工程地質(zhì)

板塊結(jié)構(gòu)與地質(zhì)作用的關(guān)系

  板塊構(gòu)造與地震作用關(guān)系
  地震是地球活動的一個重要標(biāo)志。現(xiàn)代板塊構(gòu)造的三種邊界型式都是建立在地震研究基礎(chǔ)上的。
  全球地震主要發(fā)生于環(huán)太平洋地震帶、阿爾卑斯一喜瑪拉雅一印尼地震帶、大洋中脊地震帶及大陸裂谷地震帶上,其分布位置與板塊邊界非常一致。全球地震的能量約95%都是從板塊邊界地帶釋放出來的,其中大部分又集中在板塊的匯聚型邊界上,由此可見板塊邊界處的相互作用是弓f起地震的一種基本成因。
  板塊的運(yùn)動特征對地震震源機(jī)制研究至關(guān)重要。如匯聚型板塊邊界地區(qū),隨著沖作用進(jìn)行,俯沖下去的板塊在俯沖帶深部的運(yùn)莉使得靠向島弧或大陸—矗發(fā)育深源地震,而在俯沖帶中上部的俯沖運(yùn)動使靠洋一側(cè)發(fā)育中深源地震淺源地震。二者構(gòu)成一個沿俯沖帶傾斜的震源帶。本世紀(jì)50年代貝尼奧夫(Benioff或譯成畢鳥夫)將其作為一個巨大的斷裂帶,后人稱之為貝尼奧夫帶,此帶傾角45。左右(30?!?0。之間),最深達(dá)700km,厚度只有幾十公里。

  板塊構(gòu)造與巖漿作用關(guān)系
  火山活動是巖漿作用的一種方式,它的活動特征和規(guī)律是巖漿作用的具體表現(xiàn)。全球火山活動集中分布于環(huán)太平洋火山帶、阿爾卑斯一喜瑪拉雅一印尼火山帶及大洋中脊和大陸裂谷帶。這一分布規(guī)律與現(xiàn)代板塊邊界也十分吻合。不僅如此,板塊的邊界活動特征還決定了巖漿活動的成分、來源及成因機(jī)制等特征。如洋中脊地區(qū)巖漿成分主要為基性和超基性,它們來源于地幔。俯沖帶的巖漿活動以中、酸性巖漿為主,形成島弧地區(qū)著名的安山巖帶。碰撞邊界的巖漿活動主要以酸性為主,主要由地殼局部重融形成。

  板決構(gòu)造與重質(zhì)作用關(guān)系
  分離型板塊邊界的洋脊軸部附近,由于巖漿不斷上涌形成新的洋殼,因而具較高的地?zé)?/a>梯度及熱流作用,使先形成的洋殼巖石遭受中一低級變質(zhì)作用,并隨海底擴(kuò)張分布于整個洋底,被都城秋穗(1971)稱之為洋底變質(zhì)作用。平錯型板塊邊界,由于相對錯動而發(fā)育動力變質(zhì)作用,如圣安德烈斯轉(zhuǎn)換斷層發(fā)育一條寬達(dá)幾公里的動力變質(zhì)巖帶。匯聚型板塊邊界,由于強(qiáng)烈的板塊俯沖或碰撞及由此引起的巖漿作用,常引起廣泛的區(qū)域變質(zhì)作用。在板塊的俯沖邊緣,由于俯沖壓力及上覆巖層的重力而產(chǎn)生高壓環(huán)境,冷的洋殼和沉積物的俯沖使得在海溝及海溝靠大陸一側(cè)的內(nèi)壁附近出現(xiàn)低的地?zé)?/a>梯度和熱流值,二者共同作用下形成了低溫高壓變質(zhì)作用,以藍(lán)閃石片巖出現(xiàn)為主要特征,故又稱藍(lán)片巖帶。
  與此同時,在遠(yuǎn)離海溝的火山島弧地區(qū),板塊俯沖導(dǎo)致火山和巖漿活動,使熱流值和地?zé)?/a>梯度增高,而因俯沖作用產(chǎn)生的壓力則相對減小,從而形成高溫低壓變質(zhì)作用,以紅柱石片巖出現(xiàn)為特征。上述低溫高壓變質(zhì)帶與高溫低壓變質(zhì)帶雙雙成對發(fā)育在俯沖板塊邊界近海溝和近陸地一側(cè),成為雙變質(zhì)帶。如果出現(xiàn)兩次以上的板塊俯沖作用,則可形成兩對以上的雙變質(zhì)帶。

  板塊構(gòu)造與造山運(yùn)動的關(guān)系
  地球上年輕的山脈都分布于板塊的匯聚型邊界上。環(huán)太平洋山系發(fā)育于太平洋周緣的匯聚型板塊邊界上,如北美的科迪勒拉山脈及南美的安第斯山脈。阿爾卑斯一喜瑪拉雅山系展布于歐亞板塊與非洲板塊及印度板塊的碰撞邊界上。洋中脊是分離型板塊邊界中地幔對流物不斷上涌的產(chǎn)物。不僅如此,現(xiàn)代大陸內(nèi)部的一些較古老的巨型褶皺山系(如阿帕拉契亞山脈、祁連山、天山、大別山等)也都是地質(zhì)歷史時期板塊俯沖或碰撞作用的產(chǎn)物。
 
  板塊構(gòu)造與地表地質(zhì)作用關(guān)系
  各種地表地質(zhì)作用受地形、氣候、植被、巖性及構(gòu)造運(yùn)動的影響'這些影響因素則都與板塊活動密切相關(guān)。匯聚型板塊的俯沖或碰撞作用,造就了地球表面高大的山系,迫使地表地質(zhì)作用以剝蝕作用為主。當(dāng)山系高出雪線以上時,地表作用方式由原來的風(fēng)化、地面流水等作用轉(zhuǎn)變?yōu)楸ǖ刭|(zhì)作用為主。同時地形的巨變還影響到周圍地區(qū)的地表地質(zhì)作用。如新生代后期喜瑪拉雅山的崛起,阻擋了印度洋向北吹的潮濕空氣。使中亞地區(qū)變成荒漠,發(fā)育強(qiáng)烈的風(fēng)力地質(zhì)作用。分離型板塊的擴(kuò)張分離,造就了地球上最主要的沉積盆地——海洋和大陸裂谷??焖俚暮5讛U(kuò)張使海洋周圍發(fā)生廣泛的海侵,沉積范圍擴(kuò)大。大陸裂谷的快速擴(kuò)張,可在短期內(nèi)形成巨厚的沉積物,等等。
  顯然板塊構(gòu)造與地震、巖漿、變質(zhì)、造山運(yùn)動及地表地質(zhì)作用均密切相關(guān)。板塊構(gòu)造理論可成功地解釋100多年來地球科學(xué)工作者在地球上發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)事實(shí),因而被稱為地球科學(xué)的一場革命。有人將其重要性與天文學(xué)上哥白尼的太陽中心論和生物學(xué)上達(dá)爾文的進(jìn)化論相提并論。

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