工程地质

板块结构与地质作用的关系

  板块构造与地震作用关系
  地震是地球活动的一个重要标志。现代板块构造的三种边界型式都是建立在地震研究基础上的。
  全球地震主要发生于环太平洋地震带、阿尔卑斯一喜玛拉雅一印尼地震带、大洋中脊地震带及大陆裂谷地震带上,其分布位置与板块边界非常一致。全球地震的能量约95%都是从板块边界地带释放出来的,其中大部分又集中在板块的汇聚型边界上,由此可见板块边界处的相互作用是弓f起地震的一种基本成因。
  板块的运动特征对地震震源机制研究至关重要。如汇聚型板块边界地区,随着冲作用进行,俯冲下去的板块在俯冲带深部的运莉使得靠向岛弧或大陆—矗发育深源地震,而在俯冲带中上部的俯冲运动使靠洋一侧发育中深源地震浅源地震。二者构成一个沿俯冲带倾斜的震源带。本世纪50年代贝尼奥夫(Benioff或译成毕鸟夫)将其作为一个巨大的断裂带,后人称之为贝尼奥夫带,此带倾角45。左右(30。~70。之间),最深达700km,厚度只有几十公里。

  板块构造与岩浆作用关系
  火山活动是岩浆作用的一种方式,它的活动特征和规律是岩浆作用的具体表现。全球火山活动集中分布于环太平洋火山带、阿尔卑斯一喜玛拉雅一印尼火山带及大洋中脊和大陆裂谷带。这一分布规律与现代板块边界也十分吻合。不仅如此,板块的边界活动特征还决定了岩浆活动的成分、来源及成因机制等特征。如洋中脊地区岩浆成分主要为基性和超基性,它们来源于地幔。俯冲带的岩浆活动以中、酸性岩浆为主,形成岛弧地区著名的安山岩带。碰撞边界的岩浆活动主要以酸性为主,主要由地壳局部重融形成。

  板决构造与重质作用关系
  分离型板块边界的洋脊轴部附近,由于岩浆不断上涌形成新的洋壳,因而具较高的地热梯度及热流作用,使先形成的洋壳岩石遭受中一低级变质作用,并随海底扩张分布于整个洋底,被都城秋穗(1971)称之为洋底变质作用。平错型板块边界,由于相对错动而发育动力变质作用,如圣安德烈斯转换断层发育一条宽达几公里的动力变质岩带。汇聚型板块边界,由于强烈的板块俯冲或碰撞及由此引起的岩浆作用,常引起广泛的区域变质作用。在板块的俯冲边缘,由于俯冲压力及上覆岩层的重力而产生高压环境,冷的洋壳和沉积物的俯冲使得在海沟及海沟靠大陆一侧的内壁附近出现低的地热梯度和热流值,二者共同作用下形成了低温高压变质作用,以蓝闪石片岩出现为主要特征,故又称蓝片岩带。
  与此同时,在远离海沟的火山岛弧地区,板块俯冲导致火山和岩浆活动,使热流值和地热梯度增高,而因俯冲作用产生的压力则相对减小,从而形成高温低压变质作用,以红柱石片岩出现为特征。上述低温高压变质带与高温低压变质带双双成对发育在俯冲板块边界近海沟和近陆地一侧,成为双变质带。如果出现两次以上的板块俯冲作用,则可形成两对以上的双变质带。

  板块构造与造山运动的关系
  地球上年轻的山脉都分布于板块的汇聚型边界上。环太平洋山系发育于太平洋周缘的汇聚型板块边界上,如北美的科迪勒拉山脉及南美的安第斯山脉。阿尔卑斯一喜玛拉雅山系展布于欧亚板块与非洲板块及印度板块的碰撞边界上。洋中脊是分离型板块边界中地幔对流物不断上涌的产物。不仅如此,现代大陆内部的一些较古老的巨型褶皱山系(如阿帕拉契亚山脉、祁连山、天山、大别山等)也都是地质历史时期板块俯冲或碰撞作用的产物。
 
  板块构造与地表地质作用关系
  各种地表地质作用受地形、气候、植被、岩性及构造运动的影响'这些影响因素则都与板块活动密切相关。汇聚型板块的俯冲或碰撞作用,造就了地球表面高大的山系,迫使地表地质作用以剥蚀作用为主。当山系高出雪线以上时,地表作用方式由原来的风化、地面流水等作用转变为冰川地质作用为主。同时地形的巨变还影响到周围地区的地表地质作用。如新生代后期喜玛拉雅山的崛起,阻挡了印度洋向北吹的潮湿空气。使中亚地区变成荒漠,发育强烈的风力地质作用。分离型板块的扩张分离,造就了地球上最主要的沉积盆地——海洋和大陆裂谷。快速的海底扩张使海洋周围发生广泛的海侵,沉积范围扩大。大陆裂谷的快速扩张,可在短期内形成巨厚的沉积物,等等。
  显然板块构造与地震、岩浆、变质、造山运动及地表地质作用均密切相关。板块构造理论可成功地解释100多年来地球科学工作者在地球上发现的大多数事实,因而被称为地球科学的一场革命。有人将其重要性与天文学上哥白尼的太阳中心论和生物学上达尔文的进化论相提并论。

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