海沟常呈弧形或直线形延展，长500～4500km，宽40～120km，水深多为6～11km。横断面呈不对称的“V”字形，近陆侧陡峻，近洋侧略缓。沟坡地形复杂，上部较缓，下部较陡，多见峡谷、台阶、堤坝和洼地等。沟底的沉积物不厚，大多不超过1km，有红粘土和硅质沉积，也有来自相邻大陆或岛弧的浊流沉积和滑塌沉积。
海沟洋侧坡是大洋盆地岩石圈的直接延续，属正常大洋地壳。轴部地壳变厚，是由于层3自4～5km增厚至7～9km的结果。自轴带向陆一侧，地壳厚度急剧增大。因此，总的来看，海沟可能相当于大洋地壳与大陆地壳（或过渡型地壳）之间的接触过渡带。
海沟是巨大的重力负异常带。△gF和△gi最低值均位于海沟轴部或略偏陆侧。△gF低达－200mGal以下，显示出该带地壳均衡状态不仅遭到严重破坏，而且大有上浮使海沟地形消失的趋势，只是由于板块俯冲的沉潜作用与均衡上浮作用相对抗，才使深邃的海沟得以维持。海沟具有低的热流值，仅为1HFU，低于地壳1.5HFU的平均热流值。低热流值可能是由于冷而致密的大洋岩石圈在海沟处下沉俯冲所造成的。
沿海沟分布的地震带是世界上最强烈的地震活动带，自海沟至大陆，震源（由浅震到深震）排列在海底岩层俯冲于陆地地下的轨迹上（图5.10），总体上构成一个向大陆倾斜的震源带，即贝尼奥夫带（Benioff Zone）①，沿贝尼奥夫带还存在着一个倾斜到地幔中的高Q（介质品质因素）异常带，该Q带与其两侧属于软流圈的低Q带明显不同（图5.11）。这个高Q带的厚度约100km，贝尼奥夫带就集中在这个高Q带最上部10～30km厚的地带中。这表明，岩石圈板块确实沿着贝尼奥夫带俯冲进入到了软流圈，而贝尼奥夫带既不是两个刚性地块之间的深断裂带，也不是软流圈与俯冲岩石圈之间的物理边界，而是发生于俯冲岩石圈板块内的一个震源带。
海沟是大洋岩石圈板块俯冲及返回地幔的场所。板块俯冲带动洋底下倾、陷落，形成了地球表面最低洼的地带——海沟。
安山岩线
安山岩（Andesite）是SiO2含量为52％～65％的中性火山岩。Andesite一词来源于南美洲的安第斯山名，即Andes，可知安山岩，特别是中新生代以来的安山质火山岩，主要分布于环太平洋边缘地区。
安山岩线也称马歇尔线，是以安山岩—英安岩及其侵入岩——石英闪长岩—花岗闪长岩为代表的钙碱性系列岩浆岩和以拉斑玄武岩系列岩浆岩之间的火成岩岩相地理区界线。以此界线为标志，向洋一侧不见安山岩，向陆一侧常见安山岩，因此，安山岩线实际上是活动大陆周边岛弧（或山弧）有无安山岩出现的分界线。由于安山岩属大陆型地壳岩石，与大洋盆地内岛屿上的大洋火山岩（主要是基性玄武岩）明显不同。由于这种差异，1912年P．马歇尔提出了“安山岩线”的概念，并认为该线是岛弧外缘的边界线。
安山岩线的形成是板块俯冲作用的结果。当大洋板块在海沟处发生俯冲时，作为洋壳岩石的拉斑玄武岩系列岩石和部分深海沉积物，在150～250km深处时，由于温度升高，发生局部融熔，形成了钙碱性安山岩系列岩浆，并沿裂隙喷发至地表（火山岩之下有同源侵入体），形成火山岛弧，岩石中K2O含量随着板块俯冲深度及地壳厚度的增深和加厚而增多（图5.12）。因此，安山岩线在活动大陆边缘最为明显。以西太平洋为例，主要分布在阿拉斯加—日本列岛—马里亚纳群岛—俾斯麦群岛—斐济和汤加群岛—查塔姆岛东部一线。
由岛弧安山岩线所标示的火成岩分带性，以及火山岩与岛弧地震活动带的紧密联系再次表明，板块俯冲带可能是岛弧岩浆岩的重要源地，不同类型岩浆岩的形成与震源深度有关。
双变质带
双变质带（Paired metamorphic belts），简称双带，是日本学者都城秋穗（1961）提出来的新概念。他认为环太平洋沿岸的变质岩常由大陆侧的低压带（低压高温带）和大洋侧的高压带（高压低温带）组成双变质带（图5.13）。双变质带的形成，在时间上相同或相近，空间上相邻，走向大致平行。每个变质带的宽度从十几千米至几十千米，延伸可达几百千米。在低压带中伴生有丰富的花岗质侵入岩、安山质及流纹质火山岩，在高压带中则伴生有丰富的蛇绿岩。目前环太平洋周缘已有15对双变质带被发现，美国加利福尼亚圣弗朗西斯科、我国雅鲁藏布江及哀牢山等地亦有双变质带被发现。
双变质带的形成是大洋板块在岛弧或大陆边缘之下俯冲的结果。高压带是冷洋壳向陆壳之下俯冲时所形成的，低压带或低压高温带则是俯冲洋壳下插到地壳深部后，在其前缘发生部分融熔所形成的。因此，双变质带和安山岩线一样，都是板块俯冲带的产物（图5.14），是板块俯冲带的重要标志。
除上述5种板块构造现象外，我国著名地质学家李春昱教授认为，混杂堆积和蛇绿岩套也是板块运动的重要构造现象。混杂堆积的出现是由于两个板块碰撞时，俯冲板块像推土机一样，把不同地区，以至不同时代，甚至包括原来地层基底的洋壳碎片堆积在一起形成的。堆积组成十分复杂，外来岩块大小悬殊，塑性基质产生流出现象。土耳其东陶鲁斯山混杂堆积，美国弗兰西斯科混杂堆积（许靖华，1971），我国西秦岭混杂堆积都是板块俯冲过程的产物。蛇绿岩套是一组由蛇纹石化超镁铁质岩、基性侵入杂岩及基性熔岩以及海相沉积物构成的岩石组合，它是大洋中脊或深海沟洋壳，由于俯冲错断而推挤上来的古海底，是古大陆边缘造山带中异地搬运而来的古大洋岩石圈碎块。
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① 热流是每秒内通过单位面积岩石的热量，在数值上等于岩石热导率与地温梯度的乘积。单位是μcal·cm2·s-1（1μcal＝10-6cal，1cal＝4.18J），即1个热量单位，以HFU表示，1HFU＝41.8m W/m2。
① 日本学者和达清夫在20世纪30年代首先发现这一震源带，至50年代美国地震学家H．贝尼奥夫进一步予以确定，故也称和达—贝尼奥夫带（Wadti-Benioff Zone）。