板塊構造學說

1. 板塊構造學說

2. 地球的層圈構造 • 地球內部分層(依化學成分分)：地殼、地函、地核 • 1.地殼和地函以莫氏不連續面為界，深度約在35 km處；地涵和地核以古氏不連續面為界，深度在2900 km處。 • 2.地殼平均厚度35 km，分為大陸和海洋地殼。 • 大陸地殼：由花崗岩組成，平均密度2.7 g/cm3，較海洋地殼厚，一般介於30 km到60 km之間。平均厚度35 km。 • 海洋地殼：由玄武岩構成，平均密度2.85 g/cm3，厚度較薄，平均厚度7 km(小於10km)。

3. 3.地函分為上部地函(35~700 km)、過渡帶(400~700 km)、下部地函(700~2900 km) • 上部地函：由橄欖岩所組成，密度在3.15 g/cm3 以上，越深密度越大。 • 下部地函：由矽、鎂的氧化物為主，密度較上部地函大。 • 過度帶：可視為上部地函物質逐漸過渡成下部地函物質之處，而在過渡帶上界(400 km)與過渡帶下界(700 km)，礦物發生相變，原礦物在更高壓的環境下改變結晶構造，成為更高密度的新礦物。

4. 4.外核(2890~5120 km)：由液態鐵及少量液態鎳所組成，因為S波無法通過，故得知其為液態。為地球內部唯一的液體；軟流圈非真正的液態。 • 5.內核(5120~6400 km)：由固態鐵及少量鎳組成，雖然核內溫度較外核高，但是壓力過於巨大，使得液態又成為固態。

5. 依板塊構造說分層:岩石圈(0-100km)軟流圈(100-300km)中層圈(300-2890km)地核(2890-6400km)依板塊構造說分層:岩石圈(0-100km)軟流圈(100-300km)中層圈(300-2890km)地核(2890-6400km) • 6. 軟流圈：上部地函中存有一層軟流圈，深度約在100~300 km之間。其不像地殼岩石圈具剛硬脆性，而具有可塑性，但又不如液體或水體可自由流動。由於P波和S波均可通過，但速度會下降，所以軟流圈又名低速帶。 • 7. 岩石圈：浮在軟流圈上，深度約0~100 km，包含了所有大陸地殼和海洋地殼；而下方接近軟流圈處，岩石溫度接近熔點，某些低熔點礦物先行熔化，稱為部份融熔。因此使得軟流圈成為地球最大的岩漿庫，張裂性板塊邊界的玄武岩岩漿即來自於此。 • 8.地球的各層圈的構造可由地震波的波速變化來推測。

8. 二、板塊構造學說發展史 • (一)大陸漂移學說 • 1.提出者：韋格納(1915)。認為二億多年前(古生代二疊紀)，美洲、非洲、歐亞大陸是連在一起的大陸，該古大陸稱為盤古大陸。二疊紀時，盤古大陸開始分裂。 • 2.證據： • a.大陸形狀吻合：南美洲東岸和非洲西岸可以完美的拼湊，各大陸也可以完整聚合。盤古大陸約可分為北部的勞拉西亞古陸，南部的岡瓦納古陸，中間以古地中海相隔。大西洋尚未誕生、印度尚與非洲相連，且還處在南半球。 • b.化石的分布：二億多年前的陸生生物化石，如犬頭龍、中龍、水龍、舌羊齒植物，皆跨越各州成帶狀分布。 • c.古冰川和古氣候的證據：在二億多年前的地層中，有冰川作用的痕跡，由冰川和地層摩擦產生的刮痕方向可判段當時的冰川是由南非附近向外輻散出去的。另外，南極大陸上蘊藏豐富的煤礦指示南極曾是溫暖潮濕的氣候，而且各大陸在二億年前的煤層和沙漠也呈帶狀分布。

9. 盤古大陸的瓦解

10. 陸生的中龍和舌羊齒植物化石在各大陸分布的情形陸生的中龍和舌羊齒植物化石在各大陸分布的情形

12. (二)海底擴張學說—二次大戰後因海洋探測技術發達影響。(二)海底擴張學說—二次大戰後因海洋探測技術發達影響。 • 1.提出者：海斯(1962)。地函的熱對流上升，使上部地函的岩石(橄欖岩)部分融熔，自中洋脊湧出，凝固後形成新的海洋地殼(玄武岩)向兩側推擠，另一方面老的海洋地殼於海溝處隨地函熱對流下沉進入地函中。 • 2.證據： • a.發現中洋脊。 • b.發現班尼奧夫帶(隱沒帶) • (a)淺源、中源、深源地震，由海溝向大陸內部震源漸深。 • (b)海溝或摺皺山脈。 • (c)與海溝平行的火山島弧或火山山脈。 • c.由中洋脊往兩側，海洋地殼年齡漸老。 • d.由中洋脊往兩側，海洋地殼上的沉積物漸厚。 • e.海洋地殼所紀錄的古代地磁倒轉事件，以中洋脊為中心，兩側對稱。

16. (三)板塊構造學說 • 1.提出者：勒比雄、齊麥肯、摩根(1967~1968)。板塊學說是以大陸漂移學說與海底擴張學說為基礎，進一步統合海洋研究、地球物理研究的新資料，提出的革命性學說。 • 2.學說概念： • a.地球只有一層岩石圈，分裂後即成為一個個的板塊，板塊厚度與岩石圈相同，平均厚度100公里，板塊都是剛性的，當板塊受力的時候，內部不易變形，因而斷層，摺皺等變形皆發生在板塊邊緣。 • b.全球可分為七大板塊(太平洋、歐亞、印澳、非洲、北美洲、南美洲和南極洲)和十幾個小板塊(如菲律賓海板塊、那斯卡、阿拉伯板塊等)。 • c.由於軟流圈具有可塑性，使得浮在上方的板塊可以在軟流圈上水平移動。在熱對流上升處，板塊相互張裂分離，形成中洋脊或大陸上的裂谷；在熱對流下降處，板塊相互聚合，密度大的板塊可能隱沒，形成海溝和火山弧。 • d.軟流圈並非液態，它的流動性僅在長時間下才顯現得出來。如同板塊般，在數千公里大的尺度下，每年僅流動數公分。 • e.修正海斯的看法為：由於地函中的熱對流，使剛性的板塊在塑性的軟流圈上作一種近乎是輸送帶式的運動，新物質在中洋脊處生成，運送至海溝下傾入軟流圈內熔融而消失。 • f.兩相鄰的板塊彼此碰撞、錯開或分離，造成板塊邊界，為世界火山帶和地震帶的分布區。

19. Wen Shu: 補充斷層種類 三、板塊邊界的類型 • (一)張裂性板塊邊界 • 1.海洋區：中洋脊；陸地區：大裂谷。 • 2.因兩側板塊向外張裂，故邊界承受張力，常見正斷層和淺源地震，因無壓力存在，此地幾不可能發生逆斷層、摺皺和變質作用與造山運動。 • 3.裂谷中湧出玄武岩岩漿，凝固後形成海洋地殼。

21. (二)聚合性板塊邊界 • 1.由兩塊板塊相互碰撞所形成，若兩塊板塊密度不同，則密度大的板塊會向下俯衝到另一板塊下方，形成隱沒作用，該地區稱為隱沒帶。 • 2.海洋地殼密度2.85 g/cm3，大陸地殼密度2.7 g/cm3。 • a.海洋地殼撞擊大陸地殼：海洋板塊向下隱沒。海洋地殼不老於兩億年，大陸地殼可保存38億年。 • b.海板塊撞擊海板塊：海溝。 • c.大陸板塊撞擊大陸板塊：造成山脈。形成造山運動或變質作用。 • 3.板塊隱沒深入地函最深可達700公里，故震源深度從近地表到700公里深都有。淺部地殼的岩石冷脆，較易發生斷裂而產生地震。故淺源地震發生機率較高。 • 4.隱沒帶會有覆瓦狀的逆斷層和摺皺共生，斷層線和摺皺均垂直於板塊碰撞方向。

23. (三)錯動性板塊邊界 • 1.當兩板塊大致在水平面上錯動，不發生張裂或聚合時，則產生錯動性板塊邊界。該發生處沒有大量的新版塊物質誕生，或舊的板塊物質銷毀的情形發生，只是水平方向產生移動。因此常發生淺源地震，少火山或摺皺。 • 2.錯動性板塊邊界表現在地表上即是轉型斷層，以運動方向分，如同平移斷層，可分為左移或右移。 • 3.轉型斷層常出現在中洋脊地區，是接連兩個中央斷裂谷之間的斷層。亦可出現於陸地，如美國加州的聖安德魯斯斷層。該斷層是接連一條海溝和中洋脊的轉型斷層。 • 4.轉型斷層能連接中洋脊和中洋脊、中洋脊和海溝、海溝和海溝。 • 5.提出人：威爾遜(1965年)，中洋脊中央斷裂谷被切斷，如下圖示；ab為破裂帶、bc才是轉型斷層。

25. 四、台灣地區的板塊構造 • (一)位置：歐亞板塊和菲律賓海板塊聚合交接帶。 • (二)花蓮到台東的花東縱谷屬於板塊交界線，而花東海岸線屬於菲律賓海板塊。海岸山脈也屬於海板塊、中央山脈屬於歐亞板塊一部分。 • (三)在花蓮海外的琉球海溝，是菲律賓海板塊向北隱沒到歐亞板塊下，從震源投影來看，地震的震源逐漸向北傾斜變深。另外，歐亞板塊向東隱沒到菲律賓海板塊下方，從震源投影向東傾斜可看出。 • (四)菲律賓海板塊每年以七公分向西北移動，其上的呂宋火山島弧隨著一起移動。約五六百萬年前，島弧北端撞上歐亞大陸，地質上稱為弧陸碰撞，形成了中央山脈，伴隨變質作用。 • (五)海洋地殼衝上大陸板塊上，帶來海洋地殼上的沉積物、火山島弧的火山岩、破碎的海洋地殼。 • (六)北隱沒的菲律賓海板塊形成一系列的安山岩火山島，稱為琉球火山島弧。 • (七)目前板塊擠壓還未停止，台灣島以每年0.5公分上升。