地幔柱ppt.ppt

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1、地幔柱构造MantlePlumeTectonics地幔柱构造MantlePlumeTectonics第一章地幔柱构造的基本思想与理论第二章与地幔柱有关的几个问题第三章地幔柱构造的主要标志与特征第四章地幔柱构造的岩浆作用第五章  地幔柱构造的成矿作用第六章我国与地幔柱/热点有关的重要成矿区带第一章地幔柱构造的基本思想与理论一、地幔柱构造理论产生的历史背景1、热点假说提出与地幔柱思想的产生在板块构造理论提出之前，Wilson（1963，1965）首先提出了热点假说，用于解释夏威夷岛链火山岩的成因。但他发表在《加拿大物理学杂志》上的论文在地质界的影响不大。直到10年后，Morgan（1971，197

2、2）发表了一系列论文，支持并发展了热点学说，才使得更多的人了解此学说。Morgan（1971，1972）认为地幔内存在着一种上升的、圆柱状的、局部熔融的物质流即“热柱”（HotPlume）。热柱到达于地表之处或地幔热流上升之处，称之为“热点”（HotSpot）。上升的炽热地幔柱可把上覆岩石圈抬升，使地壳呈现巨大穹隆构造，当地幔柱冲破岩石圈则形成热点。因此，热点是地幔热柱在地表的反映，以火山作用、高热流和隆起为标志（Wilson，1973）。热点的特征：Wilson（1973）曾就热点的特征概括为：上隆，基岩出露于海平面之上；上隆处有火山作用，产生碱性玄武岩和流纹岩以及海底拉斑玄武岩，它们有独特

3、的同位素比值和地球化学特征；重力高；在海洋，有时在大陆上，一维有时是二维无震脊，由热点处向外延伸；高热流。这5个方面实际上指的是热点的地形、岩石和地球化学、地球物理、地震和地热流特征。热点在大洋环境中形成的火山岛链（海山链），被称之为热点行迹，它们比周围洋底高1-2km，形成一条长1000—2000km的异常地形高地。海山链中的海山，称之为洋岛，它主要由拉斑玄武岩组成，又称为洋岛玄武岩（OIB）。火山岛链中的最大或最新大规模喷发的火山洋岛，往往直接称之为热点。大洋内线状排列的火山岛链，是大洋岩石圈活动板块在上地幔中的热点（固定热地幔源区）之上运动所留下的痕迹。地幔柱作用于活动板块留下热点轨迹示

4、意图Morgan（1971，1972）进一步提出太平洋中的热点是一系列狭窄的热隆起，并将其称之为幔柱（Plume）。热点被认为是由称之为“地幔柱”的地幔物质上涌形成的。Morgan认为地幔柱可能起源于接近地核的地幔深处，由于热不稳定而上升，直径约150km，移动速度相对较小，为火山作用提供热和火山物质，是板块移动的驱动力。Morgan（1972）又指出，热点是地幔隆升在地壳中的一种表现，是地幔柱上升的地点，认为Wilson（1963）所指的固定热地幔源区，实际上是一个产于地幔底部热边界附近的热幔柱，把炽热的圆筒状岩石类物质流，称之为地幔柱（MantlePlume，或译为地柱、热点、地幔羽、热缕

5、、热柱、热幔柱、幔羽、幔柱、地幔热柱、地幔热流柱、地幔柱构造等）。显然，地幔柱思想的产生，最初起源于热点假说。2、地幔柱与热点的研究与进展与20—30年前Wilson（1963）和Morgan（1971，1972）的热点假说以及初期的地幔柱理论相比，现在的地幔柱理论又取得了许多新的进展和新的认识，主要有：（1）热点对地球表面的影响热点对地球表面的影响，实质上是热点在浅部地壳的地质作用的表现。主要体现在地形、地貌和岩浆活动等方面。例如，Wilson（1973）提出热点活动地区具有鲜明的高地形隆起，而且可以保持很长时间，这是热点的一个重要特征。Burke和Dewey（1973）指出，大陆裂谷发育于

6、热点之上的热穹隆上。当热点和上覆陆壳相对运动极不明显或者规模很小时，地幔热点对上覆陆壳的作用将更加明显与强烈，地幔柱中形成的岩浆可以穿透陆壳，在一定条件下形成包括玄武岩、过碱性镁铁质岩和碳酸岩、过碱过铝性的长英质岩石等在内的各种火成岩。当地幔柱之上为古老的地壳软弱带时，往往发育热点的岩浆作用；当地幔柱之上为稳定的克拉通时，通常仅仅产生穹隆，形成高点；而在热点或高点之间，一般是较大的盆地，对应着深部的地幔下沉带。当大陆岩石圈从一个强大的热点之上漂过时，就会形成一串反映岩石圈运动轨迹的玄武岩火山。大洋中线状排列的火山岛屿或海山，是大洋岩石圈在上地幔中的热点之上运动所形成的轨迹；而扩张脊和大洋盆地等

7、，则是地幔热点之上大陆裂谷—大洋裂谷的发展与演化的结果。（2）热点与地幔柱的分类Wilson（1973）曾将热点分为5类：①位于南大西洋中脊和东太平洋隆起或其附近的热点；②洋中脊其它部位的热点；③与裂谷带有关的年轻热点；④可能固定于海底的年轻热点；⑤已被掩盖的老热点。这5个类型基本概括了产于大陆和大洋两个不同地壳环境中的热点。从起源的角度，Maruyama等（1994）[丸山德茂]和Fukao等（