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第十三章 构造运动.ppt

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第十三章 地壳运动、变形和断裂,13.1 构 造 运 动,人们在很早以前就已经认识到沧海桑田的变换,在中国和西方国家都有这样一些记载。 皮法戈尔:“坚硬的陆地变成海洋,海洋变成陆地,海生贝壳出现在离大洋很远的地方---” 颜真卿:“高山尤有螺蚌壳,或以为桑田所变”《麻姑山仙坛记》 朱熹:“尝见高山有螺蚌壳,或生石中,此石即旧日之土,螺蚌既水中之物。---此事思之至深”《朱子语类》 构造运动是由于地球的内部平衡遭到破坏所引起的地壳或岩石圈的运动。事实上,地球自从诞生之日起,就没有停止过构造运动。,板块构造学说,大地构造学是研究地球或岩石圈的形成、发展和演化的一门地质学的分支学科。随着科学技术的发展,大地构造学说也将不断地得到发展。 板块构造学说是当今地球科学界普遍认同的一个大地构造学说。 板块构造学说的发展主要经历了三个阶段:大陆漂移学说、海底扩张学说和板块构造学说。,魏格纳和大陆漂移,魏格纳(德国气象学家),1911年秋,魏格纳在研究世界古气候时偶然读到一篇论文,文中提到“根据古生物证据,巴西和非洲陆地曾经连为一体”,从而产生了大陆漂移的思想。在进行了一些较为仓促的研究之后,1912年初在法兰克福地质协会做了题为“根据地球物理学论地壳轮廓的形成”的演讲,几天之后他又在马尔堡科学协进会上做了题为“大陆的水平位移”的第二次演讲。同年,他将这些研究成果整理发表,从而形成了著名的大陆漂移学说。,1914年第一次世界大战爆发后,魏格纳应征入伍,但他1915年利用负伤病休期间发表了他的著作《海陆起源》,系统地阐述了大陆漂移的理论,之后在1920年至1924年三次再版,成为新地球科学观的经典著作。魏格纳从当时已被广泛接受的艾里(G. Airy)等人的地壳均衡理论中得到启示,他认为地壳均衡理论暗示了地壳之下存在一种高粘性流体(后来被确认为软流圈),在漫长的地质历史中,大陆既然可以在它上面升降,当然也可以在它上面漂移。他还明确地阐述了自己的观点,陆地曾经连接过,但不是通过后来沉没的陆桥,而是大陆间的直接连接,地壳中永存的不是个别的海盆或陆块,而是整个海陆面积。,古生物的证据,舌羊齿植物化石发现于南美、南非、澳大利亚、印度及南极区同一时代岩石中,这种植物成熟的种子直径达几毫米, 风不可能携带它漂洋过海。南部各个大陆上几乎同时出现舌羊齿植物化石, 无疑成为它们曾经连接在一起的有力证据。古生代和中生代爬行动物的分布情况也与之类似, 爬行动物几个种属的化石, 在现在分离的南部各大陆上均有发现。例如,有一种类似哺乳动物的爬行动物--水龙兽, 这种动物是严格的陆生动物, 其化石广泛见于南非、南美和亚洲, 1969年美国的一个探险队在南极也发现了它们。因此,这个动物属曾出现于所有的南部大陆, 这类爬行动物显然不能够游过几千公里宽的大西洋和南极洋,只能认为这些大陆先前曾连接在一起。早先曾提出过陆桥假说(类似今天的中美洲), 来解释水龙兽 出现于世界上相距遥远的地区, 但是海底的研究并未发现这类现已沉没的陆桥。,古生代冰川证据,在晚古生代(约300百万年),冰川覆盖了南半球大陆的很大部分。很容易识别这些冰川留下的沉积物,由下伏岩石上留下的冰川擦痕和擦沟可以判别冰川的运动方向。除南极外,南半球各大陆现在均靠近赤道分布。与之相反,北半球大陆并未见到同期的冰川活动痕迹,植物化石表明这些地区当时以热带气候为特征,若按照大陆固定论我们很难理解这一现象,因为气候带是由于纬度决定的。更有趣的是这些冰川的运动方向,通过擦痕和冰擦沟痕的区域填图,我们发现在南美、印度、澳洲的冰川由海洋向内陆运动,从目前地理分布很难解释这种运动方向,除非现在的海湾位置上曾经存在过陆块。,冈 瓦 纳 古 陆 冰 川 分 布,其他证据,非洲南端的东西向的褶皱山脉突然终止于大陆海岸, 而在阿根廷的布宜诺斯艾丽斯附近又出现相同时代和变形样式的类似构造。阿巴拉契亚褶皱山脉也表现出类似的特征, 这一山带的变形构造沿着北东向延伸, 穿过美国东部经纽芬兰并突然终止于海洋中, 而在欧洲大陆再次出现。许多这样的证据表明大西洋两侧的大陆不仅在轮廓上, 在岩石类型和构造上也可以拼合在一起。,,海底扩张学说,全球裂谷系:具有全球规模的大洋中脊和中央裂谷系是海洋研究的三大发现之一。1946年美国海军组织了11条船,执行“跳高行动”(Operation High Jump)的探险计划,发现了东太平洋隆起。这些发现引起了哥伦比亚大学拉蒙特研究所黑甄(B. Heezen)的极大兴趣,他在怀疑大西洋脊和太平洋隆起可能具有全球意义,因为他发现地震活动有沿着大洋中脊分布的趋势。黑甄指导一位年轻的绘图员,利用一些已有的资料来编制一张海底地形图,由于资料残缺不全,他又利用一些间接的资料加以补充,最后终于绘制完成了一张大西洋的海底地形图。这张图
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