海底磁异常与海底扩张

　　1、海底磁异常及其分布
　　古地磁研究的重要发现，是在火山岩和深海沉积物中，能够划分出主要表现为反向和正向的磁化段。
　　1961年，马松等发现太平洋的东北部分布有极其明显的磁异常，它们呈清晰的条带形式。
　　洋壳上以具有大体上平行于洋脊的线状磁条纹为特征。磁异常一胶有5—50km宽，几百公里长，约400—700km的幅度范围。磁异常在洋脊四周大体呈对称的特点，导致海底扩张假说的形成。洋壳在洋脊部不断裂开，软流圈中上升的地慢物质不断地充填，裂开的详壳以传送带的形式向两侧移动，移到深沟处便消亡于软流圈中。
　　1963年，瓦因和马修斯根据地磁极性倒转和海底扩张的关系作了解释。这一解释，把扩张量和速率值称为赫斯所谓的＂海底扩张的地质史诗＂。他们认为，以相反方向交替磁化的洋壳上的条带，是导致洋底磁异常带形成的原因。
　　地磁极性反向和正向的完整顺序压印在洋壳上，洋壳就好像一个磁带记录器，它们揭示出呈条带状的并和海底扩张中心线呈对称的磁异常。
　　图3-14 Vine和Marrnews关于海底磁异常形成的假说（据怀利，1975）
　　2、海底沉积物的侧向变化和海底年龄
　　（1）海底沉积物的侧向变化
　　深海沉积物主要是一些含有放射虫(硅质)和有孔虫(钙质)的软泥，在大洋盆地边缘或岛屿周围常有碎屑、浊流沉积物。
　　深海沉积物由洋脊向两侧从无到有，从薄到厚，沉积层序由少到多，最底部沉积物的年龄愈来愈老，似向洋脊渐进超覆。
　　图6—1a表示南纬30°附近横越大西洋洋脊的测线上的8个深诲钻探成果（其中7个达到玄武岩层）。每个钻孔最底部沉积物的古生物年龄和其下玄武岩层的地磁年龄非常近似，都由洋脊向两侧逐渐变老。图6—1b说明最底部沉积物的年龄是与距离洋脊远近成正比的。直线斜率显示海底扩张具有恒定的每年约2厘米的扩张速率，是由磁异常条带推算的速率一致。同时，沉积物的层序变化在洋脊两侧是对称的。
　　（2）海底年龄
　　深海沉积物和其下的火成岩的年龄以洋脊为轴两边对称，洋脊轴部岩石年龄新，愈向外愈老，最老不老于中生代或不老于侏罗纪。即整个洋底或三分之二面积的地壳岩石是在不到2亿年的时间里形成的。更老的岩石和沉积物随着海底扩张在深海沟处下沉到地幔中去消失了或被焊结到大陆边缘上去了。
　　据威尔逊（1963）的研究，三大洋的岛屿的年龄随着远离洋脊而变老，尤其是垂直或斜交于洋脊的侧海岭和大洋盆地内部的火山岛链(如夏威夷群岛)表现更为明显。
　　根据所计算出的扩张速率可勾划出海底年龄等值值线图。这个地区最老的地壳出现在与日本南部伊豆—小笠原消减带毗邻的地区，深海沉积物取芯确定为侏罗纪，现有资料表明，现代洋壳平均年龄约60Ma，它与陆壳平均年龄(约1500Ma)相比，简直微不足道。
　　海底年龄等值值线图
　　海底磁异常条带的年龄是已知的，各海底磁异常条带的宽度是可以测出来的，若将它们之间的距离除以其间的年代间隔，就可以求出当时海底的扩张速率。通常所说的实为半扩张速率。
　　·在东太平洋中脊处，半扩张速率为4—6cm/a；
　　·在印度洋洋脊处，半扩张速率一般为1—3cm/a；
　　·在大西洋洋脊处，大多为l一2cm/a。
　　海底俯冲活动十分活跃的太平洋，其扩张速率明显地大于俯冲活动缺少的大西洋和印度洋。见下图的几个洋区的海底扩张速率。