Giả thuyết kiến tạo mảng

CÁC NỘI DUNG CHÍNH:A_KHÁI QUÁT VỀ THUYẾT KIẾN TẠO MẢNG B_MỘT SỐ HỌC THUYẾT RA ĐỜI TRƯỚC THUYẾT KIẾN TẠO MẢNG I.THUYẾT TRÔI DẠT LỤC ĐỊA II.THUYẾT TÁCH GIÃN ĐÁY ĐẠI DƯƠNG C_THUYẾT KIẾN T

Trường Đại Học Sư Phạm TP.HCM

Khoa Địa Lý Lớp 1A_K34



BÀI TẬP ĐỊA CHẤT ĐẠI CƯƠNG

Chủ đề 6

GIẢ THUYẾT KIẾN TẠO MẢNG

CÁC NỘI DUNG CHÍNH:

A_KHÁI QUÁT VỀ THUYẾT KIẾN TẠO MẢNG

B_MỘT SỐ HỌC THUYẾT RA ĐỜI TRƯỚC THUYẾT KIẾN TẠO MẢNG

I.THUYẾT TRÔI DẠT LỤC ĐỊA

II.THUYẾT TÁCH GIÃN ĐÁY ĐẠI DƯƠNG C_THUYẾT KIẾN TẠO MẢNG

A_KHÁI QUÁT VỀ THUYẾT KIẾN TẠO MẢNG.

Khái niệm.

• Thuyết kiến tạo mảng là một học thuyết giải thích các

chuyển động kiến tạo và các quá trình diễn biến địa chất của Trái Đất theo cơ chế động.

Nguồn gốc.

• Nguồn gốc của các quá trình địa chất nội sinh:

sự dịch chuyển của thạch quyển trên quyển mềm 

các lực tiếp tuyến (lực ngang) tác động vào vật chất của thạch quyển  các hiện tượng: uốn nếp, đứt gãy, tạo núi, động đất, núi lửa…

• Học thuyết kiến tạo mảng bắt nguồn từ một số dữ kiện

và giả thuyết kiến tạo động đã có trước (thuyết “Trôi dạt lục địa”, thuyết “Tách giãn đáy đại dương”).

B_MỘT SỐ HỌC THUYẾT RA ĐỜI TRƯỚC THUYẾT KIẾN TẠO MẢNG.

I.THUYẾT TRÔI DẠT LỤC ĐỊA.

thuyết “Trôi dạt lục địa” từ

một số bài báo viết về vấn đề

này.

• Đến năm 1913, A.Wegener

cho xuất bản cuốn “Nguồn

gốc của các lục địa và đại

dương” chính thức đánh dấu

sự ra đời của thuyết “Trôi dạt

lục địa”.

2) Nguyên nhân hình thành.

• A.Ortelius cho rằng Châu Mỹ bị tách khỏi Châu Âu và

Châu Phi… bởi những trận động đất và lũ lụt.

• A.Wegener cũng nhận thấy sự ăn khớp về mặt hình thái

giữa đường bờ biển phía tây Châu Phi và đường bờ phía đông Nam Mỹ

• A.Wegener còn phát hiện tính liên tục về mặt cấu trúc uốn

nếp của các đá thuộc hệ Cacbon (ở Anh và Greenland).

• A.Wegener cũng chứng minh được tính đồng nhất của

giới sinh vật ở giai đoạn Paleogen và Neogen cách đây chừng 70 triệu năm ở Nam Mỹ và ở Châu Phi, ở Bắc Mỹ

và ở Châu Âu, ở Châu Úc và ở Châu Phi…Đây cũng là 1 trong những cơ sở khoa học để chứng minh tính liên tục của các lục địa này trong quá khứ.

3) Luận điểm cơ bản.

• Các lục địa có thể “trôi” được trong không gian dưới

tác dụng của các lực nằm ngang.

• Theo A.Wegener, Trái Đất lúc đầu chỉ có 1 lục địa

khổng lồ là Pangaea được bao bọc bởi 1 đại dương cổ-Thái Bình Dương (Pantalat).

Siêu lục địa Pangaea

• Vào giai đoạn cuối Pecmi-đầu Triat, Pangaea tách

thành những mảng khác nhau Những mảng này trôi theo nhiều hướng và tạo nên các lục địa hiện tại,

khoảng giữa các mảng ấy trở thành các đại dương lớn ngày nay như Đại Tây Dương, Ấn Độ Dương…

• Nguyên nhân dẫn tới sự trôi dạt lục địa và tách vỡ Pangaea, A.Wegener cho rằng chủ yếu là do lực hấp dẫn của vũ trụ và sự tự quay của Trái Đất.

• Theo A du Toit, lúc đầu Trái Đất gồm 2 lục địa lớn là Gondwanaland và Laurasia.

Gondwanaland: toàn bộ lục địa Châu Phi, Nam Mỹ, Châu Úc, Châu Nam Cực và một phần Châu Á.

Laurasia: Châu Âu, phần lớn Châu Á, Bắc

Mỹ và Greenland

4) Một số minh chứng cho tính đúng đắn của

học thuyết.

a) Kết quả đo đạc.

• Kết quả đo đạc chính xác cho thấy lục địa trôi là

có thật và trôi với tốc độ khác nhau

• A.E.M Nairm (1967) sau khi tính toán chi tiết

cho thấy trong khoảng thời gian 200 triệu năm từ Cacbon muộn-đầu Paleogen, Châu Âu và Bắc

Mỹ đã rời xa nhau khoảng 4500km  tốc độ trôi của các lục địa này trong khoảng thời gian đó

khoảng 2cm/năm

c) Cấu trúc địa chất và tuổi của đá.

• Những dãy núi cổ hiện

nay chấm dứt một

cách đột ngột tại ranh

giới lục địa Nếu ráp

các lục địa với nhau thì

cấu trúc địa chất của

chúng lại trùng khớp

nhau.

• Đá phun trào và đá

biến chất tiền Cambri ở

Tây Phi và phần lồi

phía Đông của Nam

Mỹ có tuổi gần giống

nhau Sự trùng khớp về mặt cấu trúc uốn

nếp của các dãy núi ở rìa các lục địa

d) Evapôrit.

• Evapôrit là đá trầm tích được hình thành từ hiện

tượng kết tủa của các hợp chất hòa tan trong môi trường nước do hiện tượng bốc hơi Các tích tụ

evapôrit cổ cho thấy có một vành đai khí hậu khô trong quá khứ địa chất

• Ở Bắc bán cầu, trong khoảng thời gian từ kỷ

Ocdovit - Silua, vành đai evapôrit đã dịch chuyển từ

vị trí gần cực đến vị trí sa mạc hiện nay

• Trước kỷ Mezozoi, các rạn san hô cổ phân bố

nghiêng so với đường xích đạo chứ không trùng

với vị trí phân bố hiện nay

Điều này cho thấy vùng cực và các vùng đất khác

có sự chuyển động tương đối với nhau

e) Hóa thạch.

• Các nhà khoa học đã tìm thấy một loại thực vật tên là Glossopteris trên tất cả các lục địa thuộc Gondwanaland

• Ở Châu Phi, Ấn Độ, Châu Nam Cực đều tìm thấy hóa thạch của loài bò sát khổng lồ

Lystrosaurus chỉ sống ở miền nhiệt đới và á nhiệt đới, không thể bơi qua những khoảng rộng lớn như đại dương

 Vào cuối Paleozoi-đầu Mezozoi, các thành phần của Gondwanaland chưa bị tách ra và Châu Nam Cực không ở vào vị trí hiện nay.

Sự đồng nhất về mặt hóa thạch ở các lục địa

khác nhau

f) Cổ từ.

• Khi hình thành đá, các mảnh vụn hoặc khoáng vật

trong vật liệu trầm tích có thể nhiễm từ Do tác động của từ trường Trái Đất chúng sẽ sắp xếp lại theo

hướng song song với từ trường của Trái Đất lúc bấy giờ

• Thông qua các khoáng vật nhiễm từ hình thành ở một thời kỳ nhất định chúng ta khôi phục lại trường từ, cực

từ cũng như các vĩ độ lúc bấy giờ

• Nghiên cứu cổ từ cho thấy các đá cổ nằm ở những vĩ

độ khác xa với vĩ độ mà hiện nay nó đang phân bố

• Kết quả xác định cổ từ của các mẫu lấy quanh Đại

Tây Dương trên các lục địa khác nhau cho phép tìm ra được hướng dịch chuyển của các lục địa ấy

theo thời gian

Quá trình tách giãn siêu lục địa Pangaea và sự dịch chuyển của các

lục địa từ kỷ Triat đến nay

6) Nhược điểm của thuyết “Trôi dạt lục địa”.

• Giả thuyết của A.Wegener không giải thích được câu

hỏi quan trọng nhất: “ Lực nào đủ mạnh để có thể di

chuyển những khối đá cứng khổng lồ này trong một

khoảng cách lớn đến như vậy? ”.

• A.Wegener giải thích rằng các lục địa đơn giản đã

“cày” trên nền đáy biển Nhưng Harold Jeffreys- một

nhà địa vật lý nổi tiếng người Anh- đã lập luận một

cách đúng đắn về mặt tự nhiên: một khối đá lớn cứng không thể “cày” trên đáy biển mà không bị gãy ra

7) Vai trò của thuyết “Trôi dạt lục địa”.

Sau khi A.Wegener mất đi, những bằng chứng mới tìm

được từ các cuộc thăm dò đáy đại dương và các

nghiên cứu khác đã làm sống lại mối quan tâm đối với giả thuyết của ông, và cuối cùng đã đưa đến việc phát triển thuyết “Kiến tạo mảng”.

II.THUYẾT TÁCH GIÃN ĐÁY ĐẠI DƯƠNG.

1) Nguồn gốc.

Từ những kết quả nghiên cứu trên nhiều lĩnh vực,

Harry H.Hess- nhà địa chất học tại ĐH Princeton

và là một thiếu tướng hải quân dự bị cùng với

Robert S.Dietz- nhà khoa học khảo sát bờ biển của Mỹ đã đề xướng thuyết “Tách giãn đáy đại

dương”

2) Nguyên nhân hình thành thuyết “Tách giãn đáy

đại dương”.

dây dò độ sâu theo lối thủ công đã nhận thấy rằng:

độ sâu đáy biển khác nhau đáng kể và đáy biển

không bằng phẳng như người ta vẫn nghĩ.

• Năm 1855, áp dụng

phương pháp định vị

sóng âm, trung úy hải

quân Mỹ Matthew Maury

đã xuất bản một bản đồ

cho thấy bằng chứng về

những ngọn núi dưới đáy

biển tại vùng giữa Đại

• Năm 1947, các nhà địa chấn học trên tàu nghiên cứu Atlantis của Mỹ đã phát hiện

rằng: lớp trầm tích trên đáy Đại Tây Dương mỏng hơn nhiều so với những gì người ta nghĩ trước đó

• Trong thập niên 50 của thế kỷ XIX, các nhà khoa học đã nhận ra các dải dị thường từ phân bố gần như đối xứng và song song nhau ở hai bên sống núi giữa đại dương.

Các vấn đề này đã kích thích Harry H.Hess cùng với Robert S.Dietz, từ đó hai ông đã

đề xướng thuyết “Tách giãn đáy đại

dương”.

3) Luận điểm cơ bản.

4) Một số minh chứng cho sự tách giãn của

đáy đại dương.

a) Sự hình thành và tồn tại dải dị thường từ.

• Ở đại dương biểu hiện dị thường từ rất rõ: các dải dị thường từ dương và âm phân bố gần như đối xứng ở hai bên sống núi

giữa đại dương Các dải ở ngay tại sống núi có tuổi trẻ hơn cả, càng ra xa sống núi thì tuổi càng già hơn.

• Sự phân bố các dải dị thường từ như trên được F.J.Vine và

D.H.Matthews (1963) giải thích bằng hiện tượng tách giãn của đáy đại dương Vật chất của manti theo đới tách giãn xuyên lên

và tràn sang hai bên Chúng chịu ảnh hưởng của trường địa từ lúc bấy giờ nên sẽ bị từ hóa theo hướng nhất định.

• Số vật chất tràn lên sau sẽ đẩy số vật chất có trước ra hai bên nên các dải dị thường ở càng xa trục tách giãn càng có tuổi cổ hơn.

Quá trình tách giãn của đáy đại dương và sự

hình thành dải dị thường từ

• Do Trái Đất có những lần đổi hướng từ trường

(biến đổi dấu) làm cho các dải xen kẽ thay đổi

dấu

• Căn cứ vào thời gian thành tạo mỗi dải dị thường

từ, khoảng cách của nó đối với sống núi giữa đại dương người ta tính ra được tốc độ tách giãn

b) Đặc trưng các trầm tích ở đáy đại dương và dãy đảo

núi lửa.

• Các trầm tích phân bố ở giữa các sống núi đều

mỏng hơn và có tuổi trẻ hơn các trầm tích ngoài xa

• Tuổi của lớp trầm tích có tính đối xứng qua sống

núi đại dương, càng xa tuổi càng cổ dần

c) Sự tồn tại của đứt gãy biến dạng.

• Kết quả điều tra đáy đại dương trong những

năm 50 cho thấy các dải dị thường từ bị xê dịch bởi một số đứt gãy lớn do trục của sống núi giữa đại dương bị dịch chuyển sang hai bên

• Năm 1965, J.Tuzo Wilson- nhà địa chất học

kiêm nhà vật lý Canada- đề xuất thuật ngữ đứt gãy biến dạng (transform fault)

• Về hình thái nó giống như đứt gãy bằng, nhưng phương thức dịch chuyển của vật chất hai bên đứt gãy lại khác hẳn do cơ chế tách giãn của

sống núi giữa đại dương

Đặc điểm của đứt gãy biến dạng là:

Sơ đồ mô tả đứt gãy biến dạng

• Chuyển động xê dịch tương đối trong đoạn BB’ (đoạn xê dịch sống núi) khác với hướng dịch chuyển tương đối trong đứt gãy, đứt gãy bằng.

• Động đất chỉ xuất hiện trong đoạn BB’ của đứt gãy biến dạng Ra ngoài đoạn BB’ không có đứt gãy.

• Dịch chuyển tương đối gây ra đứt gãy chỉ xảy ra ở trong đoạn BB’

Ngoài BB’ không có dịch chuyển tương đối ở hai bên cánh.

• Theo mặt đứt gãy biến dạng, hai sống núi không tách ra xa mấy (khác với tính chất ở đứt gãy bằng là nếu càng dịch chuyển thì càng tách xa).

Sống núi giữa đại dương Đứt gãy biến dạng

Đứt gãy biến dạng

5) Nhược điểm của thuyết “Tách giãn đáy đại

dương”.

• Một số nhà khoa học cho rằng kết quả của việc tách giãn đáy đại dương là làm cho kích thước Trái Đất

tăng lên so với lúc nó mới được hình thành

• Tuy nhiên, giả thuyết này không thỏa đáng bởi vì hầu hết các nhà địa chất học đều tin rằng kích thước Trái Đất nếu có thay đổi thì chỉ thay đổi rất ít kể từ khi nó được hình thành cách đây khoảng 4,6 tỉ năm

• Thế thì tại sao sự tràn lên và đẩy sang hai bên của lớp vật chất mới đối với lớp vật chất cũ lại không làm gia tăng kích thước Trái Đất? Đây chính là câu hỏi mà

thuyết “Tách giãn đáy đại dương” chưa thể trả lời

được

6) Vai trò của thuyết “Tách giãn đáy đại

dương”.

• H.Hess và R.Dietz thuộc một trong số ít các nhà

khoa học thực sự hiểu được bản chất của quá trình tách giãn đáy đại dương

• H.Hess lý luận, nếu vỏ Trái Đất giãn nở ra dọc theo hai bên các sống núi ngầm giữa đại dương thì nó phải co lại ở đâu đó

• Ông cho rằng lớp vỏ đại dương mới tiếp tục lan ra

từ sống núi theo một sự chuyển động giống như

chuyển động của băng chuyền

• Quan điểm tương đối đúng đắn của H.Hess là tiền

đề quan trọng dẫn đến việc hình thành thuyết “Kiến tạo mảng” sau này

C_THUYẾT KIẾN TẠO MẢNG.

1) Nguồn gốc.

• Từ những kết quả nghiên cứu địa chất, địa vật lý

trong những thập niên trước đây cùng với học thuyết “Trôi dạt lục địa” của A.Wegener, thuyết

“Tách giãn đáy đại dương” của H.Hess và

R.Dietz, thuyết “Vòng đối lưu trong manti”, lý

thuyết “Điểm nóng”, tất cả những điều đó đã

thúc đẩy sự phát triển khái niệm về kiến tạo toàn cầu theo giả thuyết động

• Năm 1968, các công trình nghiên cứu của

J.Morgan, S.Le.Pichon, B.Issack, J.Oliver… đã nêu lên khái niệm thuyết “Kiến tạo mảng”

2) Những luận điểm cơ bản của thuyết “Kiến

tạo mảng”.

• Manti trên và vỏ Trái Đất tạo thành thạch quyển Phía dưới

thạch quyển là quyển mềm Thạch quyển có khả năng di

chuyển tự do trên quyển mềm Thạch quyển có thể chia làm 3 loại:

 thạch quyển có cấu trúc vỏ lục địa

 thạch quyển có cấu trúc vỏ đại dương

 thạch quyển có cấu trúc vỏ chuyển tiếp

• Thạch quyển không liên tục mà bị vỡ thành nhiềuphần khác nhau  địa mảng Các mảng được giới hạn bởi các hoạt động động đất, núi lửa, đứt gãy sâu…

• Các địa mảng có khả năng di chuyển tương đối với nhau theo phương ngang tạo nên các đới chờm mảng, đới cuốn hút, đứt gãy ngang, đứt gãy nghịch, đứt gãy biến dạng…

• Ranh giới của các địa mảng, đặc biệt là

mảng đại dương thường là các đới rift được lấp đầy bởi các bazan có nguồn gốc từ

manti, chúng được đưa lên trong điều kiện

lục địa hoặc đáy đại dương bị tách giãn dọc theo các đới rift.

• Sự tách giãn của đáy đại dương dọc theo

các đới rift được cân bằng bởi sự nén ép các địa mảng, đặc biệt là ở rìa các đại dương.

• Sự dịch chuyển của các địa mảng xảy ra do nhiều nguyên nhân khác nhau, nguyên nhân trực tiếp là sự vận động của các vật chất

trong manti (vòng đối lưu, plume).

như: Ả Rập, Ấn Độ, Philippin, Cocos, Caribê,

Nazca, Scottia, Juan de Fuca…

• Một mảng có thể chỉ gồm toàn vỏ lục địa, toàn vỏ

đại dương hoặc gồm cả vỏ lục địa và vỏ đại

dương

Hệ thống các mảng trên thế giới

4) Phân loại ranh giới của các mảng:

Nhìn chung, sự vận động của các mảng nằm trong mối tương quan với các mảng kề bên với 3 loại ranh giới sau:

Ranh giới hội tụ (convergent boundary)

Ranh giới phân kỳ (divergent boundary)

Ranh giới biến dạng (transform boundary)

Hệ thống các mảng & kiểu ranh giới mảng trên thế giới

a) Ranh giới hội tụ (convergent boundary):

 Phản ánh quá trình nén ép, hình thành các rãnh

đại dương, cung núi lửa, cung đảo núi lửa Thuộc loại này có thể gặp ranh giới giữa đại dương - lục địa, đại dương - đại dương, lục địa - lục địa

mảng bị chìm xuống dưới mảng kia Trong quá trình này rãnh đại dương và cung núi lửa được hình thành

Hội tụ giữa thạch quyển có cấu trúc vỏ đại dương

với thạch quyển có cấu trúc vỏ lục địa

• Ngoài khơi bờ biển Nam Mỹ dọc theo rãnh Peru – Chilê, mảng Nazca đang đẩy vào và bị chìm xuống dưới phần lục địa của mảng Nam Mỹ  mảng Nam Mỹ bị trồi lên tạo thành những ngọn núi cao trong dãy Andes Hội tụ đại dương-lục địa cũng hình thành nhiều ngọn núi lửa còn hoạt động trên Trái Đất (như những ngọn núi lửa của dãy Cascade ở vùng Đông Bắc Thái Bình Dương…)

Vị trí phân bố của dãy Andes & dãy Cascade

Dãy Andes- khu vực giữa Dãy núi trung tâm của dãy Andes Argentina và Chile

Ngọn núi lửa St Helens (ở Tây Nam Washington)

của dãy Cascade

Núi lửa St Helens phun trào vào tháng 5/1982

• Trong khi toàn bộ mảng Nazca đang dần chìm

xuống rãnh thì phần sâu nhất của mảng đang chìm này bị gãy ra thành những mảnh nhỏ hơn bị kẹt rất lâu trước khi thình lình di chuyển để tạo ra những trận động đất mạnh với sức tàn phá lớn

 Hội tụ đại dương - đại dương.

• Khi hai mảng hội tụ vào nhau thì rãnh đại dương

được hình thành

• Hội tụ đại dương - đại dương còn dẫn đến việc

hình thành cung đảo núi lửa Trong hàng triệu năm, dung nham và đất đá núi lửa tích tụ trên nền đáy

biển cho đến khi chúng trồi lên khỏi mặt biển tạo

nên một vành đai hình cung gọi là cung đảo núi

Hội tụ giữa thạch quyển có cấu trúc vỏ đại dương với

thạch quyển có cấu trúc vỏ đại dương