1、第 二 章 海 底 形 态 和 构 造 2.2 海 底 扩 张 理 论 与 板 块 构 造 学 说 相 关 素 材 海 底 扩 张 说 （ sea-floor spreading hypothesis） 1. 海 底 扩 张 说 是 海 底 地 壳 生 长 和 运 动 扩 张 的 一 种 学 说 ， 是 对 大 陆 漂 移 说 的 进 一 步 发 展 。 五 十 年 代 以 来 ， 随 着 海 底 科 学 的 发 展 ， 人 们 利 用 放 射 性 同 位 素 测 定 海 底 岩 石 年 龄 ， 发 现 海 底 岩 石 的 年 龄 很 轻 ， 一 般 不 超 过 2 亿 年 ， 相 当 于 中
2、 生 代 侏 罗 纪 （ 大 陆 最 老 岩 石 年 龄 在 30 亿 年 以 上 ） ， 而 且 离 海 岭 （ 又 叫 大 洋 中 脊 ） 愈 近 ， 岩 石 年 龄 愈 轻 ； 离 海 岭 愈 远 ， 岩 石 年 龄 愈 老 ， 而 且 在 海 岭 两 侧 呈 对 称 分 布 。 六 十 年 代 初 ， 一 些 科 学 家 提 出 了 海 底 扩 张 学 说 ， 认 为 海 岭 是 新 的 大 洋 地 壳 诞 生 处 。 地 幔 物 质 从 海 岭 顶 部 的 巨 大 开 裂 处 涌 出 ， 凝 固 后 形 成 新 的 大 洋 地 壳 。 以 后 继 续 上 升 的 岩 浆 又 把 原
3、先 形 成 的 大 洋 地 壳 以 每 年 几 厘 米 的 速 度 推 向 两 边 ， 使 海 底 不 断 更 新 和 扩 张 。 当 扩 张 着 的 大 洋 地 壳 遇 到 大 陆 地 壳 时 ， 便 俯 冲 到 大 陆 地 壳 之 下 的 地 幔 中 ， 逐 渐 熔 化 而 消 亡 。 这 一 过 程 实 际 上 是 洋 壳 “ 新 陈 代 谢 ”过 程 ， 其 所 历 时 间 约 需 2 亿 年 。 它 也 是 海 底 岩 石 年 龄 的 下 限 。 2. 沿 大 洋 中 部 穿 透 岩 石 圈 的 裂 缝 或 裂 谷 向 两 侧 扩 展 并 导 致 新 生 洋 壳 的 学 说 。 它
4、认 为 地 幔 物 质 在 这 种 裂 缝 带 下 因 软 流 圈 内 的 物 质 上 涌 、 侵 入 和 喷 出 而 形 成 新 的 洋 壳 ， 随 着 这 个 作 用 不 断 进 行 ， 新 上 涌 侵 入 的 地 幔 物 质 把 原 已 形 成 的 洋 壳 向 裂 谷 两 侧 推 移 扩 张 ， 致 使 洋 底 不 断 新 生 和 更 新 。 由 于 洋 壳 不 断 向 外 推 移 ， 及 至 海 沟 岛 弧 一 线 ， 便 受 阻 于 大 陆 而 俯 冲 下 插 于 地 幔 ， 达 到 新 生 和 消 亡 的 消 长 平 衡 ， 从 而 使 洋 底 地 壳 在 2 3 亿 年 间 更
5、新 一 次 。 H.H.赫 斯 于 1960 年 首 先 提 出 洋 盆 的 形 成 模 式 。 随 后 R.S.迪 茨 于 1961 年 用 海 底 扩 张 作 用 讨 论 了 大 陆 和 洋 盆 的 演 化 。 赫 斯 于 1962 年 对 洋 盆 形 成 作 了 系 统 的 分 析 和 解 释 ， 并 阐 述 了 洋 盆 形 成 、 洋 底 运 移 更 新 与 大 陆 消 长 关 系 。 这 一 理 论 为 板 块 构 造 学 的 兴 起 奠 定 了 基 础 ， 并 触 发 了 地 球 科 学 的 一 场 革 命 。 海 底 扩 张 说 从 以 下 事 实 得 到 验 证 ： 1963
6、年 F.J.瓦 因 和 D.H.马 修 斯 从 地 磁 场 极 性 的 周 期 性 倒 转 的 分 析 发 现 洋 中 脊 区 的 磁 异 常 呈 条 带 状 、 正 负 相 间 、 平 行 于 中 脊 两 侧 ， 对 称 延 伸 ， 其 顺 序 与 地 磁 反 向 年 表 一 致 。 这 一 事 实 证 明 了 洋 底 是 从 洋 中 脊 向 外 扩 展 而 成 ， 洋 底 磁 异 常 条 带 因 顺 序 相 同 而 具 有 全 球 的 可 对 比 性 。 1965 年 威 尔 逊 提 出 了 转 换 断 层 的 概 念 ， 证 明 岩 石 圈 板 块 的 水 平 位 移 成 为 可 能 ， 并 因 此 阐 明 了 洋 中 脊 的 新 生 洋 壳 和 海 沟 带 的 洋 壳 消 减 之 间 的 消 长 平 衡 关 系 ， 即 扩 张 速 率 与 消 减 速 率 相 等 。 通 常 用 扩 张 速 率 来 表 示 海 底 扩 张 作 用 的 强 度 ， 一 般 以 一 侧 的 速 率 来 表 示 。 太 平 洋 的 扩 张 速 率 为 每 年 5 7 厘 米 ， 大 西 洋 的 扩 张 速 率 为 每 年 1 2 厘 米 。
