地幔柱构造学说(精选)

大地构造学若干常见术语简释(2)

大地构造学若干常见术语简释（2）胡经国12、蛇绿岩套蛇绿岩套（O phiolite Suit），简称蛇绿岩（O phiolite），是指一套由蛇纹石化超镁铁岩、基性侵入杂岩和基性熔岩以及海相沉积物构成的岩石组合。

在地学中这个就是有名的Steinmann“三位一体”概念，在世界范围内产生了深远的影响。

蛇绿岩套的代表层序自下而上为：橄榄岩、辉长岩、席状基性岩墙和基性熔岩以及海相沉积物；其中橄榄岩和辉长岩在层序上可以重复多次。

蛇绿岩一般呈灰绿色，其中普遍伴生有蛇纹石。

一个发育完善的蛇绿岩套从底部到顶部的岩石组合顺序是：变质橄榄岩→堆积杂岩→岩墙杂岩→枕状熔岩。

这种层序性是蛇绿岩套的基本特征。

蛇绿岩与大洋岩石圈的演化有密切的关系，而且二者在岩石类型和岩石序列上有很大的相似性。

因此，研究蛇绿岩的组成、成分及成因是了解大洋岩石圈结构、演化及动力学机制的主要途径。

简单地说，蛇绿岩是由于两个板块碰撞时，因温度很高而导致碰撞接触带的洋壳物质发生变质而形成的。

蛇绿岩代表在地史时期对应地区存在一个广阔的大洋。

13、地幔柱构造说地幔柱构造说，是一种关于地球内部物质运动方式和全球动力学的假说，是以支配地幔大部分的地慢柱垂直流作为主要流动形式的大地构造学说。

地幔柱（M antle Plume），是指地球深部地幔热对流运动中的一股上升的圆柱状固态物质的热塑性流，即从软流圈或下地幔涌起并穿透岩石圈而形成的热地幔物质柱状体。

它在地表或洋底出露时就表现为热点。

热点上的地热流值大大高于周围广大地区，甚至会形成孤立的火山。

14、构造要素构造要素、构造地块和构造体系，合称为地质构造三重基本概念，是李四光先生创立的地质力学中的构造地质术语。

构造要素（Structural Elements）又称结构要素，是地质构造的基本单元，也是构造体系的基本成分。

按成因，构造要素分为原生结构要素和次生结构要素。

按几何形状，构造要素分为面状结构要素（结构面或面理）和线状结构要素（线条或线理）。

地幔柱研究及进展

Olson等（1988）用计算机进行二维对流模拟实验也产生了类似形态。
Campbell和Griffiths（1990）建立了地幔热柱动力模型，岩浆熔体形成于地幔热柱的高温轴部的尾柱区，其压力条件比冠状柱头稍高。地幔热柱尾柱高温物质部分熔融，可形成不受地幔影响的苦橄质岩浆或苦橄玄岩浆或科马提岩。冠状柱头物质上涌释压减薄或下部尾柱岩浆的加热，发生熔融产生岩浆。由于冠状柱头具有化学分带和物质混合特征，产生的岩浆也表现出两源混合地球化学特征。尾柱的大量熔融和熔浆的凝聚上升，为地幔热柱的头部区提供地幔岩熔融所需要热源和降低岩浆熔融温度的挥发组分。因此，尾柱的熔融使冠状柱头具备形成熔浆的热异常和含水条件。日本学者丸山茂德等（1991）通过地震层析成像技术推测地幔柱的形态。
地幔柱基本特征的研究与发展
1，形态特征
Whitehead -Luther（1975）用染色水从高粘度和高密度的葡萄糖浆底部注入。结果产生大头细尾形态。他们认为从地球深部高温低粘度 D”层产生的热幔柱的形态应与此相似。他们实验还证明，热幔柱顶冠大小与尾柱直径粗细的比例关系主要取决于热幔柱和周围物质的粘度差，粘度差愈大，尾柱愈细。
地幔动力学模式 Mantle dynamics
2．地幔柱的化学成分特征构成热点的大洋岛玄武岩的化学成分能较好地反映地幔柱的化学成分特征（地幔探针）与大洋中脊玄武岩相比，大洋岛玄武岩富含大离子不相容元素，并且有较高的 8 7 Sr/ 8 6 Sr 和较高 1 4 3 Nd/ 1 4 4 Nd 。据此 Compbell —Griffths（1992）认为热幔柱的化学成分特征反映元素源于富集型地幔（相当于下地幔）。
Yuen和Schubert（1976）建立了可变粘度流体二维地幔柱的理想化模式。 Li和Guan（1983）对恒定粘度的流体进行了轴对称热地幔柱研究，建立了可变粘度流体的二维地幔柱。 Loper和Stacey（1983）提出了可变粘度流体中一个稳态轴对称地幔柱的热结构和动力学结构，强调地幔热柱热流仅具有从地核向地表输送热量的作用。

地幔柱名词解释

地幔柱名词解释
地幔柱（Mantle plume）是一个地质学术语，指的是地球内部热量上升并形成的热柱状物质运动。

这种物质运动的来源是地幔深处的热量，其中包含了较高温度和较低密度的物质。

地幔柱的形成是由于地幔上升的热量和物质集中在一个热点上，并向地球表面传播。

地幔柱已经被认为是一种造山作用的主要机制之一。

当地幔柱穿过地球的岩石地壳时，它们会通过热量传递和物质运动形成火山和岩浆洪流。

这些火山和岩浆洪流可以形成山脉和岛屿。

地幔柱也是地球上现存火山喷发和地震的原因之一。

地幔柱的研究对于理解地球内部的物质运动和地球演化历程非常重要。

科学家们使用多种技术手段来探测地幔柱，例如地震波传播速度的测量和地球磁场的变化等。

近年来，随着科技的不断发展，人们对地幔柱的认识不断深入，这有助于我们了解地球内部结构和地球演化历程的全貌。

地幔柱构造.ppt

地幔柱作用于活动板块留下热点轨迹示意图
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（Mantle Plume，或译为地柱、热点、地幔羽、热缕、热柱、热幔柱、幔羽、幔柱、地幔热柱、地幔热流柱、地幔柱构造等）。
（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（ 1994 ）以核 - 幔界面（2900km）、上地幔底界（ 670km ）、岩石圈底界（ 100km ）深度为界，将地幔热柱划分为一、二、三次柱，这种分类体现了地幔柱的多级演化特征。
地幔柱构造
Mantle Plume Tectonics
地幔柱构造
Mantle Plume Tectonics
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

地幔柱3

Hill（1992）将地幔柱之上的热作用和构造再造的全过程称之为地幔柱构造作用。 White 和 McKenzie （ 1989 ）认为几乎所有的大陆拉张、打开事件都与地幔柱有关， Campbell 等（ 1989 ）提出太古代绿岩带及科马提岩的成因可以从地幔柱构造中得到新的解释，Schilling（1973）认为地球上的许多地球化学“异常”区与地幔柱有着密切的联系， Wilson （ 1973 ）指出热点以火山作用、隆起和高热流为标志。因此，本章重点分析地幔柱构造在岩石圈浅部地质作用的重要地质、地球化学、地球物理、遥感、地热等标志和特征，特别是组合标志与特征。此外，地幔热柱活动对大气圈、水圈、生物圈都有重要影响，也可以造成大规模生物绝灭。
3、裂谷和裂谷式断陷盆地标志与特征
裂谷、裂谷式断陷盆地和地堑，也是热穹隆构造的进一步发展与演化，属于地幔柱构造体系中地幔热柱-大陆裂谷构造系统的浅部地壳标志与特征。一般来说，“威尔逊旋回”在一个大陆内部开始，相对固定的地幔热柱使上覆岩石圈温度升高，形成“热点”，产生地壳穹隆。当地壳在热点之上进一步呈穹隆状上升，发育放射状的三条或多条裂谷所组成的“三叉”裂谷系统。理论上的“三叉”裂谷，三支裂谷形成互成120°对称排列。裂谷支与相邻的裂谷最终连接起来，形成一个连续的裂谷系统（图2-2、2-3）。 Burke和Dewey（1973）系统研究了地幔热柱与裂谷的成因联系，认为地幔热柱成因的“三叉”裂谷系统是在洋底扩张的初期形成的。
Morgan（ 1972 ）认为热点是地幔表面隆升在地壳中的一种表现。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Whiteman（1973）提出广泛的穹状上隆是与地幔热柱活动有关的裂谷作用的先兆。Burke和Dewey（1973）认为裂谷发育在位于热点之上的热穹隆上。 Thiessen （ 1979 ）提出非洲大陆上盆地和隆起是地幔物质上下对流造成的，地幔物质向上移动，常以地表火成活动为标志。Kazmin（1980）指出东非穹隆的发展与板块运动稳定时期地幔柱的活动有关。

5.幔柱构造成矿理论

一、幔柱构造理论
第五章幔柱构造成矿理论
• Deffeye（1972）认为热幔柱是下地幔上涌形成的。 Anderson（1975）认为地幔柱是一种化学柱，其化学成分与周围地幔物质有明显的差别，他来源于地幔底部的D” 层；D”层从外地核那里聚集了大量的放射性元素。放射热导致D”层具有高温低粘度特征，曾而形成地幔热柱。而 Olsen和Yuen（1982）则认为地幔柱，既是“热”柱，又是化学柱。 • 在20世纪70年代初期，Wilson（1973）将热点大致分为5类：①位于南大西洋中级和东太平洋隆起或其附近的热点；②洋中脊其他部位的热点；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已经掩盖的老热点，这5个类型概括了产于大陆和大洋两个不同地壳环境中的热点。
二、幔柱构造
第五章幔柱构造成矿理论
二、幔柱构造
图5-3 地幔热柱构造体系示意图
第五章幔柱构造成矿理论
分别起源于和返回地球深部的多级次的热幔柱与冷幔柱，直接制约和决定了地球演化各阶段引张和挤压两大构造动力体制，从而制约和影响着地球浅部各个圈层至近地表各部位。不同级别与序次的热幔柱与冷幔柱之间的相互制约与转化，又决定了引张、挤压两大构造体制的相互制约与转化，呈现出热点、大陆裂谷、大洋扩张等引张构造与俯冲、碰撞、造山带等挤压构造的演化和复合叠加。地幔柱，又有一次柱、二次柱、三次柱之分，包括超级地幔柱、地幔热柱、地幔亚热柱及地幔幔枝几个不同级次。它们主要反映地幔热柱的多级演化特点，不包括冷幔柱的级次，暂时不作为整个幔柱构造体系分类依据进行体系划分。
第五章幔柱构造成矿理论
二、幔柱构造 Maruyama (1994)将在地幔中受一些大的垂直的地幔柱流控制的动力学区域，称之为地幔柱构造，提出了包括作为地幔柱构造一部分的板块构造的地幔柱构造学初步概念。幔柱构造和作为显生宙幔柱构造一部分的浅部岩石圈板块构造，为地幔对流的两个极端类型。幔柱构造中并存的热幔柱与冷幔柱的运动，为地球演化各阶段地幔物质的主要运动形式，导致前寒武纪超大陆解体-聚合旋回，驱动显生宙板块运动，导致地球各圈层相互作用，特别是壳-幔相互作用。热幔柱发育，导致岩石圈减薄和超大陆解体，以及大陆岩石圈构造体制向大洋岩石圈构造体制转化，对应着热点、裂解的超大陆、大陆裂谷、大洋扩张、伸展盆地、变质核杂岩、剥离断层等各种张性引张-伸展-离散环境。冷幔柱回流，引起超大陆聚合、大陆裂谷天折造山和洋壳俯冲消减碰撞造山，以及大洋岩石圈向大陆岩石圈构造体制转变，对应着大陆聚合、俯冲、逆冲推覆、碰撞造山等各种汇聚-碰撞-挤压环境。

地幔柱学说的发展

【要】摘随着板块构造的发展和成熟，人们对地球表层的认识已经逐渐清晰起来，深层的动力机制还在进一步的认识中，地球地幔柱是个
很值得研究的理论，从热点学说到地幔柱再到超级地幔柱和地幔柱构造．尽管地幔柱在解释地球现象的时候还有很多不尽人意的地方．需要更我们积极的去怀疑或者证实。峨眉山玄武岩被认为是地幔柱头的结果，它的喷发持续时间，物质来源，和古地磁的关系，和生物灭绝的关系以及潘基亚大陆的演化还在进一步的研究中【关键词】板块构造；地幔柱；峨眉山玄武岩
【ｂｔｃ］ｃｎｓａｅｅｎｔｐｏｔａｅｅｔｗｔｔｅｅｅｐｅｔｎａｒｙｆｈｌｅｔｔｉ．ｅｅｒｎｔｙａｉＡｓａｔＳｉｔｔｈｖｅｅｍｓｐｒｏｔａｈｉｖｌｍｎａｄｍｔｔｏｔｐｔｅｏｃＲｓｃｏｅｄｎｍｃｒｅｉｓｓｈｕｔｆｈｒｈｈｄｏｕｅａｃｎｓｉａｈｈ
ｔｅｅｉｏｉｓｔｆｃｏｅａｌｉｈｈｏ．ＥｍｅｓａｏｄｂｓｌｉｈｕｈｏｂｈｅｕｔｏｈｒｓｓｍｅｄｓａｉａｔｒｄｔｉｎｔｅｔｅｒｓｙｙｉｈｎｆｏａａｔｓｔｏｇｔｔｅｔｅｒｓｌｆＥｍｅｓａｌｍｅｗｈｃｘｓ６Ｍａａｏｈｌｉｈｎｐｕｉｈｅｉｔ２０ｇ．Ｔｅｅｕｔｎｉ，ｗｈｒｈａａｃｍｅａｄｔｅｒｌｔｏｓｉｔｈａｅｍａｎｅｉｍｎｐｃｅｘｉｃｉｎａｅｕｄｒｒｓａｃｒｐｉｇｔｍｅｅｅｔｅｌｖａ，ｎｈｅａｉｎｈｐｗｉｔｅｐｌｏｇｔｈｓａｄｓｅｉｓｅｔｔｌｎｅｅｅｒｈ．ｎｏ

第四章地幔柱构造

一、地幔柱概念的由来
全球板块构造理论的创始人之一 Morgan （证明地球表面存在绕极旋转运动）于1971年首次提出热幔柱的概念。他认为Wilson所指的固定热地幔区实际上是一个产生于地幔底部附近的热幔柱，热点火山链则是长期活动的热幔柱熔融物质在上覆运动板块上留下的轨迹。他根据全球热点分布数量推测地幔中大约存在20多个热幔柱，现在一般认为（王登红，1998）全球共有至少45个热点，其中大陆14个，大洋中30多个（51个？）。
（1）地幔柱的启动和上升（2）地幔柱的脉冲运动特征（3）地幔对流对地幔柱运动的影响
1. 形态特征
目前有关地幔基本特征的认识主要来源于对地幔柱作用产物—热点火山链和大陆溢流玄武岩的直接观察和对地幔柱所进行的各种模拟实验研究。
Whitehead -Luther（1975）用染色水从高粘度和高密度的葡萄糖浆底部注入。结果产生大头细尾形态。他们认为从地球深部高温低粘度D”层产生的热幔柱的形态应与此相似。他们实验还证明，热幔柱顶冠大小与尾柱直径粗细的比例关系主要取决于热幔柱和周围物质的粘度差，粘度差愈大，尾柱愈细。Olson等（1988）用计算机进行二维对流模拟实验也产生了类似形态。日本学者丸山茂德等（1991）通过地震层析成像技术推测地幔柱的形态。
②热幔柱的化学成分特征表明它主要来源于富集型地幔（即下地幔）；
研究表明，如果D”层受到某种热扰动，其物质的粘度会降低，流动性增强，在热梯度的驱动下，所有受扰动作用的高温低粘度物质会向热边界层最低处汇聚，并在那里形成地幔柱。
近年来研究结果表明，热幔柱上升速率是非常慢的，认为一个典型的热幔柱从D”层到达地表（或近地表）大约需要100Ma，其相对移动速度一般低于1cm/a，大规模的溢流玄武岩是热幔柱经过长期积累和捕虏周围地幔所形成的巨大球状顶冠减压熔融喷发产物，在通道打通之前，热幔柱不可能快速上升，因为上升过程和喷发过程都会导致热量的大量散失，从而减少地幔柱的活动能力。