第四节 板块边界
既然板块是地球表面被活动带网络所分隔的一块一块的球面盖板,那么不言而喻,板块是有边界的。
基本类型
板块边界即两个板块之间的接触带。可区分为三种基本类型(图5.19)和7种演化形式(表5.1)。
表5.1 板块边界基本类型表
类型 |
演化形式 |
板块地壳性质 |
岩石圈演化 |
板块运动方向 |
应力状态 |
离散型 |
大洋裂谷 |
洋壳—洋壳 |
大洋岩石圈生成 |
垂直板块边界的背离运动 |
拉张 |
大陆裂谷 |
陆壳—陆壳 |
大陆岩石圈分裂 |
|||
汇聚型 |
洋内弧沟系陆缘弧沟系陆间海地缝合线 |
洋壳—洋壳 陆壳—洋壳 陆壳—陆壳 陆壳—陆壳 |
大洋岩石圈消亡,大陆岩石圈生长 |
垂直板块边界的相向运动 |
挤压 |
守恒型 |
转换断层 |
陆壳或洋壳 |
不生长、不消亡 |
平行板块边界 的走滑运动 |
剪切 |
1.离散型边界
也称生长边界,伴随洋壳新生和海底扩张。特点是两板块做背离运动,向两侧分离、散开,由于它的应力状态是拉张的,故又称拉张型板块边界。正因为应力拉张,所以边界线常呈锯齿状。离散边界既可发生于大洋岩石圈,也可发生于大陆岩石圈。发生于大洋岩石圈之间者见于大洋中脊轴部及轴间裂谷带,如大西洋中脊、东太平洋中隆等。由于洋脊拉开,地幔物质上涌,形成新的洋底。新洋底对称地添加到两侧板块边界的后缘,致使洋底岩石圈在大洋中脊轴部不断增生。发生于大陆岩石圈之间者称大陆裂谷带,如东非裂谷带。大陆裂谷带使统一的大陆岩石圈板块分离、散开,进而演变为大洋裂谷带。
2.汇聚型边界
也称消亡边界,指两个相互汇聚板块之间的边界。相当于海沟和活动造山带,所伴随的是洋壳消亡和大陆碰撞。由于汇聚应力是挤压的,故又称挤压型边界。鉴于地球表面积基本不变,因而离散型边界岩石圈的增生必然为某些地方岩石圈的破坏所补偿。岩石圈的破坏或压缩就发生在汇聚型边界。汇聚型边界有两个亚型,俯冲边界和碰撞边界。
俯冲边界:相当于B型俯冲。由于大洋板块较之大陆板块往往具有密度大、厚度小、位置低的特点,故大洋板块一般总是俯冲于大陆板块之下的。也有较大大洋板块俯冲于另一较小大洋板块之下的俯冲边界,如沿马里亚纳海沟的俯冲边界。现代俯冲边界主要分布于太平洋周缘,包括东亚型和安第斯型大陆边缘,前者海沟有边缘海与大陆相隔,后者海沟直接濒临大陆。海沟附近通常出现浅源地震,向陆侧依次出现中源、深源地震,构成一倾斜的震源带,即贝尼奥夫带,它的倾角变化于15°~90°之间,太平洋东岸倾角不超过30°,西岸则平均为45°,从而表明,岩石圈板块是沿贝尼奥夫带向下俯冲的。在俯冲过程中,大洋板块上覆沉积物可能随板块俯冲潜入地下,部分沉积物也可能被刮落下来添加于海沟陆侧坡,构成增生楔形体。增生的混杂岩体逐渐成长并受挤而隆起,组成非火山弧,这在一定程度上导致大陆增长。当板块俯冲至一二百千米深处时,摩擦增大,温度升高,导致下插板块或上覆地幔物质产生部分熔融,从而有岩浆上升并喷出地表,形成与海沟平行延伸的火山弧,从而构成前述的岛弧—海沟系。
碰撞边界:也称缝合线,是大洋板块俯冲殆尽,两侧大陆相遇汇合开始碰撞时的边界,表现为活动造山带。
在汇聚碰撞过程中,原大陆边缘和洋底沉积物遭受紧密褶皱和逆冲推覆,一系列地壳楔沿近水平的层间滑脱面(多为岩石圈内部低速带)拆离开来,相互冲掩叠覆,导致地壳压缩增厚,地面大幅度抬升,形成宏伟的褶皱山系,喜马拉雅山便是始新世以来板块碰撞边界的典型实例。20世纪80年代以来重力测量所表明的均衡正异常[(6×10-4~1.2×10-3)m/s2]反映喜马拉雅碰撞造山带地壳均衡状态遭到破坏,来自印度板块向北的强烈推挤,阻碍了该区地壳的均衡调整,使之目前仍处于隆升之中。