板块构造学说

23 第五章 板塊構造學說 （plate tectonics） 5.1.1 地震波和地球內部的構造 1.如何得知地球內部的組成？ *挖掘礦坑，鑽井～15km *地震波—於不同物質中 傳播速率 不同，所以由地震波速度的變化，可了解地球內 部的結構。Ex.皮蛋，西瓜 實體波 （P）波，縱波，疏密波 Primary wave，可 在（固），（液），（氣）態介質中傳遞 （S ）波，橫波，剪力波 Secondary wave， 只 可在（固）態介質中傳遞 地 震 波 傳播路徑 －－－Æ 面波 波速高 È 低 2.地球內部的層圈構造 0 km 地殼 地殼 岩石圈 海洋地殼 （玄武 岩，7～10 km） 大陸地殼 （ 花崗 岩，20～70 km） 10～70 km （ 莫氏 ）不連續面 岩石圈 100 350 軟流圈 低速帶 因地底 溫度 與地函岩石融點接 近，使部份岩石熔融，波速降低 400 700 上部 地函 過渡帶 礦物因 壓力 增加而形成另一種原 子排列結構更加緊密的 新礦物 ，波 速因而 突增 地函 （橄欖 岩） 下部地函 2900 km （ 古氏 ）不連續面 液態外核 S 波無法通過 5150 地核 （金屬 鐵） 固態內核 6400 km 24 5.2 從大陸漂移至板塊 5.2.1 1912 年，韋格納， 大陸漂移說 ，大陸會在地球表面緩慢漂移，有時會分裂，有時又 會碰撞聚集在一起。fig 5.6 *盤古大陸（全球所有大陸在三億年前曾聯結成一超級大陸） 1.大西洋東西兩側，陸地邊緣吻合。 2.岩層的分佈—美洲大陸和非洲大陸拼合後，相同年代的岩層、 礦產 或地質構造均 呈連續分佈 3. 古生物 — 動物 化石，二億年前的中龍 ex.南非，南美洲 舌羊齒 植物，2～3 億年前的蕨類 ex.非洲，澳州，印度，南美洲，南極洲 fig 5.7 4.古氣候 —冰川 ex.南美，南非，澳洲，印度有冰川遺跡（離赤道緯度30度以內）fig 5.8，5.9 5.煤層的分佈—煤礦的存在代表古環境為溫暖潮濕的地區，今天的南極大陸卻有煤層的 分布 5.2.2 1962 年，赫斯， 海底擴張說 證據：1.以海洋探測得知海底之中洋脊兩側對稱分部。 中洋脊 岩層年代—愈遠離中洋脊之海洋地殼愈老 —最老的海洋地殼，不老於 2 億年 2. 地磁 倒轉的證據—兩側地磁正反向對稱排列 fig5.13，5.14 理論：地函內的熱對流熔融上部地函物質，岩漿中洋脊湧出，形成海洋地殼，向兩側推 移， 擴張。 5.1967～1968 年，勒比雄，麥肯齊，摩根， 板塊構造 學說 理論：地球表面堅硬的岩石圈，隨著其下軟流圈的對流而移動，因此板塊能夠在地表發 生 相對運動。 證據： 1.發現 低速 帶—地震震源分佈由淺至深的密集地帶 特性—板塊聚合帶，顯示板塊下沉隱沒的現象 2.發現 軟流圈 —發現地球內部有黏滯性質的軟流圈 —熱對流 5.3 板塊邊界的地質現象（*表 5-1） *全球岩石圈分為 七 大板塊和許多小板塊 *大多數板塊包含大陸地區及海洋地區 *板塊會 移動 是板塊構造學說的精髓 25 5.3.1 張裂型板塊邊界 －板塊相背移動，逐漸 分離 ex.中洋脊，東非大裂谷 fig 5.16 5.3.2 聚合型板塊 －板塊相向移動，逐漸 聚合 大陸－海洋板塊 隱沒帶，班尼奧夫帶 ex.菲律賓海板塊—（隱沒）→ 歐亞大陸 ==> 硫球海溝 fig 5.17 大陸-大陸（島弧）碰撞作用 → 高山 fig5.17 ex.印澳板塊 → 歐亞大陸 => 喜馬拉雅山 呂宋島弧 → 歐亞大陸 => 中央山脈 5.3.3 錯動 型板塊 fig 5.18 －板塊水平錯動，不張裂也不聚合 特色：水平方向的移動 ex.海洋中的轉型斷層，陸上位於美國加州的聖安得列斯斷層（北美洲板塊 → 太 平洋板塊）（fig2-14 fig28） 5.3.4 臺灣附近的板塊構造 臺灣島位於 歐亞 板塊與 菲律賓 板塊聚合交界 fig 5.20，5.21 26 ◎發現班尼奧夫帶 ◎張裂性板塊邊界 屬性：板塊物質生成處 *例子：海洋中的中洋脊、陸上的大裂谷（如東非、冰島） *地質特徵：張裂的環境，形成斷層以正斷層為主 27 *地震：活動非常頻繁，皆為淺源地震 *地函物質部分熔融，產生玄武岩質岩漿，於中洋脊地區噴發 ◎聚合性板塊邊界 *屬性：板塊物質消滅處 *位置：海洋中的海溝（隱沒帶）、陸上的構造山脈（如喜馬拉雅山） *地質特徵：受壓力，容易發生褶皺、變形和斷裂，斷層以逆斷層為主 *地震：震源深度從地表附近到最深約七百公里都有 *板塊隱沒到深處，地溫超過超過岩石熔點時，生成以安山岩質為主的岩漿於陸地上形成山 脈，如：安地斯山。於海上形成島弧，如：綠島、蘭嶼 ◎錯動性板塊邊界 *屬性：板塊物質不生成也不消滅 *位置：海洋中的轉形斷層、陸上如美國加州聖安得里斯斷層 *地質特徵：地震活動，皆為淺源地震；少有火山活動 28 ◎ 轉形斷層與平移斷層的比較 ◎ 三種常見的沈積構造(可指示岩層的上下關係) 粒級層 交錯層(亦可指示古水流的方向) ex.上圖顯示古水流為由左至右 波痕 29 ◎臺灣地區的板塊構造 －菲律賓海板塊以每年數公分的速度向西北方移動，與歐亞板塊聚合 －地震頻繁，地殼快速隆起，地質脆弱，河川侵蝕速率舉世聞名 ◎臺灣的火成岩 ◎臺灣地區的變質岩 *由西向東，溫度和壓力的作用愈來愈大，變質程度愈來愈高 *主要分佈在雪山山脈和中央山脈 *中央山脈東側的變質岩，年代最為古老，屬中生代 *因板塊長期碰撞擠壓造成 30 【題組一】右圖(一)是某地區海洋地殼的地球磁場方向示意 圖，＋代表與現在地球磁場同向，－則反向，試依 圖回答下列各小題： (1)圖中所指的地殼中，那兩處形成時間相同？ (A)甲和乙 (B)乙和丙 (C)甲和丙 (D)乙和丁 (E)丙和丁。 (2)若此地區海底地殼的擴張速率相同，且經由定年知道丁處的 岩石約在 200 萬年前形成，則乙處的岩石年齡為何？ (A)5 萬年 (B)50 萬年 (C)100 萬年 (D)200 萬年 (E)比 200 萬 年還多。 (3)此處岩石的磁場方向分佈型態主要是受到下列何者的控制？ (A)中洋脊岩漿的推擠 (B) 中洋脊的斷層作用 (C)軟流圈的熱對流作用 (D)板塊間的擠壓作用。 (4)甲至丁中，何處沉積物的厚度最薄？ (A)甲 (B)乙 (C)丙 (D)丁 (E)戊。 (5)此處形成岩石的敘述，何者正確？ (A)多在地底深部凝固的深成岩 (B)堅硬的岩石中會 含有化石沉積 (C)會有大顆粒的肉紅色長石結晶 (D)因快速冷凝而含有玻璃質 (E)岩石 因含有大量的透明石英，會顯現暗黑色。 解答 (1)C (2)B (3)C (4)B (5)D 【題組二】 (1)下圖(二)為板塊運動示意圖，轉形斷層指的是 (A) AC (B) AB (C) BD (D) CD 段。 (2)承(1)題，板塊運動的主要動力起源為？ (A)中洋脊擴張 (B)海溝隱沒 (C)軟流圈帶動岩 石圈 (D)上部地函帶動地殼。 上 部 地 函 上 部 地 函 岩 石 圈 海洋地殼 岩漿上升處 莫氏不 連續面 板塊隱沒 軟流圈 大陸 地殼 沉積岩 A B C D E FG 軟流圈E FG 圖(二) 解答 (1)B (2)C 【題組三】圖(三)為台灣地區地震震央分布圖。試參考 此圖回答以下四題： (1)常出現嚴重震災的是下列何項？ (A)西部地震帶 (B)東北部地震帶 (C)東部地震帶。 (2)向北隱沒的板塊產生的地震帶是何項？ (A)西部地 震帶 (B)東北部地震帶 (C)東部地震帶。 (3)震源深度淺，餘震多的是下列何項？ (A)西部地震 帶 (B)東北部地震帶 (C)東部地震帶。 (4)歐亞板塊相對向下隱沒運動造成的地震帶是下列 何項？ (A)西部地震帶 (B)東北部地震帶 (C) 東部地震帶。 甲 丁丙 乙 圖(一) 21 22 23 24 25 26 119 120 121 122 123 圖(三) 31 解答 (1)A (2)B (3)A (4)C 【題組四】根據圖(四)回答： (1)其中乙板塊為 (A)歐亞大陸板塊 (B)菲律賓 海板塊 (C)太平洋板塊 (D)印澳板塊。 (2)下列何地區屬於甲板塊？ (A)中央山脈 (B) 海岸山脈 (C)花東縱谷 (D)澎湖群島。 (3)下列何處會發生深源地震？ (A)新竹外海 (B) 臺南地區 (C)宜蘭外海 (D)臺北盆地。 (4)下列各自然現象中，何者與板塊作用無關？ (A)多 斷層 (B)多地震 (C)河川侵蝕力強 (D)西部地 區多含新生代。 解答 (1)A (2)B (3)C (4)D 【題組五】下圖(五)(A)、(B)分別表示二種不同的斷層形式。請回答下列(1)～(3)題： (1)關於(A)、(B)兩種斷層之相對運動的描述，何者正確？ (A)QR 兩側岩層相對移動量最大 (B)甲、乙之間相對移動量最大 (C)丙、丁運動方向相同 (D)丙、丁之間沒有相對運動。 (2)美國加州的聖安得里斯斷層，屬於轉形斷層。相鄰的二個板塊互相滑動，擦身而過。它的 形式當如何圖所示？ (A) a 圖 (B) b 圖。 (3)承上題，下列何者錯誤？ (A)轉形斷層指的是 QR (B) a 圖中，震源主要集中在 PS 之間 (C) b 圖中，AD 間皆可能伴發地震 (D)聖安得里斯斷層常帶來淺源地震。 解答 (1)A (2)A (3)B 臺灣 中央山脈 海岸山脈 呂宋 弧 甲 乙 圖(四) 圖(五)