地壳运动

编辑词条

 

编辑摘要

     地壳运动（crustalmovement）是由于地球内部原因引起的组成地球物质的机械运动。它可以引起岩石圈的演变，促使大陆、洋底的增生和消亡；并形成海沟和山脉；同时还引导致发生地震、火山爆发等。我国古代的学者朱熹在《朱子语类》中写到“尝见高山有螺蚌壳，或生石中，此石乃旧日之土，螺蚌即水中之物，下者变而为高，柔者却变而为刚。”

基本介绍 编辑本段

基本定义

 

由内营力引起地壳结构改变、地壳内部物质变位的构造运动叫   地壳运动。地球表层相对于地球本体的运动。通常所说的地壳运动，实际上是指岩石圈相对于软流圈以下的地球内部的运动。岩石圈下面有一层容易发生塑性变形的较软的地层，同硬壳状表层不相同，这就是软流圈。软流圈之上的硬壳状表层包括地壳和上地幔顶部。地壳同上地幔顶部紧密结合形成岩石圈，可以在软流圈之上运动。

 

形成原因

 

在地球的内力和外力作用下地壳经常所处的运动状态。地球表面上存在着各种地壳运动的遗迹，如断层、褶皱、高山、盆地、火山、岛弧、洋脊、海沟等；同时，地壳还在不断的运动中，如大陆漂移、地面上升和沉降以及地震都是这种运动的反映。地壳运动与地球内部物质的运动紧密相联，它们可以导致地球重力场和地磁场的改变，因而研究地壳运动将可提供地球内部组成、结构、状态以及演化历史的种种信息。测量地壳运动的形变速率，对于估计工程建筑的稳定性、探讨地震预测等都是很重要的手段，对于反演地应力场也是一个重要依据。

 

运动分类 编辑本段

按照方向

 

　　按运动方向可分为水平运动和垂直运动。水平运动指组成地壳的岩层，沿平行于地球表面方向的运动。也称造山运动或褶皱运动。该种运动常常可以形成巨大的褶皱山系，以及巨形凹陷、岛弧、海沟等。垂直运动，又称升降运动、造陆运动，它使岩层表现为隆起和相邻区的下降，可形成高原、断块山及拗陷、盆地和平原，还可引起海侵和海退，使海陆变迁。地壳运动控制着地球表面的海陆分布，影响各种地质作用的发生和发展，形成各种构造形态，改变岩层的原始状态，所以有人也把地壳运动称构造运动。按运动规律来讲，地壳运动以水平运动为主，有些升降运动是水平运动派生出来的一种现象。

 

按照速度

 

　　地壳运动按运动的速度可分为两类：

 

　　①长期缓慢的构造运动。例如大陆和海洋的形成，古大陆的分裂和漂移，形成山脉和盆地的造山运动，以及地球自转速率和地球扁率的长期变化等，它们经历的时间尺度以百万年计。另如冰期消失、地面冰块融化引起的地面升降，也属以万年计的缓慢运动。

 

　　②较快速的运动。这种运动以年或小时为计算单位，如地极的张德勒摆动，能引起地壳的微小变形；日、月引潮力不但造成海水涨落，也使固体地球部分形成固体潮，一昼夜地面最大可有几十厘米的起伏；较大的地震可引起地球自由振荡，它既有径向的振动，也有切向的扭转振动。

 

地质构造 编辑本段

地壳运动　　地壳运动使沉积岩层发生弯曲，产生裂缝、断裂，并留下永久形迹，这样就形成了地质构造。所谓地质构造就是地壳运动引起的岩层变形和变位的形迹（结果）。地壳运动是形成地质构造的原因，地质构造则是地壳运动的结果。我们知道地壳内部是一个炙热的流动的状态。而地壳的结构不是平均的。有的地方坚固，有的地方薄弱。流动在地壳中的物质还有巨大的压力，当他们在地壳中遇到相对薄弱的地方，由于高温高压的岩浆就会从这些薄弱的地方涌出，涌出后冷却形成火成岩。这些新的岩石不断的积压周围的岩石和地层，不断的把他们象两边推开。这样就造成了地壳的缓慢运动。比较典型的有大洋中脊，以及印度板块和亚欧板块的碰撞。

 

运动结果 编辑本段

 地壳运动示意图　　自地球诞生以来，地壳就在不停运动，既有水平运动，也有垂直运动。地壳运动造就了地表千变万化的地貌形态，主宰着海陆的变迁。人们可用大地测量的方法证明地壳运动。例如，人们测出格林尼治和华盛顿两地距离每年缩短   0.7米，像这样发展下去，1亿年之后，大西洋就会消失，欧亚大陆就会和美洲大陆相遇。化石也是地壳运动的证据。在喜马拉雅山的岩层里，找到了许多古海洋生物化石，如三叶虫、笔石、珊瑚等，说明这里曾经是汪洋大海。文化遗迹也是很好的证据。意大利波舍里城一座古庙的大理石柱离地面   4～7米处，有海生贝壳动物蛀蚀的痕迹，可见该庙自建成以后曾一度下沉被海水淹没，以后又随陆地上升露出了水面。另外，火山、地震、地貌及古地磁研究等都能提供大量的地壳运动的证据。地壳运动引起的地壳变形变位，常常被保留在地壳岩层中，成为地壳运动的证据。在山区，我们经常可以看到裸露地表的岩层，它们有的是倾斜弯曲的，有的是断裂错开的，这些都是地壳运动的“足迹”，称为地质构造。形成的地貌，称为构造地貌。地球在地质时期的地壳运动，虽然不能通过直接测量得知，但在地壳中却留下了形迹。在山区岩石裸露的地方，沉积岩层常常是倾斜、弯曲的，甚至断裂错开了，这都是岩层受力发生变形的结果。在中国山东荣城沿海一带，昔日的海滩现已高出海面20～40米。福建漳州、厦门一带，昔日的海滩也已高出海面20米左右，说明这些地方的地壳在上升。我国渤海海底发现了约达7千米的海河古河道，这表明渤海及其沿岸地区为现代下降速度较大的地区。再如，美丽的雨花石产于南京雨花台，这些夹有美丽花纹的光滑的卵石，是古河床的天然遗物。雨花台大量堆积着卵石，说明这里过去曾有河流，以后地壳上升，河道废弃，才成了如今比长江水面高出很多的雨花台砾石。

 

褶皱

 

　　当岩层受到地壳运动产生的强大挤压作用时，便会发生弯曲变形，这叫做褶皱。地壳发生褶皱隆起，常常形成山脉。世界许多高大的山脉，如喜马拉雅山、阿尔卑斯山、安第斯山等，都是褶皱山脉。它们是由地壳板块相互碰撞、挤压，在板块交界处发生大规模褶皱隆起而形成的。　褶皱有背斜和向斜两种基本形态。背斜岩层一般向上拱起，向斜岩层一般向下弯曲。在地貌上，背斜常成为山岭，向斜常成为谷地或盆地。但是，不少褶皱构造的背斜顶部因受张力，容易被侵蚀成谷地，而向斜槽部受到挤压，岩性坚硬不易被侵蚀，反而成为山岭。

 

断层

 

地壳运动　　地壳运动产生的强大压力或张力，超过了岩石所能承受的程度，岩体就会破裂　　。岩体发生破裂，并且沿断裂面两侧岩块有明显的错动、位移，这叫做断层。

 

　　断层有地垒和地堑两种基本形态。中间凸起，两侧陷落的叫地垒，相反，中间陷落，两侧相对凸起的叫地堑。

 

　　在地貌上，大的断层常常形成裂谷或陡崖，如著名的东非大裂谷（地堑）、我国华山北坡大断崖（地垒）等。断层一侧上升的岩块，常成为块状山地或高地（地垒），如我国的华山、庐山、泰山；另一侧相对下沉的岩块，则常形成谷地或低地（地堑），如我国的渭河平原、汾河谷地。在断层构造地带，由于岩石破碎，易受风化侵蚀，常常发育成沟谷、河流。

 

　　了解地质构造规律，对于找矿、找水、工程建设等有很大帮助。例如，含石油、天然气的岩层，背斜是良好的储油构造；向斜构造盆地，利于储存地下水，常形成自流盆地。在工程建设方面，如隧道工程通过断层时必须采取相应的工程加固措施，以免发生崩塌；水库等大型工程选址，应避开断层带，以免诱发断层活动，产生地震、滑坡、渗漏等不良后果。

 

相关学说 编辑本段

收缩说

 

　　核心思想：地球最初是熔融体，逐渐冷却。冷却是从外表开始的。地壳最先冷却形成，而后地球内部逐渐冷却收缩后，体积变小，这时地壳就显得过大而发生褶皱。（如同干苹果一样，外皮皱）。存在问题：按这种理论，地壳上的褶皱分布应是随机的，但实事上褶皱的分布有一定的规律。尤其是放射性元素的发现，说明地球并非由热变冷却。否定了收缩论的观点。

 

膨胀说

 

　　核心思想：地球曾有很高温的时期，同时在地壳下部有一个膨胀层，由于膨胀层受热膨胀，使地壳裂开，解释了一些深大断裂、洋脊、裂谷的成因。存在问题：无法解释大规模挤压褶皱，逆掩断层的形成。而且膨胀性应具有宇宙性，其它星球尚无发现。

 

脉动说

 

　　核心思想：由于地球内部冷热交替，导致地壳周期性的振荡运动（脉动）受热隆起，冷却地区坳陷。存在问题：忽视了水平运动。同时没有冷、热交替的证据。

 

速度变化说

 

　　李四光提出：地球自转速度的变化导是致地壳运动的重要原因。核心思想：地质构造可分为走向东西向的纬向构造带。走向南北向的经向构造带。当地球自转加快时，由于离心力作用，地壳物质向赤道集中，相当于受到南北向的挤压，形成纬（东西向）构造带。相反地球自转减慢时，地壳物质从赤道向两极扩散，形成经向（南北向）构造带。

 

地幔对流说

 

　　板块构造理论所畅导的，最早由英国的霍尔姆斯提出。核心思想：地幔物质热对流，带动驮在其上的岩石圈水平运动。存在问题：地幔物质能否热对流？对流的范围和规模有多大？

 

　　简而言之，这些观点只分析到了部分情况并没能分析到全部。以上这些观点长期共存正说明了一个问题，那就是人类没有找到真正的造山运动和海底扩张的原因。如果找到了，就不可能有多个相互矛盾的理论共存。

 

大陆漂移说

 

　　大陆漂移说德国气象学家魏格纳(1880～1930)在1912年系统提出的一种大地构造假说。他认为古生代后期全球只有一个庞大的联合古陆，称“泛大陆”。中生代由于潮汐摩擦和从两极向赤道方向的挤压力，泛大陆开始分裂，较轻的花岗岩质大陆在较重的玄武岩质地幔上漂移，逐渐形成今日的海陆格局。他认为地球上的山脉也是大陆漂移的产物，科迪勒拉山和安第斯山是美洲大陆向西漂移滑动时，受到太平洋玄武质基底的阻挡，被挤压而形成的褶皱山脉；亚洲东缘的岛弧群，是大陆向西漂移过程中留下的残块；格陵兰的南端、佛罗里达、火地岛等弧形弯曲，都是向西滑动摩擦脱落的结果；东西向的阿尔卑斯山和喜马拉雅等各大山脉，是大陆从两极向赤道挤压的结果。魏格纳根据当时掌握的资料，从地质、地形、古生物、古气候和大地测量等方面，详细论证了大陆漂移说。这个假说当时引起了地质学界和地球物理学界的重视。但是对于大陆漂移的机制和规律，则有很多学者表示怀疑。20世纪50年代以来，古地磁学的研究表明，地质历史时期磁极的移动，只有用大陆漂移说才能得到合理的解释。因此大陆漂移说又获得了新生。

 

板块构造说

 

　　板块构造学说1912年德国学者魏格纳提出了“大陆漂移假说”，1961年和1962年，美国的迪茨和赫茨提出了“海底扩张说”。在此基础上，1968年法国地质学家勒皮顺等人首创“板块构造学说”，现已成为最流行的地球科学新理论。板块构造学说将全球的岩石圈划分为六大板块：亚欧板块、非洲板块、美洲板块、太平洋板块、印度洋板块和南极洲板块，除六大板块外还有些小板块。大陆内部也可以划出一些次一级的板块。板块之间，分别以海峡或海沟、造山带为界。一般说来，板块内部地壳比较稳定；板块与板块交界处是地壳比较活动的地带，其活动性主要表现为地震、火山、张裂、错动、岩浆上升、地壳俯冲等。世界上的火山、地震活动，几乎都分布在板块的分界线附近。板块学说认为地壳是有生有灭的。由于海底扩张，大洋底部不断更新，大陆则只是随着海底的扩张而移动。板块在相对移动的过程中，或向两边张裂，或彼此碰撞，从而形成了地球表面的基本面貌。如3亿年前，欧、非两洲和南、北美洲相连，以后出现大西洋海岭，新的洋壳不断形成并以它为中轴向两边扩张，才使上述各洲分开。而在近7000万年以来，由于印度板块不断北移，与亚欧板块相撞，产生喜马拉雅山脉。东非大裂谷则正处于非洲大陆开始张裂，处于产生新洋壳的雏型期。红海亚丁湾则是两侧地壳张裂扩张的结果，处于大洋壳的幼年期。现在的地中海，则是代表大洋发展的终了期，它是广阔的古地中海经过长期演化后残留下来的海洋。关于板块的驱动力问题，有人认为是地幔对流，也有人认为是地幔中的“热点”和“热柱”把岩石圈拱起，而使其在重力作用下向下滑动推挤板块运动，还有其他的一些主张，目前尚无统一的认识。大陆漂移──海底扩张──板块构造，这是人类对地壳运动认识过程不断深化发展的三部曲。