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自然地理学
1.2.4.2 二、板块边界

二、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。

(一)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(见图4-9)和7种演化形式(见表4-2)。

表4-2 板块边界基本类型表

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图4-9 板块边界的三种类型

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。正因为应力扩张,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,构成一条倾斜的震源带,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(6×10-4~1.2×10-3m/s2)反映了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。

3.守恒型边界

也称平移剪切型边界,是相互剪切、滑动的两个板块之间的边界,其边界线即转换断层线,所以也有人称转换边界。沿这种边界通常既没有板块的生长,也没有板块的消减,但伴有频繁的浅震活动,可发生构造形变和动力变质作用。

上述板块边界类型是最基本的类型,也是板块运动方向与板块边界垂直时的端元类型,实际上它们之间还有许多过渡类型。此外,板块还常常以渐变式或突变式的形式发生迁移。

(二)三联点

三联点也称三联结合点,是三个板块(A、B、C)或三条板块边界的交会点,或交会的一个小区域。三个板块边界汇聚在一起,形成三联构造。例如,太平洋、可可、纳兹卡三个板块汇聚在2°11'N,102°10'W;非洲、索马里、阿拉伯板块汇聚于阿法尔三角地区。在地球表面上三联点常见,而“四联点”或四个以上板块的汇聚点却很少,即使出现了“四联点”,也会很快演变成三联点或两个板块的一种边界,因此,可以说三联点是球面上板块边界终止的唯一可能方式。根据组成三联构造的三条板块边界,即生长边界(A)、消亡边界(C)和守恒边界(T)的任意排列组合,其理论组合形式有10种,即AAA,CCC,TTT,AAC,AAT,CCT、CCA,TTA、TTC和ACT,其中7种较为常见(见图4-10)。

三联点可以是稳定的,也可以是不稳定的,这取决于它们演化中能否保持着三条板块边界所构建的几何图形的稳定性。从对A、C、T所有可能组合形式的作图中得知,只有AAA三联点的板块边界的所有取向(各个方位)都是稳定的,其板块间的关系不会改变,图3-28中的其余6种则是有条件的稳定,而TTT、AAT及CCA组合则是不稳定的。

三联点很重要,东北太平洋大磁湾(Great Magnetic Bight)的起源就是用AAA的三联点概念解释的。裂谷形成初期,通常也采取三联构造的形式,但一般只有其中的两支可以进一步扩展而形成海洋,另一支停止发育或发育缓慢,如红海、亚丁湾与东非裂谷等;但也有三联构造的三支同时发育成为大洋中脊的,如印度洋的三条洋中脊。