文档介绍：1从大陆漂移到板块构造大陆大规模地漂移,早已是具有直观能力的人们思索的问题,1620年法国的巴肯(Bacon)就在地图上对大西洋两岸相似的部分作了标记。奥地利地质学家修斯(,1909)把南半球大陆拼在一起,并推测存在一个冈瓦纳大陆(Gondwanaland)。最为系统地提出大陆漂移观点的是德国青年气象学家魏格纳(,1912,1915),他根据古生物化石、岩石特征和地质构造的相似性提出大西洋两岸曾是一个大陆,随后收集了大量证据,推测3×108年前曾经存在一个全球统一的联合古陆(Pangea),在2×108年前开始破裂,才慢慢分离成现今的大陆布局。这种理论1922年曾轰动一时,但由于魏格纳当时认为“硅铝质的大陆漂移在硅镁质的洋壳之上”,这一大陆漂移机制因为与地球物理资料不符(它们之间因粘度之大,远远超过漂移的动力而根本不可能),并且也因古生物学的证据不足,遭到了英国著名地球物理学家杰弗里斯()等强烈的反对与抨击,至30年代几乎消声匿迹。直到50年代,大规模的深海调查和古地磁学的发展,使“大陆漂移”论在新的事实基础上重新抬头,在60年代形成了全球板块构造学说。 (1)应用电子计算机技术对大陆进行拼接布拉德(,1965)应用电子计算机对大西洋两侧大陆进行拼合,发现最佳方案并非海岸线而是海平面以下915m等深线,其平均误差小于一个经度(图5-1)。(2)地质构造带对比大西洋两岸北美和北欧之间地质构造具有一致性,非洲与南美古生代和中、新生代造山带亦具有相似性,并且可以越过印度洋跟踪至南极和澳大利亚(图5-2)。根据放射性测年将大西洋两侧20×108年左右和6×108年的两组古老岩石分布区投影到布拉德拼合的图上,它们各自的位置吻合得很好(图5-1)。(3)古生物与冰川、气候证据南半球各大陆找到的二叠纪爬行类等陆生生物有惊人的相似性(图5-3)。晚古生代南半球各大陆的冰川分布,现在看来是毫无规律的,若把各大洲包括南极在内的大陆拼合在一起,则冰川的分布就不难理解了。此外,古气候的分带性与现代气候带位置亦不协调,如现在位于北极圈内的斯匹次卑尔根群岛发现石炭纪—白垩纪的热带植物群和第三纪温带植物。而现在地处热带亚热带的南美、非洲、澳大利亚和印度存在石炭一二叠纪大陆冰盖,我国西藏和滇西地区则分布着同时代的山岳冰川或海洋冰山影响。(4)古地磁极移轨迹通过对北半球不同时代古地磁北极位置的测定(图5-4),把各地质时期古地磁极位置在图上连结成一个线,这条线称为地质时代的极移轨迹。大量资料表明,北美和欧洲所测的极移曲线并不相合,但形态大致相似。若将两大陆拼合在一起,则这两条曲线就会基本重合,说明大西洋的确曾经不存在,两个大陆曾经相连在一起。以上事实说明,×108年以前地球上的确曾经存在一个统一大陆,这个大陆称为联合古陆。联合古陆大约在三叠纪后期,即约2×108年前开始破裂,并逐渐漂移,成为现今的海陆布局。那么大陆是怎样发生漂移的呢? 20世纪50年代,随着海底调查积累了丰富的海底地质和地貌资料,尤其是古地磁学的进展,导致赫斯(,1962)和迪茨(,1961)几乎同时提出海底扩张的观点。海底扩张作用是大洋岩石圈在洋中脊处裂开,地幔炽热的岩浆从这里涌出,冷却固结成新的大洋岩石圈,并把先期形成的岩石向两侧对称地推挤,导致大洋海底不断扩张。另一方面,在假设地球的体积和面积不变的情况下,大洋岩石圈也必然在大陆边缘的海沟处沿着消减带向大陆岩石圈之下俯冲,消亡于软流圈中(见图5-7)。因此,海底扩张实质上是全球洋壳在不断地循环变化,2×108~3×108年内更新一次。海底扩张说的确凿证据是海底岩石年龄的分布:以年龄最新的大洋中脊为轴,向两侧呈对称地分布,离中脊愈远愈老。我们怎样知道海底岩石的年龄呢? (1)磁异常与磁场倒转记录海底年龄的测定首先应归功于古地磁学的研究。50年代后期梅森()在东太平洋进行地磁研究,发现海底地磁呈整齐的条带,并都呈南北向展布,条带间距达几十公里。如果把所测定的磁异常带标到图上,并且沿中脊轴对褶过来,那么磁异常条带东西两侧将重合。磁异常曲线中峰与谷的顺序存在着惊人的对称性,对于这一现象一直使学者们困惑不解。直到1963年英国的瓦因()、马修斯()提出推断,地磁异常条带并非磁化强度不均匀引起的,而是地磁场方向的历史记录,地磁的正负异常对应于古地磁场的正反方向变化。这样海底就起到一台磁带录音机的作用,根据地磁场的正反方向变化记录海洋扩张的历史(图5-5)。通过对太平洋、大西洋和印度洋所测得的地磁极性年表,证明全球的地磁正向期与反向期完全一致