海洋科学导论论文 (2)

中国地质大学（北京）

课程期末考试

论文（读书报告）

课程名称：海洋科学导论

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一、试述板块构造理论的主要内容，你如何理解它是地学史上的一场革命？

板块构造理论是20世纪60年代提出的一种新的全球构造学说。板块构造说的理论是在大陆漂移学说、海底扩张学说的基础上发展起来的，正是海地扩张学说的动力支持，加上新的证据（古地磁研究等）支持大陆确实很可能发生过漂移，从而使复活的大陆漂移开始形成，它是海底扩张的具体引申。板块构造学说的主要内容包括地表构造、板块划分、板块的边界、板块的运动等内容。

（1）地表构造：板块的基本思想板块构造学说认为：地球表层的硬壳岩石圈（或称构造圈），相对于软流层来说是刚性的，它的下面是非常粘滞性很低的软流层。其实岩石圈并不是很完整的一块，它具有侧向的不均一性，有许多活动带把它们像大洋中脊、海沟、转换断层、地缝合线、大裂谷等分割成有多大大小小的块体，这些快题就是我们现在所说的板块。通俗的来说，整个岩石圈可以理解为由若干个板块和起来的圈层，板块内部是相对稳定的，但是板块的边缘和接缝地带则是地球表面的活动带，有强烈的构造运动、沉积作用、生成作用、岩浆活动、火山活动、变质作用、地震活动，又是极有利的成矿地带。其次，岩石圈板块是活动的，是围绕有一个旋转扩张轴在活动的，并且以水平运动占主导地位，可以发生几千米的大规模的水平位移。在漂移过程中，板块或张裂拉开，或碰撞压缩焊接，或平行相错，这些不同的相互运动方式和相应产生的各种活动带，控制着全球的岩石圈运动和演化的基本格局。

（2）板块划分：根据学者的研究和资料的整理情况来看全球岩石圈划分成六大板块即太平洋板块、亚欧板块、印度洋板块、非洲板块、美洲板块和南极洲板块。除太平洋板块几乎完全是海洋外，其余五大板块既包括大块陆地，又包括大片海洋。随着研究工作的进展，又有人进一步在大板块中划分出许多小板块。如美洲板块分为北美和南美板块，印度洋板块分为印度和澳大利亚板块，东太平洋单独划分为一个板块，欧亚板块中分出东南亚板块以及菲律宾、阿拉伯、土耳其、爱琴等小板块。这些板块都是活动的，如太平洋板块，从太平洋东部中隆生长脊新生长出来的大洋壳，平均每年以5cm的速度向西移动，两亿年内可移动10000km。从东太平洋中隆至马里亚纳海沟的消亡带正好为约10000km，而马里亚纳及其附近海底岩石年龄也正好为1.5—2亿年。这雄辩地说明太平洋底大约每两亿年更新一次。（3）板块的边界：根据板块构造学说，板块处在慢慢的移动中。由于地球表面是有限的板块相互间存在三种状态：第一种是彼此接近的汇聚型；第二种是彼此远离的分离性；第三种是彼此转换的交换性。地球表面的演变都是在这三种状态下发生：海沟则是彼此的碰撞，一个板块俯冲到另一个板块下形成的北美大陆西海岸在分布着一条巨大的断裂圣安德烈斯断裂，它是大西洋板块和北美大陆彼此交错形成的。

（4）板块的运动：板块学说认为，板块的运动来源于地幔，是由地幔对流驱动的。由于地幔受热不均，在受热强烈、温度比较高的地方，地幔物质上涌的物质受到岩石圈的阻挡，在岩石圈底下向两侧运移，到温度较低的地方下沉，导致板块的俯冲和板块的消亡。

对革命的理解：板块构造理论是研究地球演化史、研究地质灾害发生机制和研究矿产及能源分布规律的新的理论基础板块构造理论用于解释大陆演化，揭示了山脉复杂的构造特征和板块构造的运动历史，产生了大陆演化的全新概念。由于板块构造学说的进展，迄今被视为不解之谜的地球活动大多得到了解释。该学说应用到许多方面，例如造山作用，海洋的板块构造理论对造山带形成演化理论的发展起到重要的推动作用。板块构造理论学说成功解释了许多地理现象，如大西洋两岸的轮廓问题；非洲与南美洲发现相同的古生物化石及现代生物的亲缘问题；南极洲、非洲、澳大利亚发现相同的冰碛物；南极洲发现温暖条件下形成的煤层等等。

（1）造山作用：在造山论方面,旧的地槽说造山论主张山脉是地壳的垂直运动形成的,否认地壳的水平运动,它已不能完满地解释大多数造山带的发育演变。而新的板块构造学说则认为

地壳运动以水平运动为主,在水平运动影响下也引起垂直运动。山脉形成的基本原因是几个巨大的岩石层板块相互作用所引起的。这一观点,目前已受到人们的普遍重视。板块构造的内容包括海底扩张、板块消亡、大陆漂移、大陆碰撞、转换断层等有关概念。这些动力过程引起了中生代以来世界地理形态的变化,是板块造山说的主要理论依据。自板块构造登陆以来,该理论一直运用于显生宙乃至前寒武纪造山带的研究。经典的威尔逊旋回为解释现代大洋盆地的形成和正在进行的俯冲、碰撞造山作用提供了统一的构造模式,普遍认为板块构造造山理论可以应用于古老造山带的研究,甚至可以推演到古元古代或新太古代。

（2）浊流沉积和混杂堆积：在地槽区常形成一些特殊的沉积建造，如复理石建造。地槽说认为它属于地槽型浅海陆屑建造，是在升降运动相持阶段即在振荡运动情况下形成的巨厚的韵律性明显的建造；而板块说则认为它是板块俯冲带的一种典型建造。在板块俯冲带形成深海沟，并在大陆斜坡上因震动、滑动、重力等原因，形成富含悬浮质点及泥砂的高密度水流，在深海盆边缘及近海沟形成浊流沉积，其代表岩石就是复理石沉积。在大陆的地缝合线地带，还常发现一种特殊的岩石，即在某些地层中含有很多大大小小的外来岩块（岩块最大可达数千米），其成分不同（包括沉积岩、火成岩、变质岩）、时代不同、原始产地也不同，混杂堆积在一起，这种堆积体称为混杂岩或混杂堆积。板块说认为，板块相向移动，彼此前缘相碰，一方面俯冲板块上边的沉积物被刮下来，堆积在接触线附近；一方面仰冲板块上也有破碎的岩块滑落下来，形成杂乱无章的堆积物。也有人认为板块向下俯冲时，由于受到对方的阻力，致使下部地层翻转过来，从而形成在较新地层中混杂有许多外来老地层的岩块。混杂岩或混杂堆积是确定大陆上地缝合线的重要标志之一。我国近年在西藏、秦岭、川西等地区都发现有混杂岩，说明这些地区曾是不同时代的地缝合线。

（3）蛇绿岩套:在地缝合线地带，常出现一套特有的岩石，称为蛇绿岩套，也叫奥菲里建造。人们很早就发现在一些剧烈的褶皱带，沿着深大断裂常分布有超基性岩带。一般都认为它是顺着切穿岩石圈的深断裂从地幔涌上来的岩浆物质所形成的岩石，但是，这些岩体的围岩一般没有接触带那样应具有的接触变质现象。本世纪60年代对它进行深入的研究表明，这种岩体的成分相当复杂，并且具有一定的层序，自下而上往往是超基性岩、基性深成岩（辉长岩）、枕状基性熔岩（玄武岩）、深海沉积岩（含放射虫硅质岩或大理岩等），同时其中超基性和基性岩多已变为含绿泥石、蛇纹石等绿色岩石，故名之为蛇绿岩套。通过近年的深海钻探，人们发现大陆壳上的蛇绿岩套和大洋壳的岩石剖面非常相似，所以认为蛇绿岩套是板块碰撞带被推挤上来的古海底（即大洋壳），并作为地缝合线的另一种重要标志。例如，在西藏沿雅鲁藏布江谷地出露超基性岩带，东西延伸达数百千米，人们认为它就是由蛇绿岩套所组成的蛇绿岩带，而这个地带就是古板块的地缝合线。

（4）双变质带：又称成对变质带。板块说认为，两个板块相撞，在俯冲一侧的上面和仰冲一侧的下面，或者说在海沟的靠陆一侧，由于海沟热流温度较低，带着冷岩石俯冲，再加上下冲的压力很大，常常形成以蓝闪石片岩为代表的蓝片岩带（其中杂有大量玄武岩和蛇纹质岩石），称为高压低温变质带。在仰冲板块的一侧（相当岛弧或大陆边缘的火山岩带），其下俯冲带因摩擦熔化消失，导致岩浆的形成、侵入或喷出，并常在侵入岩的接触带上形成低压高温变质带，也就是常见的接触变质带。双变质带被认为是板块聚合或板块俯冲带的典型标志。

（5）火山活动：火山主要分布在下述三个地带：一是沿着大洋中脊分布，如冰岛火山等。随着洋壳不断产生和扩散外移，活火山逐渐变为死火山，并密集成群对称排列于洋脊两侧。二是沿着大陆裂谷分布，如东非大裂谷北段曾有多期岩浆喷发活动，形成埃塞俄比亚熔岩高原；乞力马扎罗火山、肯尼亚火山等都是世界著名的火山。三是沿着板块俯冲带分布，如环太平洋火山带及古地中海火山带，它们构成世界最主要的火山带。前已述及，在环太平洋板块俯冲带，一侧是海沟，一侧是岛弧火山带，其分界线称为安山岩线，它的内侧为大洋型地

壳，以少含K2O的拉斑玄武岩为主；它的外侧（即靠近大陆一侧），则过渡为大陆型地壳，以喷发大量安山岩（或侵入花岗闪长岩）、火山碎屑岩为主，或喷出含K2O较多的碱性玄武岩，构成有名的环太平洋火山圈。日本的富士山，菲律宾的皮纳图博火山，印度尼西亚的喀拉喀托火山和意大利的维苏威火山等都是这一带的知名火山。

(6)地震活动：地震的分布规律和成因机制，大体可概括为以下几点：（1）沿着大洋中脊、转换断层、俯冲带（贝尼奥夫带）、大陆裂谷、地缝合线分布。（2）世界上的中、深源地震，特别是深源地震，主要分布于俯冲带倾向大陆的一侧。（3）发生于大洋中脊、大陆裂谷的地震主要由拉张所产生；发生于转换断层带的地震主要由扭错所产生；发生俯冲带、地缝合线的地震主要由挤压、逆掩产生，但发生于海沟附近的地震有许多是因张裂形成。（4）板块内部地震较少。

二、海水有哪些营养元素？它们与生命活动有哪些关系？

在人类已经发现的100多种化学元素中，已有80多种在海水中被检出。海水中由N、P、Si等元素组成的某些盐类，是海洋植物生长必需的营养盐，通常称为“植物营养盐”、“微量营养盐”)或“生源要素”。此外，海水中痕量Fe，Mn，Cu，Zn，Mo，Co，B等元素，也与生物的生命过程密切相关，称为“痕量营养元素”。

海洋中颗粒有机磷化合物(POP)指生物有机体内、有机碎屑中所含的磷。前者主要存在于海洋生物细胞原生质，例如，遗传物质核酸(DNA、RNA)、高能化合物三磷酸腺苷(ATP)、细胞膜的磷脂等等。所有生物细胞中都含有有机磷化合物，所以，磷是生物生长不可替代的必需元素营养元素主要是与海洋植物生长有关的要素，通常是指N、P及Si等。这些要素对生物有重要意义，是海洋植物生长必需的营养盐，与生命的形成发展有很大的关系。它们对生物有促进生物生长的作用，但是当它们含量很低时会抑制生命的正常生长。在海水中，营养元素是生命活动不可缺少的。氮、磷、硅等元素不仅是海洋浮游植物生长繁殖所必需的成分，也是海洋初级生产力和食物链的基础。例如：氮是构成海洋生物体内蛋白质、氨基酸的主要组分，海水中无机氮化合物被同化为植物细胞中的氨基酸；海洋中颗粒态无机磷酸盐主要以磷酸盐矿物存在于海水悬浮物和海洋沉积物中，其中丰度最大的是磷灰石，约占地壳总磷量的95％以上，磷灰石是包括人在内的各种生物体的牙齿、骨骼、鳞片等器官的主要成分所有生物细胞中都含有有机磷化合物，所以，磷是生物生长的必需元素。硅是海洋植物，特别是海洋浮游植物硅藻类生长必需的营养盐，硅藻吸收蛋白石用以构成自身的外壳。含硅海洋生物的残体沉降到海底后，形成硅质软泥，是深海沉积物的主要组分，同时海水中的营养盐是可以再生和循环的，以供海洋生物的需求。这些大量元素对于海洋的循环和不断更新由着极其重要的意义。由于各类营养元素在海水中含量很低，在海洋表层常常被海洋浮游植物大量消耗，甚至成为海洋初级生产力的限制因素，所以又称它们为“生物制约元素” 。三、概述“海洋科学导论”的基本内容，你如何看待它们与你的专业方向之间的关系？（一）《海洋科学导论》的基本内容主要包括：

1．海洋科学发展史、研究海洋的意义以及海洋未来的发展趋势。海洋是生命的起源，是生命的守护神，它的发展史是人类不断探索其奥秘的文明史；海洋有着丰富的生物资源、矿产资源、动力资源和空间资源，基于人口、资源、环境的强大压力，现在人们越来越关注海洋这一巨大宝库，积极采取合理的方法对海洋进行研究与开发，同时我们学习了海陆分布的基本状况，我国海洋的现状。

2．地球上海洋分布的基本特征及其自然效应，地球的结构、海与洋定义及特征，地球上三大洋情况分述。我们了解地球的基本结构，海洋主要有连续性、广大性等特点，用海和洋的基本特征来区分海和洋，地球上洋和海的基本分布。

3．海底的一些基本知识，主要有海底地貌构造及其历史演化，海底扩张与板块构造、海底地貌现象的地质解释。这些知识主要是与地质、地貌有关，对于研究海底有很大作用，便

于分析海洋上的一些情况。

4．海水的物理、化学特性和海水运动。海水基本的物理性质，海水的运动形式，世界洋流的分布情况及运动情况，水团。

5．海洋的化学资源及生物资源。海水的组成和特性、海水中的化学反应，海洋化学资源、海洋化学环境及保护及海洋生物的分类系统。

6．海洋高新技术及海洋法与海洋权益。

(二）结合自己的专业谈谈学习感受

我的专业是测控技术与仪器，主要注重研究探测仪器的研发、应用。测控技术在海洋的应用也是很广泛的，我们专业的老师经常要到海上去实验仪器。通过对《海洋科学导论》的学习，我对海洋有了更加清晰的认识，为我的专业发展拓展了一条新方向。