阿尔卑斯国际实习教学指导书

第1章板块划分及板块边界类型 1.1 全球板块划分 勒 皮雄（Le Pichon）于 1968年将全球岩石圈划分为六大板块：太平洋板块、亚欧板块、非洲板块、美洲板块、印度洋板块（包括澳大利亚）和南极洲板块。通常认为，板块边界会频繁地发生地震和火山爆发，也就是说，现代地震密集活动带和火山喷发带的位置就是板块边界。依据地震和火山活动带可以精确勾画出当前的全球板块边界，这些不同活动类型的板块边界将全球岩石圈分为更多的小板块，包括太平洋板块、胡安德富卡板块、科克斯板块、纳斯卡板块、北美板块、加勒比板块、南美板块、斯科舍板块、欧亚板块、非洲板块（根据东非裂谷又可将其分为努比亚板块和索马里板块）、阿拉伯板块、印度-澳大利亚板块（也可再分为印度板块和澳大利亚板块）、鄂霍茨克海板块、菲律宾海板块和南极板块。多数板块包括大陆和大洋部分，如欧亚板块和北美板块，仅少部分板块完全为大陆或大洋板块。这些板块之间的边界多数是清楚的线状边界。然而，有些板块之间相互作用的范围很大，宽度可达数千千米，如印度板块和欧亚板块的相互作用带，不能用简单的线条给出准确的边界。这样的板块边界称为板块边界带。在板块划分图上，三条板块边界交于一点，这个点与三个板块相邻，称为板块三联接合点，简称三联点。任何一对板块间的边界总是以三联接合点作为端点。三联点相连接的板块边界可以是分离型、聚敛型或者转换断层型。理论上，三联点可以组合成 16种不同的类型，即可能出现 16种不同类型的板块三联点，其中有 6种较为常见，如图 1-1所示。 图 1-1 6种常见板块三联点的几何学和速度矢量 三角形（McKenzie and Morgan，1969） 1.2 板块边界类型 根据流变学特征，行星地球自地表向下分为岩石圈、软流圈、中圈、液态外核和固态内核（图 1-2）。岩石圈是指刚性岩石组成的地球*外层，包括地壳和地幔的*上部，是刚性和脆性的，以弹性变形为主。岩石圈分裂为巨大的刚性板状块体，称为岩石圈板块，简称板块。软流圈位于上地幔上部，是地幔中能够塑性流动的软弱带，具有塑性流动特征——流动的固体。软流圈的流动是地幔对流的组成部分，在岩石圈板块的运动中起重要的作用。岩石圈板块在软流圈上彼此相对运动。 图 1-2 地球的化学组分分层与流变学分层（Egger，2003）根据流变学特征，地球自地表向下分为岩石圈、软流圈、中圈、液态外核和固态内核 现代板块之间的相对运动引起不同震级的地震。图 1-3是 1898年以来仪器记录到的地震事件的分布。这些地震事件的分布位置精准勾画了当前全球的板块边界。板块之间的相对运动包括聚敛运动、分离运动和走滑运动（图 1-4），分别对应于聚敛板块边界、分离板块边界和转换断层板块边界。 图 1-3 1898年以来仪器记录到的地震事件（Nelson，2021）这些事件的位置精确定义了当前全球的板块边界 图 1-4 岩石圈板块之间的相对运动类型（Greenwood，2006） 1.2.1 离散型板块边界 分离板块边界两侧的板块彼此远离[图 1-4（a）]。在这个边界上，板块逐渐生长，面积增大。分离板块边界首先是以大陆裂谷的形式出现。随着大陆裂谷作用的持续，洋壳开始出现。分离板块边界两侧从大陆地壳逐渐变为大洋地壳，大陆裂谷演化为大洋中脊。 图 1-5 阿法尔凹陷的构造组成（Frisch et al.，2011） 1. 大陆裂谷 大陆裂谷是指在区域双向伸展作用下，整个岩石圈受到拉伸变形的区域。根据发生裂谷作用的大陆岩石圈强度差异，裂谷分为宽裂谷和窄裂谷。厚、冷、强的岩石圈一般形成宽度不超过 100 km的窄裂谷，如东非裂谷系（图 1-5）、贝加尔裂谷和莱茵地堑；薄、热、弱的岩石圈则形成宽达数百千米、应变均匀分布的宽裂谷，如美国西部的盆岭地区和爱琴海。大陆裂谷的典型构造是半地堑。 2. 大洋中脊 大洋中脊，也称中央海岭，在太平洋、印度洋、大西洋和北冰洋内连续延伸，构成总长度超过 55000 km的环球洋底山系。大洋中脊的宽度为 1000～4000 km；平均高出洋底 2～3 km。尽管潜藏在洋面以下，全球大洋中脊是地球上*重要的地形特征之一。 大洋中脊是大洋岩石圈生长的位置。来自于地球深部的地幔物质在大洋中脊上升、冷却，成为大洋岩石圈的新生部分。全球大洋中脊的扩张速率是不一样的。东太平洋洋隆是快速扩张的大洋中脊，大西洋中脊则是慢速扩张的大洋中脊。扩张速率的不同引起大洋中脊轴部地形的差异，如图 1-6所示。 图 1-6 快速和慢速扩张的洋脊的深海地形剖面（MacDonald，1982） V.新火山活动带；F.裂隙作用带；P.活动断层区域；VE.垂直放大 1.2.2 汇聚型板块边界 如哈雷 赫斯所预言（ Hess，1962），地球基本不变的尺寸表明，地壳必定以