洋及西印度洋。
印度洋板块：包括印度、澳大利亚、新西兰及大部分印度洋。
太平洋板块：包括大部分太平洋（及加利福尼亚南岸）。
3、陆地板块阿拉伯
亚欧板块：包括大部分欧亚大陆及东北大西洋。
非洲板块：包括大部分非洲及部分大西洋、地中海。
南极洲板块：包括南极洲大陆及附近海域。
北美板块：包括大部分北美洲及部分大西洋。
南美板块：包括大部分南美洲及部分大西洋。
印度洋板块（澳洲板块）:包括东印度洋及澳大利亚。
⑵、中板块
纳兹卡板块：东南太平洋
菲律宾板块：西太平洋菲律宾海域
科科斯板块：东太平洋中美洲沿岸海域
加勒比板块：加勒比海域
胡安·德福卡板块：东太平洋，美国华盛顿州及加拿大英属哥伦比亚省沿海
斯科舍板块（斯科蒂亚板块）：南大西洋，火地岛东南方向的狭长海域
阿拉伯板块：阿拉伯半岛及附近地区
印度板块：印度次大陆
努比亚板块（索马里板块）：非洲东部东非大裂谷以东，马达加斯加以及西印度洋，正在形成中
巽他板块：南中国海、南中南半岛、安达曼海、苏门答腊岛、爪哇岛、苏拉威西岛、加里曼丹岛及附近海域
⑶、小板块
伍德拉克板块（木百灵板块）：新几内亚岛东北部分
爱琴海板块：希腊南部及爱琴海海域
阿尔迪普拉诺板块：南美洲西部，秘鲁、智利和玻利维亚之间
探险家板块：加拿大温哥华岛西部
土耳其板块（安纳托利亚板块）：土耳其大部
加拉帕戈斯板块：加拉帕戈斯群岛附近，位于纳兹卡、可可斯和太平洋板块的交界处
北加拉帕戈斯板块：加拉帕戈斯板块以北的更小板块
格陵兰板块：格陵兰岛部分
缅甸板块：安达曼群岛以东的长条型板块
阿穆尔板块：朝鲜半岛、中国东北、外兴安岭以南、日本海大部及日本四岛南半部分
加洛林板块：西太平洋新几内亚以北海域
胡安·斐迪南斯板块：东太平洋上，南极板块、纳兹卡板块和太平洋板块的交界处
长江板块（扬子板块）：中国南部及东海
毛克板块：新几内亚岛西部
戈尔达板块：加利福尼亚州北部海岸
鄂霍茨克板块：鄂霍次克海及堪察加半岛
康威礁板块：斐济西侧
新海布里地板块：瓦努阿图附近
巴尔默勒尔板块：斐济北侧
复活节岛板块：复活节岛以西
福图纳板块：太平洋福图纳岛附近
班达海板块：东南亚班达海海域
克马德克板块：新西兰以北的狭长板块
伊朗板块：伊朗、伊拉克及巴基斯坦间的三角区
马努斯板块：新几内亚北部海域
北俾斯麦板块：新几内亚附近俾斯麦海南部
南俾斯麦板块：新几内亚东部和新不列颠
马里亚纳板块：马里亚纳海沟以西的狭长板块
纽阿福欧板块：汤加以西
汤加板块：汤加海沟附近
设德兰板块：南极半岛顶端海域
巴拿马板块：巴拿马地峡区域
安第斯杜诺尔板块（北安第斯板块）：南美洲北部，委内瑞拉和哥伦比亚地区
冲绳板块：日本冲绳群岛附近长条形板块
所罗门板块：所罗门群岛西北海域
里维拉板块：墨西哥西海岸中部以外海域
鸟首板块：新几内亚西部
帝汶板块：帝汶岛及附近海域
南桑维奇板块：南大西洋
塞舌尔板块：西印度洋塞舌尔附近
摩鹿加海板块：摩鹿加海海域
㈡、板块边界
1、概述
按照板块构造学说，大体上可将板块边界分为以下三种类型：
⑴、分离型边界
建设性或分离型边界，又叫做离散型边界、扩张边界（DivergentBoundary）：两个相邻板块向互相分离的方向运动，如大西洋著名的大洋中脊（简称洋中脊、中脊）。
⑵、汇聚型边界
破坏性或汇聚型（聚合型）边界（ConvergentBoundary）：当两个板块碰撞在一起时，其中一个板块受到挤压而俯冲到另一板块之下，形成俯冲消减带（隐没带）。例如，菲律宾海板块隐没到太平洋板块下面，形成全球最深的马里亚纳海沟。
⑶、转换型边界
存留、转换型（剪切型）的边界（TransformBoundary）：这种边界相当于转换断层，与分离型边界都是近乎垂直的面，最典型例子为美国加州圣安德烈斯断层。
2、汇聚型边界
汇聚型（聚合型）边界，是指两个相互汇聚的板块之间的边界，相当于海沟和活动造山带。鉴于地球表面积基本不变，因而分离型边界岩石圈的增生必然以某些地方岩石圈的破坏所补偿。而岩石圈的破坏或压缩就发生在汇聚型边界。汇聚型边界有两种亚型，即：俯冲边界和碰撞边界。
⑴、俯冲边界
俯冲边界在地形上表现为海沟，相邻板块相互叠覆；由于大洋板块较之大陆板块往往具有密度大、厚度小、位置低的特点，因而大洋板块一般俯冲于大陆板块之下。但是，也有大洋板块俯冲于另一大洋板块之下的情况（如沿马里亚纳海沟）。
俯冲边界主要展布于太平洋的周缘，包括岛弧－海沟系与安第斯型大陆边缘。前者有边缘海与大陆相隔；后者海沟直接滨临大陆。
通常，在海沟附近出现浅源地震，向陆侧依次出现中源、深源地震，构成一条倾斜的震源带，称为“贝尼奥夫带”；其倾角变化在15°～90°之间。贝尼奥夫带标出了板块俯冲的形迹。贝尼奥夫带具有很高的Q值，接近于岩石圈，从而也证明岩石圈板块是沿贝尼奥夫带向下俯冲的。
在俯冲过程中，上覆的大洋沉积物可能随板块潜入地下；有时，部分沉积物被刮落下来，添加于海沟陆侧坡，构成所谓的“增生楔形体”。增生的混杂岩体逐渐成长并且受挤压而隆起，形成非火山性外弧，在一定程度上导致大陆增长。当板块俯冲至一二百公里深处时，由于摩擦增热，导致下插板块或上覆地幔物质产生部分熔融，从而有岩浆上升并喷发出地表，形成与海沟平行延伸的火山弧（见岛弧）。火山弧与外弧之间发育弧前盆地。而弧后拉张作用则形成弧后盆地（亦称边缘盆地）。在板块俯冲作用下，形成统一的沟-弧-盆体系。
⑵、碰撞边界
碰撞边界在地质构造上表现为活动造山带，也称为“地缝合线”。随着大洋板块俯冲殆尽，大规模俯冲活动停息，两侧大陆相遇汇合而开始碰撞。在汇聚碰撞作用下，原大陆边缘和洋底的沉积物遭受紧密褶皱和逆冲推覆，加之一系列地壳楔沿深部近水平的层间滑脱面（多为岩石圈内部低速带）拆离开来，相互冲掩叠覆，导致地壳压缩增厚，地面大幅度抬升，形成宏伟的褶皱山系。喜马拉雅山系便是自始新世末期以来印度与欧亚大陆主体碰撞的产物。明显的均衡正异常表明，碰撞造山带地壳均衡状态遭到破坏。
碰撞边界伴有浅、中源地震，地震带甚宽。
陆地板块边界，特别是碰撞边界，常构成一条宽阔而复杂的板块相互作用地带。沿汇聚型板块边缘,可出露“蛇绿岩套”，自下而上包括：超镁铁质岩、辉长岩、辉绿岩，直至覆有深海沉积层的玄武质熔岩。这一层序类似于大洋地壳和上地幔。一般认为，蛇绿岩套是大洋岩石圈的残片，原生成于大洋盆地或边缘盆地，后来在板块汇聚和洋盆关闭的过程中被逆冲至陆上。
⑶、转换型边界海沟相接处，剪切错动骤然终止。沿这种边界，通常既没有板块的生长，也没有板块的破坏；但是，伴有频繁的地震活动，并且可发生构造形变与动力变质作用。
2022年8月5日编写于重庆
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