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文檔簡介
第三講地球動(dòng)力學(xué)假說一、地球收縮與膨脹說二、地球脈動(dòng)說與自轉(zhuǎn)說三、重力分異說與重力作用說四、地幔分異說與對(duì)流說五、熱點(diǎn)地幔柱說六、隕石撞擊說Howdomountains,basins,continentals,andoceansorigin?
地球動(dòng)力學(xué)總體可歸結(jié)為5大系統(tǒng)
重力系統(tǒng)膨脹-收縮與脈動(dòng)系統(tǒng)地幔分異與對(duì)流地球自轉(zhuǎn)星際作用總論地球動(dòng)力學(xué)——研究地球及其組成分運(yùn)動(dòng)、變形動(dòng)力學(xué)過程,探討地球運(yùn)動(dòng)和演化規(guī)律的科學(xué)過去一百年各種學(xué)說不勝枚舉,迄今沒有一種地球動(dòng)力學(xué)模式(型)是完善的地球動(dòng)力學(xué)合理性滿足3個(gè)條件(馬宗晉,2003):1)對(duì)全球構(gòu)造特征及其空間分布、構(gòu)造演化作出解釋;2)動(dòng)力學(xué)因素即有足夠能量,又能解釋地球變形場特征;3)符合物理-化學(xué)原理和地球內(nèi)部物理化學(xué)性質(zhì)趨勢與思路:多種因素、綜合分析、資料和技術(shù)積累一、地球收縮與膨脹說A、收縮說(Contractiontectonics)源于皺縮蘋果與冷卻地球的直觀對(duì)比Becauseofcoolingandcontracting,theearth’scrusthasgraduallybeencompressed,formingmountainrangesfulloffoldedandfaultedstrata,justasskinofdriedapple.一、地球收縮與膨脹說A、收縮說(Contractiontectonics)主要?jiǎng)恿?受康德-拉普拉斯太陽系起源影響:地球早期(熾熱氣體)——從內(nèi)向外逐步冷卻(熔融狀態(tài))——進(jìn)一步冷卻(形成鐵質(zhì)核及硅質(zhì)幔)——幔部冷卻向外凝固、傳導(dǎo)冷卻——上部地殼為保持平衡而褶皺形成山脈由于大陸和大洋收縮量差異,任何造山效應(yīng)都是在大陸大洋交接部位表現(xiàn)最為突出一、地球收縮與膨脹說A、收縮說(Contractiontectonics)JamesDana(1813--1895):大洋是冷卻收縮下沉而成的,在收縮程度不同的塊體的交接部位會(huì)出現(xiàn)裂縫、褶皺隆起和抬升。JohnPratt(1809--1877):解釋重力異常,認(rèn)為山脈是較熱的部分,密度較??;而海盆是較冷的部分,密度較大,由于熱量分布不均勻,致使地球表面不均勻收縮而形成山脈。收縮說存在問題:固定論、認(rèn)為全球應(yīng)力場都相同、無大規(guī)模水平運(yùn)動(dòng)一、地球收縮與膨脹說A、收縮說(Contractiontectonics)JamesDana(1813--1895):大洋是冷卻收縮下沉而成的,在收縮程度不同的塊體的交接部位會(huì)出現(xiàn)裂縫、褶皺隆起和抬升。JohnPratt(1809--1877):解釋重力異常,認(rèn)為山脈是較熱的部分,密度較?。欢E枋禽^冷的部分,密度較大,由于熱量分布不均勻,致使地球表面不均勻收縮而形成山脈。收縮說存在問題:固定論、認(rèn)為全球應(yīng)力場都相同、無大規(guī)模水平運(yùn)動(dòng)一、地球收縮與膨脹說B、膨脹說(Expansiontectonics)基本動(dòng)力因素:
地球不斷在膨脹(F.Bacon,1620提出)基本原理:假定地球由若干圈層組成;頂層——地殼,下部為膨脹層,造山作用發(fā)源于膨脹層,所產(chǎn)生的應(yīng)力使得地殼屈服——解釋?shí)u弧和海溝形成及造山要素之間聯(lián)系Hilgenberg(1933)地球膨脹——硅鋁質(zhì)地殼
拉張破裂——大陸裂解、大洋形成一、地球收縮與膨脹說B、膨脹說(Expansiontectonics)Gilikson(1980)根據(jù)前寒武紀(jì)硅鋁質(zhì)和硅鎂質(zhì)地殼組成與比例,提出自40億年,地球半徑增加40-50%Carey(1976)認(rèn)為大陸漂移、海底擴(kuò)張、裂谷作用歸因于地球膨脹擴(kuò)張,地球膨脹具有非對(duì)稱性,南半球膨脹顯著,陸塊向北運(yùn)動(dòng)一、地球收縮與膨脹說B、膨脹說(Expansiontectonics)地球膨脹的動(dòng)力學(xué)機(jī)制:1)熱效應(yīng):2)氣球內(nèi)部物質(zhì)化學(xué)變化或相變3)萬有引力常數(shù)減小問題:地球膨脹能量——地球內(nèi)部無法滿足
萬有引力系數(shù)減小——獲得的能量也不足膨脹動(dòng)力學(xué)機(jī)制無法解決!——不可能有大的膨脹研究仍在進(jìn)行:Owen(1992)——根據(jù)海洋地球擴(kuò)張和地質(zhì)數(shù)據(jù),提出過去200Ma地球膨脹20%Kremp(1992)——核幔邊界溫度差異(200°C),提出過去200Ma地球?yàn)楝F(xiàn)在的60%二、地球脈動(dòng)說與自轉(zhuǎn)說A、脈動(dòng)說——膨脹和收縮交替出現(xiàn)基于膨脹說和收縮說,提出地球是收縮和膨脹脈動(dòng)式的膨脹期:地殼受到引張——大規(guī)模的隆升和凹陷,裂谷與巖漿噴發(fā)收縮期:地殼受到擠壓——褶皺山系形成、巖漿活動(dòng)特點(diǎn):解釋了地球周期性運(yùn)動(dòng)規(guī)律,將隆升剝蝕、沉降、沉積結(jié)合在一起問題:膨脹收縮的動(dòng)力學(xué)機(jī)制問題無法解決二、地球脈動(dòng)說與自轉(zhuǎn)說A、脈動(dòng)說脈動(dòng)說由W.H.Buchener(1933)提出,一直受到關(guān)注改良KPONOTKH(1989)
提出了一個(gè)將脈動(dòng)說與殼下流、大陸活動(dòng)論結(jié)合起來的地球動(dòng)力學(xué)模式。按此觀點(diǎn),當(dāng)?shù)厍蚴湛s和膨脹交替時(shí),收縮效應(yīng)集中在一些帶上,而膨脹效應(yīng)集中在另一些帶上.問題:膨脹收縮的動(dòng)力學(xué)機(jī)制問題無法解決二、地球脈動(dòng)說與自轉(zhuǎn)說A、自轉(zhuǎn)說巖石圈構(gòu)造變形主要受地球自轉(zhuǎn)慣性能和地球自轉(zhuǎn)速度的變化所控制。地球自轉(zhuǎn)說強(qiáng)調(diào):在地殼不同層——具有不同的運(yùn)動(dòng)方式,存在緯向和經(jīng)向的水平錯(cuò)動(dòng)沿經(jīng)向的水平錯(cuò)動(dòng)——把地殼上層物質(zhì)從高緯度向低緯度推動(dòng)的趨勢;沿緯向的水平運(yùn)動(dòng)——有把大陸向東、西兩方面分裂,使大陸邊緣擠壓成為雄偉的褶皺山嶺的趨勢。造成這些趨勢的原因,是地球自轉(zhuǎn)速度的變化。A、自轉(zhuǎn)說李四光(1973):地球角速度增大引起大規(guī)模的構(gòu)造運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)之后角速度減小。跟不上基底往東加速前進(jìn)的大陸表層部分出現(xiàn)向西錯(cuò)動(dòng)的趨勢。例如南、北美洲就可能是這樣的大陸塊,由基性巖組成的比較堅(jiān)硬的太平洋底可能阻擋了南、北美洲向西運(yùn)動(dòng),以及在這兩個(gè)地向斜中隆起的褶皺山脈很可能就是這種作用形成的。Doglioni(1990):從地球自轉(zhuǎn)的角度對(duì)板塊運(yùn)動(dòng)解釋:
1)巖石圈與下伏地幔(軟流圈)間的差異,可能是板塊運(yùn)動(dòng)變化的原因;2)巖石圈和軟流圈之問存在一滑脫帶,其深度與軟流圈頂部的低速帶一致。3)巖石圈和軟流圈之間去耦作用的差異,可以解釋所觀測到的板塊邊界的變形。4)全球性滑脫面上板塊有不同的運(yùn)動(dòng)速度,才產(chǎn)生了板塊之間的分離和碰撞。裂谷與擠壓帶大致與流線垂直,張扭或壓扭地區(qū)與流線的總走向斜交;新生代裂谷帶的伸長軸和山鏈的縮短軸與全球的流線一致。A、自轉(zhuǎn)說Meyerhoff等(1992)列出了朝東定向的構(gòu)造現(xiàn)象:①火山弧和弧后盆地集中在西太平洋,弧形指向東方;②位于加勒比海的火山弧都有弧后盆地,是另外兩個(gè)凸面朝東的火山?。虎鄞箨憙?nèi)的火山弧沿太平洋東緣分布;④SN向沉積盆地沉積中心向東遷移;⑤
SN向褶皺帶作用時(shí)間向東遷移A、自轉(zhuǎn)說地球自轉(zhuǎn)說局限:地球自轉(zhuǎn)速度變化而引起的構(gòu)造應(yīng)力值為幾個(gè)帕,這樣小的應(yīng)力也許能使一些共軛剪切節(jié)理發(fā)生重新活動(dòng)或者在特定條件下誘發(fā)地震,但不可能引起大規(guī)模固體巖石圈變形(王仁等,1979)。三、重力分異說和重力說A、重力分異說機(jī)制:放射性熱作用,地殼下層物質(zhì)熔化、重力分異,輕的物質(zhì)上升、重的物質(zhì)下沉,形成垂直流,引起地殼的垂直運(yùn)動(dòng)。由于不同深度的溫壓條件不同,分異作用的發(fā)展是多層的:淺層分異作用:較強(qiáng)、較快,導(dǎo)致地槽劇烈運(yùn)動(dòng);深層的分異:較為緩慢,導(dǎo)致地臺(tái)緩慢運(yùn)動(dòng)。淺層分異作用開始早結(jié)束也早,使地槽轉(zhuǎn)化為地臺(tái);深層分異作用繼續(xù)進(jìn)行,使已穩(wěn)定了的淺層局部重新活動(dòng),產(chǎn)生地臺(tái)活化現(xiàn)象。在重力分異過程中,隨著熱能的變化構(gòu)成一個(gè)構(gòu)造旋回。固定論:垂直運(yùn)動(dòng)為主三、重力分異說和重力說A、重力作用說馬杏垣(1987):重力作用導(dǎo)致巖石圈-軟流圈重力失穩(wěn),會(huì)產(chǎn)生勢能驅(qū)動(dòng)全球板塊的水平運(yùn)動(dòng)。特點(diǎn):把地球的垂直運(yùn)動(dòng)與水平運(yùn)動(dòng)聯(lián)系在一起,解釋局部水平位移和構(gòu)造形變問題:1)重力失穩(wěn)難以解釋地表大規(guī)模的水平運(yùn)動(dòng),因?yàn)榈乇淼乃轿灰屏窟h(yuǎn)遠(yuǎn)地大于垂直位移量。2)重力不是構(gòu)造作用的起始原因。重力滑動(dòng)構(gòu)造基本組成:下伏系統(tǒng)(即原地系統(tǒng))、潤滑層、滑面、滑動(dòng)系統(tǒng)、前緣推擠帶。下伏系統(tǒng):主滑動(dòng)面以下的巖系,為重力滑動(dòng)構(gòu)造的基底潤滑層:下伏系統(tǒng)與滑動(dòng)系統(tǒng)之間潤滑作用的軟弱層滑面:滑動(dòng)巖系藉以滑動(dòng)的破裂面或斷層面滑動(dòng)系統(tǒng):滑面之上進(jìn)行滑動(dòng)的巖系前緣推擠帶:滑動(dòng)系統(tǒng)外緣形成的擠壓帶1.滑動(dòng)系統(tǒng)分帶性:后緣拉伸帶:滑動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生并起始運(yùn)移帶,以拉伸為主,形成傾向與滑向一致的正斷層、地塹、地壘。中部滑動(dòng)帶外緣推擠帶:以緊閉倒轉(zhuǎn)至平臥褶皺及疊瓦式逆斷層為特色。重力滑動(dòng)構(gòu)造的構(gòu)造樣式(1)滑褶型是由一系列褶皺組成,但褶皺軸面定向傾向后緣A、向一個(gè)方向倒轉(zhuǎn),根部構(gòu)造簡單,褶皺開闊,發(fā)育正斷層系,前緣褶皺緊閉,發(fā)育逆斷層系。B、根部發(fā)育重褶,中部褶皺較開闊,前緣褶皺緊閉、逆斷層。C、后根部發(fā)育有下滑反褶皺構(gòu)造?;扌腿N構(gòu)造樣式(2)滑片型是由一系列相互疊置的鏟狀、勺狀斷層和疊瓦逆沖斷層及共間所夾斷片構(gòu)造A—斷裂為弧形曲面,互相大體平行或重疊,最高的滑面形成最晚;B—次級(jí)斷裂多呈弧形曲面,與主滑面呈入字型關(guān)系,靠近根帶的次斷裂形成最晚;C—由一系列正斷層組成的旋滑疊片型,新的滑片位于老滑片的前面,位移次序指向前緣;D—新的斷裂切割老的滑片,新的滑片位于老的滑片之上或前面。E—倒序堆積。新新新新新四、地幔分異與對(duì)流說蘭康(1962)提出深地幔對(duì)流說機(jī)制:地幔高溫的熱物質(zhì),由于地幔內(nèi)部存在密度和溫度的差異,導(dǎo)致固態(tài)物質(zhì)也可以發(fā)生流動(dòng)。1931年霍姆斯用來解釋大陸漂移,但未被重視。隨著板塊學(xué)說的誕生,有人對(duì)地球演化期間熱能產(chǎn)生和消耗情況的估算,地幔對(duì)流說為更多人所接受。據(jù)艾里亞馬(Irigama,1977)估計(jì),地球演化期間喪失的能量約2.9×1038爾格,其中地幔對(duì)流喪失能量2.1×1038爾格,占72.4%,熱傳導(dǎo)喪失的占27.5%,其余(0.1%)為火山、熱泉等方式散失兩種模式(1)深地幔對(duì)流模式,60年代,朗科恩提出對(duì)流發(fā)生在整個(gè)地幔。(2)淺地幔對(duì)流模式,60年代末-70年代初提出,對(duì)流僅發(fā)生在軟流圈。四、地幔分異與對(duì)流說Wilson,(1970)、LePichon(1973)把板塊運(yùn)動(dòng)與地幔對(duì)流假說相結(jié)合,提出了板塊構(gòu)造的第一個(gè)動(dòng)力學(xué)機(jī)制——傳送帶模式機(jī)制:巖石圈板塊的運(yùn)動(dòng)取決于深部地幔的對(duì)流環(huán);板塊被冷的、重的、向下運(yùn)動(dòng)的地幔所帶動(dòng)而產(chǎn)生俯沖作用,在熱的、向上運(yùn)動(dòng)的地幔影響下造成洋底板塊擴(kuò)張,上部地幔的水平運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)了板塊的水平運(yùn)移?!鍓K構(gòu)造學(xué)說早期的重要論點(diǎn)。四、地幔分異與對(duì)流說對(duì)流環(huán)無法穿過地幔中許多相變分層,從而提出了巖石圈-軟流圈對(duì)流、分層對(duì)流和熱柱等對(duì)流模式。Wilson(1963)夏威夷群島是洋底火山是熱地幔向上運(yùn)動(dòng)、局部熔融在地表的表現(xiàn)(熱點(diǎn))軟流圈對(duì)流傳送帶模式的弱點(diǎn):地幔熱點(diǎn)基本不動(dòng),巖石圈板塊每年運(yùn)移幾到十幾厘米;運(yùn)動(dòng)速度很小的地幔如何能帶動(dòng)速度較快的板塊移動(dòng)呢?2024/8/1727內(nèi)核的快速轉(zhuǎn)動(dòng)
宋曉東等(Songetal.,1996)根據(jù)近30年來穿越地核的地震波研究,發(fā)現(xiàn)內(nèi)核是不均一的,有很小的系統(tǒng)變化,使內(nèi)核的對(duì)稱軸比地球旋轉(zhuǎn)軸每年向東偏移1.1
,其后蘇維加(Suetal.,1996)認(rèn)為內(nèi)核的對(duì)稱軸比地球旋轉(zhuǎn)軸每年向東偏移2~3
外核旋渦,影響地磁場的形成演化和全地幔對(duì)流五、熱點(diǎn)與地幔柱
(HotSpot
and
MantlePlume)熱點(diǎn)(hotspot)熱點(diǎn):Wilson(1963)研究夏威夷群島提出,是seamountain是熱地幔向上運(yùn)動(dòng)、局部熔融在地表的表現(xiàn)(熱點(diǎn)),火山從熱點(diǎn)處移開并熄滅成為死火山,新的火山又在熱點(diǎn)上方形成,形成了一串年齡定向分布的線狀火山鏈。JohnTuzoWilson(1908-1993)熱點(diǎn)(hotspot)熱點(diǎn)的特征:Wilson(1973)熱點(diǎn)的特征概括為1)上隆,基巖出露于海平面之上;2)上隆處有火山作用,產(chǎn)生堿性玄武巖和流紋巖以及海底拉斑玄武巖,它們有獨(dú)特的同位素比值和地球化學(xué)特征;3)重力高和高熱流熱點(diǎn)形成的火山島鏈它們比周圍洋底高1-2km,形成一條長1000—2000km的異常地形高地。海山鏈中的海山,稱之為洋島,它主要由拉斑玄武巖組成,又稱為洋島玄武巖(OIB)。熱點(diǎn)形成示意圖夏威夷群島火山鏈年齡與運(yùn)動(dòng)方向夏威夷火山鏈的走向記錄了太平洋板塊的運(yùn)動(dòng)方向,即在4000萬年前為NNW向運(yùn)動(dòng),最晚在2600萬年以后轉(zhuǎn)變?yōu)镹WW向運(yùn)動(dòng)。1964:J.TuzoWilson–Asanindependentlineofevidenceforseafloorspreading,consideredHawaiiasahotspot,whosesourceisrelativelyfixed,anddeep,dapperthanthePacificplate,thisleavingatrailoftheHawaii-Emperorseamountchains.Hawaiian-EmperorChain運(yùn)動(dòng)速率全球熱點(diǎn)的分布地幔柱(Mantleplum)1.地幔柱的提出:是摩根(Morgan,1972)為解釋熱點(diǎn)成因而提出的概念,是指地幔深處,甚至核—幔邊界上產(chǎn)生的圓柱狀上升的熱物質(zhì)流,它攜帶地幔物質(zhì)和熱能直至地幔上層,并在巖石圈和軟流圈分界處四散外流,激起軟流圈的水平運(yùn)動(dòng),從而可將地幔柱當(dāng)作板塊運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)制。Core認(rèn)為Wilson(1963)所指的固定熱地幔源區(qū),實(shí)際上是一個(gè)產(chǎn)于地幔底部熱邊界附近的熱幔柱,把熾熱的圓筒狀巖石類物質(zhì)流,稱之為地幔柱(MantlePlume,或譯地柱、地幔羽、熱柱、熱幔柱、幔羽、幔柱、地幔熱柱、地幔熱流柱構(gòu)造等)。Morgan(1972)指出:熱點(diǎn)是地幔隆升和地幔柱上升的地點(diǎn)。地幔柱思想的產(chǎn)生,最初起源于熱點(diǎn)假說。地幔柱(Mantleplum)上升的熾熱地幔柱可把上覆巖石圈抬升,使地殼呈現(xiàn)巨大穹隆構(gòu)造,當(dāng)?shù)蒯V鶝_破巖石圈則形成熱點(diǎn)。因此,熱點(diǎn)是地幔熱柱在地表的反映,以火山作用、高熱流和隆起為標(biāo)志(Wilson,1973)。JasonMorgan‘s1971PlumeModelMorgan認(rèn)為地幔柱源于接近地核的地幔深處,由于熱不穩(wěn)定而上升,直徑約150km,移動(dòng)速度相對(duì)較小,為火山作用提供熱和火山物質(zhì),是板塊移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力。地幔柱(Mantleplum)2地幔柱形態(tài)特征(White
etal.1989):①熱點(diǎn)底下有一個(gè)狹窄(150~200km寬)的中心熱柱,它由溫度異常高的上地幔物質(zhì)組成②上涌地幔流在板塊下散開,形成一蘑菇狀頭部,其溫度比正常溫度高100~200℃;③蘑菇狀柱頭的直徑為1000~2000km;④地幔柱引起的巖石圈上隆幅度可達(dá)1~2km。3地幔柱的結(jié)構(gòu)特征—巨大的球狀頂冠+狹窄的尾部結(jié)構(gòu)
在狹窄的通道中流體快速上升巨大的冠形柱頭:深部的熱浮物質(zhì)難以快速上升、大規(guī)模運(yùn)移,而大量堆積狹長的尾柱:高溫、低粘度地幔物質(zhì)沿已有通道可以快速上升。地幔柱頂冠大小與尾柱直徑粗細(xì)取決于熱柱與周圍物質(zhì)的粘性差,粘性差越大尾柱越細(xì)4地幔柱化學(xué)成分特征洋島玄武巖(OIB)的化學(xué)成分可較好反映地幔柱化成成分。洋島玄武巖富含大離子不相容元素,具有較高的87Sr/86Sr和143Nd/144Nd,反映地幔柱來源于富集地幔(下地幔)頭部化學(xué)成分隨捕獲成分不斷變化尾部成分基本近于源區(qū)成分5地幔柱的產(chǎn)生和運(yùn)動(dòng)1)地幔柱的起源位置熱地幔柱的產(chǎn)生需要一個(gè)熱的邊界層,這樣的邊界層可能發(fā)生在2種(A、B)不同的認(rèn)識(shí):A—上、下地幔之間的熱邊界(670km)A:為分層對(duì)流,下地幔(D’’層)產(chǎn)生的地幔柱無法穿越B—核幔邊界的D’’層富集型地幔、可以提供足夠熱源、能滿足地幔柱頭巨大規(guī)模(1000-2000km)上升:一個(gè)典型地幔柱從核幔邊界到達(dá)地表需要100Ma,其相對(duì)運(yùn)動(dòng)速率為1mm/a地幔柱的形成6地幔柱與巖漿作用Griffiths(1990)實(shí)驗(yàn)表明,熱物質(zhì)呈球狀上升,并以下部圓冠形尾柱與熱物質(zhì)源區(qū)相通。在巖石圈底部,地幔熱柱頂冠可能形成約30—60km厚的部分熔融層,引發(fā)強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)。巖漿熱又使硅鋁殼發(fā)生局部熔融,引發(fā)中酸性巖漿活動(dòng),形成構(gòu)造—巖漿活動(dòng)帶。/wp-content/uploads/2012/07/Mantle_Plume_Model.jpeg地幔柱:較好的解釋了熱點(diǎn)、大陸裂谷與大陸巖石圈裂解、洋底高原6.地幔柱結(jié)構(gòu)與巖漿活動(dòng)地幔柱與大火成巖?。↙argeIgneousProvinces,LIPs)大火成巖省:規(guī)模巨大的鎂鐵質(zhì)噴出巖和侵入巖(CFB),包括大陸溢流玄武巖與侵入巖,如德干高原、西伯利亞溢流玄武巖6.地幔柱結(jié)構(gòu)與巖漿活動(dòng)地幔柱與大火成巖省(LIP)板塊構(gòu)造無法解釋大陸溢流玄武巖成因Morgen(1971,1972)一開始就認(rèn)識(shí)到全球范圍內(nèi)大陸溢流玄武巖與熱點(diǎn)的對(duì)應(yīng)性大火成巖省——是地幔柱巨大球狀冠頂上升地表發(fā)生減壓熔融的產(chǎn)物。大火成巖省與熱點(diǎn)的對(duì)應(yīng)性GlobaldistributionofLIPs地幔柱、熱點(diǎn)與地表構(gòu)造對(duì)大陸裂谷和火山巖的解釋:裂谷發(fā)育于熱點(diǎn)之上的熱穹隆上,地幔柱中巖漿可以穿透陸殼,形成包括玄武巖、過堿性鎂鐵質(zhì)巖和碳酸巖、過堿過鋁性的長英質(zhì)巖石等各種火成巖。對(duì)克拉通之上穹窿與構(gòu)造盆地解釋:當(dāng)?shù)蒯V蠟榉€(wěn)定的克拉通時(shí),產(chǎn)生穹隆,形成高點(diǎn);而在熱點(diǎn)或高點(diǎn)之間,一般是較大的盆地,對(duì)應(yīng)著深部的地幔下沉帶。對(duì)海山、洋脊、大洋盆地的解釋:大洋中線狀火山島嶼或海山——大洋巖石圈在熱點(diǎn)之上運(yùn)動(dòng)所形成的軌跡;而擴(kuò)張脊和大洋盆地等,則是地幔熱點(diǎn)之上大陸裂谷—大洋裂谷的發(fā)展與演化的結(jié)果。熱點(diǎn)與地幔柱的分類——構(gòu)造位置Wilson(1973)曾將熱點(diǎn)分為:①南大西洋和東太平洋中脊其附近;②裂谷帶有關(guān)的年輕熱點(diǎn);③海底的年輕熱點(diǎn);④已被掩蓋的老熱點(diǎn)。熱點(diǎn)與地幔柱的分類——起源與演化Maruyama(1994)和Fukao等(1994)按起源深度分3類:以核-幔界面(2900km)上地幔底界(670km)巖石圈底界(100km)將地幔熱柱劃分為一、二、三級(jí)。從演化的角度,地幔柱又可分為4類:①初始階段的地幔柱;②上升階段的地幔柱;③作用于地殼的地幔柱;④衰退階段的地幔柱。HawaiianIslandsHawaii=theclassicmantleplumethefoundationofmantleplumehypothesisButwhereisthemantleplumehead?TongaKamchatka?LouisvilleSMCHawaii-EmperorSMCAfterNOAAGeophysicalDataCenter堪察加島弧和鄂霍次克海基底是夏威夷地幔柱頭的產(chǎn)物.北斐濟(jì)海臺(tái)-湯加島弧基底是Louisville地幔柱頭的產(chǎn)物.Drilling,drilling!atidealsitesJOIDESResolution2024/8/1756~200Ma三疊紀(jì)
南、北美、非洲之間的地幔羽,
岡瓦納的裂解?2024/8/1757白堊紀(jì)地幔柱和熱點(diǎn)遷移峨眉山玄武巖大火山巖?。≒2)
(LIP,largeigneousprovince)面積2.5·105km2,巖系厚度為2000~250m,附近上千千米范圍內(nèi)發(fā)生張裂,大范圍異常地溫梯度:金沙江37°C/km;瀾滄江群44°C/km;墨江36~38.5°C/km;廣西大容山52.6°C/km;十萬大山49°C/km可能存在峨眉山地幔底辟(是目前中國大陸唯一被多數(shù)學(xué)者所公認(rèn)的),至今無地幔羽的證據(jù)????峨眉山大火成巖省地慢柱作用的中心在云南大理至四川米易一帶。茅口灰?guī)r存在差異剝蝕:自西到東自南到北可分為:深度剝蝕帶(內(nèi)帶)部分剝蝕帶(中帶)古風(fēng)化殼或短暫沉積間斷帶(外帶)連續(xù)沉積帶地表最大抬升為一正態(tài)分布的曲線,抬升幅度自地慢柱中心向外圍逐漸減小,且在地慢柱直徑范圍附近地表抬升曲線有一個(gè)梯度變化帶。峨眉山玄武巖的下伏巖石為中二疊統(tǒng)茅口灰?guī)r,上為上二疊統(tǒng)到上三疊統(tǒng)、侏羅系所覆蓋ELIP年齡范圍很寬:251~263Ma。范蔚茗等大規(guī)??焖賴姲l(fā)發(fā)生在253~256Ma
峨眉山玄武巖根部非地幔羽金沙江碰撞帶紹興-十萬大山碰撞帶峨眉山地幔底辟峨眉山大火山巖省噴出相(左)與侵入相(右)與礦床分布六、隕石撞擊說隕石撞擊假說(33±3)Ma的周期(Rampino,1984、1988)、規(guī)模巨大的隕擊作用,造成隕擊坑。巨大隕擊坑——地表巖石發(fā)生破裂——質(zhì)量虧損誘發(fā)深部地幔物質(zhì)的上涌——形成淺源的地幔柱——大規(guī)模的巖漿活動(dòng)(溢流玄武巖),從而派生出放射狀和環(huán)狀的張性斷裂——形成巖石圈板塊裂開的三聯(lián)點(diǎn),推動(dòng)板塊向四周的水平運(yùn)動(dòng)(萬天豐,1996;Wan,1997)。2024/8/1765巨大隕擊誘發(fā)板塊運(yùn)動(dòng)工作假說
(萬天豐,2014)隕擊事件的過程:太陽系穿越銀道面,引力場突變,易發(fā)生隕擊大洋中的隕擊坑(直徑-數(shù)百km,深度幾十km)粉塵升空,氣候異常(先局部熱,后全球冷)磁極突然翻轉(zhuǎn)海平面變化,地理環(huán)境巨變生物大量滅絕質(zhì)量虧
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