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20世纪90年代以来，人们正在探索建立一个统一的全球动力学体系及各圈层相互作用的热、物质运动机制。通过对地核、核幔边界、过渡带、岩石圈—软流圈地幔、地幔柱理论、壳幔边界和地壳内热、物质的交换和圈层流变运动方式等进行分析，讨论了地球各圈层之间存在的热与物质的交换机制以及底侵作用、拆沉作用和岩浆部分熔融作用等壳幔相互作用过程。认为壳幔作用过程表现为一种阶段式、递进式动力学和物理化学演化过程。壳幔相互作用不仅是大陆动力学演化的主要机制，而且与深部地幔的交代及上地壳变形、造山带、盆地形成和演化之间存在耦合过程。基于壳幔热和物质相互作用的研究可以对上地幔及更深层次的地质作用过程进行限定。 相似文献
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文章介绍了地幔柱理论研究的一系列进展，诸如地幔柱特征、动力学模式及其地质意义。在重力分异过程中，随着地球质量不断向地心集中，地球自转动能也不断向地核集中，从而产生圈层分化和差异旋转。地核相对地壳、地幔高速旋转，具有巨大动能，旋转阻力不断将其转化为热能，在核幔边界聚积起来，为液核对流和热幔柱提供足够的能量。核幔边界是产生热幔柱的位置。阐明了地幔柱构造与板块构造的关系。地幔柱理论涉及地幔深部物质垂直运动的机制，对了解地球深部动力学机制有重大意义。 相似文献
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文章介绍了地幔柱理论研究的一系列进展,诸如地幔柱特征、动力学模式及其地质意义.在重力分异过程中,随着地球质量不断向地心集中,地球自转动能也不断向地核集中,从而产生圈层分化和差异旋转.地核相对地壳、地幔高速旋转,具有巨大动能,旋转阻力不断将其转化为热能,在核幔边界聚积起来,为液核对流和热幔柱提供足够的能量.核幔边界是产生热幔柱的位置.阐明了地幔柱构造与板块构造的关系.地幔柱理论涉及地幔深部物质垂直运动的机制,对了解地球深部动力学机制有重大意义. 相似文献
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揭示洋中脊与地幔柱(脊- 柱)之间的可能联系为认识地球深部物质组成与深部地幔动力学过程提供了重要窗口，也是过去40多年以来固体地球科学研究领域的前沿与热点。在绵延八万多千米的全球洋中脊系统中，部分洋脊片段会受到地幔柱作用不同程度的影响。研究显示，大西洋的形成演化与地幔柱作用之间具有密切联系，尤其在南大西洋的裂解、打开演化过程中，南大西洋中脊系统始终与其周围地幔柱（如圣赫勒拿、阿森松、特里斯坦、高夫、发现等地幔柱）之间具有不同程度的相互作用关系，导致沿脊出露玄武岩在地球化学组成上呈现出明显的不均一性特征。本文在系统性总结脊- 柱相互作用研究现状与南大西洋地区地质构造演化特征的基础上，详细阐述了南大西洋中脊13. 2°S~24. 2°S地区玄武岩的岩石地球化学特征；揭示了南大西洋中脊研究区的岩浆演化、地幔源区性质；指示出圣赫勒拿地幔柱物质向南大西洋中脊系统传播的主要方向；圈定了圣赫勒拿地幔柱对南大西洋中脊系统地幔源区性质在沿脊方向的影响范围（14. 2°S~20. 4°S）；同时推测了南大西洋中脊系统与圣赫勒拿地幔柱之间受地幔柱影响的软流圈地幔物质在大洋岩石圈底部的空间展布。最后本文提出了关于南大西洋地区脊- 柱相互作用领域现存的科学问题与未来的研究方向。 相似文献
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地球是重力分异和热力对流的对立统一体。重力分异使地内重物质下沉、轻物质上浮，并分划成壳－幔－核结构圈层。核幔间巨大的温度差、压力差、粘度差和速度差的存在，导致源于“超临界层”的热物质流呈柱状上涌形成地幔热柱及其多级演化。由于地球圈层结构及其间的差异，分别在670km、100km深处，即核－幔界面上和岩石圈底部形成地幔亚热柱和幔枝构造。地幔热柱、地幔冷柱共同驱动幔壳运动，并控制着板块运动，形成复杂的大陆（大洋）动力学系统。这种动力学模式越来越得到地球物理学的证实。 相似文献
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化学地球动力学研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
化学地球动力学是地球化学与地球动力学之间的交叉学科,是20世纪末期地幔地球化学研究的热点和前沿。随着人们对板片-地幔相互作用机制及其地球化学效应的认识,化学地球动力学研究已经从地幔不均一性本身拓展到具体俯冲板片对地幔成分的影响。这个拓展为我们认识地球内部的运作机制、俯冲带壳幔相互作用和地幔不均一性的尺度等重要科学问题做出了重大贡献。本文系统回顾了大洋玄武岩成因与地壳物质再循环、大洋玄武岩源区的岩石学性质、板块俯冲与大洋玄武岩成因、大陆镁铁质超镁铁质岩成因和板片-地幔相互作用以及花岗岩成因与大陆动力学等方面的突出进展,对化学地球动力学领域存在的重要科学问题和今后的研究方向也提出了建议。 相似文献
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陈强安 《前寒武纪研究进展》1997,20(3):40-49
本文主要介绍了太古宙克拉通岩石圈地幔的一些基本特征，国内外有关早期地幔研究的最新进展和发展趋势，主要包括以下几方面：１．太古宙岩石圈地幔的岩石组成和化学组成；２．太古宙地幔同位素体系；３．太古宙地幔热状态和结构特征；４．幔内地质事件。通过研究主要获得以下认识：１．早太古代岩石圈演化以壳－幔分异作用为主，晚太古代以壳内分异作用为主；２．太古宙存在一个又厚又冷（２００ｋｍ）的岩石圈；３．幔内地质作用与 相似文献
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实验模拟自然地幔是层圈状的。地幔在地球演化中起着关键作用。地球地壳是地幔超镁铁质和镁铁质岩浆固化形成的。安山质大陆地壳是由于地幔派生岩浆供热使镁铁质地壳增生，后期再造形成的．在幔一核边界由地幔熔体派生的喷流柱是从较深地倒传导热的主要媒介，地幔喷流柱在大陆和大洋都可以发生。“幔柱构造”认为一直俯冲到核慢界面的冷板片所构成的巨岩块是形成地幔对流的控制因素。关键词：地幔地幔喷流柱幔柱构造了解地慢成分和地慢对流之间的关系，了解大陆及海洋地壳相互作用，是现代岩石学和地球化学的主要任务之一。现在人们所认识的… 相似文献
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科学地按不同类型考察地幔岩的稀土元素丰度是深部地球化学领域重要的基础研究。由于稀土元素作为微量示踪元素包含着夭体演化和地球演化的大量信息,所以地幔岩稀土地球化学在揭示核-幔分离和壳-幔分异规律方面具有重要的意义。普遍估计,原始地幔的稀土元素丰度应是普通球粒陨石简单的倍数关系。因此,实际考察各种类型地幔岩的稀土元素含量和相对丰度,可能加深我们对不同构造区域地幔地球化学特征及其演化的认识。例如地幔微 相似文献
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地幔柱的概念、分类、演化与大规模成矿——对中国西南部的探讨 总被引：33，自引：2，他引：33
自核幔边界上升的物质 ,当其汇聚成圆柱状的结合体 ,并因其相对于周围地幔环境来说具有温度更高、活动性更强、粘度更低等特点而能够上升到壳幔边界时 ,一般可以演化成为具有宽厚的冠状构造和细长的尾部构造的地幔柱。地幔柱进一步与地壳发生作用 ,可以在地表记录下一系列的热点或形成巨大的火成岩省。根据地幔柱最后出露的位置 ,可以将其分为洋壳和陆壳环境下产出的两种基本类型 ,也可以根据其演化历史分出不同的阶段 ,如初始阶段、上升阶段、成熟阶段和衰退阶段。中国西南部地区可能经历了两次以上的地幔柱冲击 ,二叠纪的峨眉山玄武岩是一个古生代晚期演化比较彻底的地幔柱留下的记录 ,而新生代以来的地幔柱活动可能正在发育 ,深部物质的大规模上隆可能是青藏高原隆升的一个原因 ,大量的散布的幔源岩浆活动和流体作用可能是中国西南部大规模成矿作用的重要原因。 相似文献
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中国东部深部构造特征及其与矿集区关系 总被引：12，自引：3，他引：9
文中以地震层析原始数据为基础,结合大地电磁测深和热流值数据,对老资料重新开发,编制了中国东部岩石圈厚度图、大地热流值图、岩石圈构造与矿集区关系图等,在此基础上对中国东部上地幔岩石圈-软流圈构造及其变异进行了初步研究,认为:(1)中生代燕山期较大型深部构造(如软流圈上涌体)的地震层析影象可存留至今,运用大地热流值及其相应浅表岩浆岩、矿集区等特征差异可以将中、新生代深部构造加以区分;(2)中国东部深部构造总特征:上地幔岩石圈-软流圈构造起伏变化,岩石圈西厚东薄,软流圈上涌发育且形式各异。大体可分为华南(构造线呈NWW)、华北(构造线近SN)、东北(构造线呈NNE)三大块,其基本特征各异。整个中国东部深部构造中,软流圈上涌起主导作用;(3)中生代软流圈上涌是相应浅表燕山期花岗质岩形成的根源,并与金属矿集区密切相关,新生代软流圈上涌则是大陆裂谷、玄武岩喷发及大型油气田形成的基础;(4)岩石圈减薄的主因是软流圈上涌,中生代燕山期主要减薄于中国东部大陆内部,新生代主要减薄于偏东部沿海区域。 相似文献
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碳酸岩的地质地球化学特征及其大地构造意义 总被引：20，自引：0，他引：20
从已知碳酸岩的地质产状、岩石学特征、Nd-Sr-Pb-O-C同位素及痕量元素地球化学特征数据,结合高温高压实验岩石学资料,论述了其地幔源区的物质成分、交代过程软流圈地幔部分熔融机制和碳酸岩岩浆的演化模型。碳酸岩既可以产生于拉张岩石圈构造背景,也能够产生于挤压而派生的引张岩石圈构造背景。前者以产于裂谷环境、与硅酸不饱和过碱性岩构成环状碳酸岩—碱性杂岩为特征,主要由起源于软流圈地幔的霞石质超基性—基性岩浆经液态不混溶作用而形成;后者产于碰撞造山过程中派生的引张岩石圈断裂带,以单一的透镜状、条带状和似层状碳酸岩体为标志,直接由导源岩石圈富集地幔的低程度部分熔融作用而产生的碳酸岩浆侵入或喷发所形成。 相似文献
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地幔对流及其对地壳表层拉张盆地的影响 总被引：4，自引：0，他引：4
回顾近十年来在地幔对流方面的最新研究进展,阐述了板块俯冲后在地幔中的演化特征,以及地幔上升流即地幔柱的驱动机制和地质效应。特别介绍了地幔柱对地壳表层拉张盆地形成和充填过程的影响。进一步探讨了地幔柱活动在济阳坳陷的地质表现及其引发的火山岩浆活动、碎屑充填特征。认为盆地演化的阶段性间接反映了地幔对流的阶段性。 相似文献
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南海处于欧亚、印度—澳大利亚和太平洋—菲律宾海三大板块的夹持地带,区内以NE向深海区-海盆为中心,周围有众多的含油气盆地。南海区具有"北断(裂)、南褶(皱)、东(俯)冲、西(碰)撞"的构造特征。南海及其周缘新生代玄武岩和花岗岩广为分布,故有潜在的大火成岩省之称。其中,火山岩以碱性玄武岩为主,多为OIB型成因,其成岩年龄自南海中心至外围呈由新逐渐变老的趋势。深部地幔流动呈现出涡旋式上涌的特点,上地幔明显具环带状结构,中心部位为上升流,外围为下降流,表现出热幔柱和冷幔柱活动"双模式"对流。从区域S波速度扰动异常来看,在670km间断面,对热流体上涌确有阻挡作用。通过层析成像研究,证实本区存在巨型复蘑菇云状地幔低速体,演化过程和相邻板块活动构成相辅相成关系。由于地幔热流体上涌,促使地壳-岩石圈上隆、熔融、减薄和断陷,形成南海从边缘向中心(海盆)热流温度逐步升高的轨迹,基本控制油气田"外油内气"环形有序分布的格局。 相似文献
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以深部地球物理资料为基础,结合大地构造环境、岩浆岩同位素示踪及矿产资源分布规律,加以综合分析.通过热力学计算可知,中国东部近2亿年来的上地幔岩石圈/软流圈构造可以存留至今,且能区分出中、新生代.软流圈上涌与矿集区:(1)中生代金属矿:(a)克拉通区,软流圈沿柱身上涌,其柱头上方形成幔壳混熔花岗质岩及相应Au、Cu、Mo、Pb-Zn等矿集区,并于柱身与岩石圈块体陡接触带,形成中基性杂岩及相应富Fe矿集区;(b)褶皱带区,在软流圈上涌柱上方形成近幔源型花岗质岩,相应为Cu、Au、Pb-Zn、Mo、Ag矿集区;(c)南岭带,软流圈层在适当深度、热量充足、较大范围内"平卧",因热传导而致使地壳内物质部分重熔,形成壳源型花岗质岩及相应的W、Sn、稀有元素矿集区;(2)新生代油气田:(a)与太平洋板块俯冲有关的软流圈上涌,其上方出露玄武岩,形成较大型油田;(b)与裂陷盆地有关的软流圈上涌,其上方形成大型油田,也有中小型油田.软流圈上涌与大地构造:中生代J-K时期,通过构造力特征等的综合分析,阐明燕山运动的根源及其影响;新生代侧重剖析大陆裂谷相关特征.总之,软流圈上涌是岩石圈减薄,以及中、新生代构造-岩浆-矿集区形成的根源. 相似文献
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N.L. Dobretsov 《Russian Geology and Geophysics》2010,51(6):592-610
The paper is a synthesis of models for basic geodynamic processes (spreading, subduction transient into collision, mantle plumes) in relation with the Earth's evolution and regularly changing geodynamic parameters. The main trends and milestones of this evolution record irreversible cooling of the Earth's interior, oxidation of the surface, and periodic changes in geodynamic processes. The periodicity consists of cycles of three characteristic sizes, namely 700–800 Myr global cycles, 120, 90, and 30 Myr smaller cycles, and short-period millennial to decadal oscillations controlled by changing Earth's orbital parameters and, possibly, also by other extraterrestrial factors. Major events and estimates of mantle and surface temperatures, heat flow, viscosity, and the respective regimes of convection and plume magmatism have been reported for the largest periods of the Earth's history: Hadean (4.6–3.9 Ga), Early Archean (3.9–3.3 Ga), Late Archean (3.3–2.6 Ga), Early Proterozoic (2.6–1.9 Ga), Middle Proterozoic (1.9–1.1 Ga), Neoproterozoic (1.1–0.6 Ga), and Phanerozoic with two substages of 0.6–0.3 and 0.3–0 Ga.Current geodynamics is discussed with reference to models of spreading, subduction, and plume activity. Spreading is considered in terms of double-layered mantle convection, with focus on processes in the vicinity of mid-ocean ridges. The problem of mafic melt migration through the upper mantle beneath spreading ridges is treated qualitatively. Main emphasis is placed on models of melting, comparison of experimental and observed melt compositions, and their variations in periods of magmatic activity (about 100 kyr long) and quiescence. The extent and ways of interaction of fluids and melts rising from subduction zones with the ambient mantle remain the most controversial. Plume magmatism is described with a “gas torch” model of thermochemical plumes generated at the core-mantle boundary due to local chemical doping with volatiles (H2, CH2, KH, etc.) which are released from the metallic outer core, become oxidized in the lower mantle, and decrease the melting point of the latter. The concluding section concerns periodicities in endogenous processes and their surface consequences, including the related biospheric evolution. 相似文献
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中国东南部地幔柱及其与中生代大规模成矿关系初探 总被引：21，自引：4，他引：21
中国东南部是我国的钨锡铜金多金属矿床集中区，燕山期发生大规模成矿作用，研究大规模成矿的地球动力学背景显得尤为重要。本文结合前人的研究资料，初步讨论中国东南部地幔柱及其与中生代大规模成矿关系。通过对中国东南部地幔柱的地质和地球物理方面特征综合分析后，初步探讨了地幔柱构造的岩浆作用和成矿制约。本文认为中国东南部地幔柱不仅可能造成中生代火山─岩浆大爆发，而且可能与中生代大规模成矿有关。 相似文献
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日本的综合大洋钻探计划(IODP) 总被引：2，自引：1，他引：1
对日本的IODP活动以及科学目标进行简要介绍。IODP核心技术支撑之一的立管钻探船“地球号”可在水深4 000 m的海底钻进7 000 m,钻达发震带和上地幔,实现日本的IODP科学目标。日本的IODP科学规划主要有三大科学主题和八项研究目标,三大科学主题包括地幔过程和地球系统演化,地壳作用过程和地球系统演化,俯冲带和地球系统演化过程中的动力学及物质循环。其八项研究目标为：①钻探西太平洋洋底高原,认识核—幔作用过程;②钻探太平洋白垩纪—新生代沉积物,详细研究地球温室期间的物质循环及从温室环境到冰室环境的转化过程;③钻探大洋岛弧,认识大陆地壳形成过程;④钻探扩张的弧后,认识洋壳岩石圈形成过程;⑤钻探亚洲边缘海及陆坡,认识陆壳—洋壳—大气圈关系;⑥调查增生楔中的碳循环及深部生物圈;⑦调查汇聚板块边缘大地震周期及形成机制、构造及物质循环;⑧研究生活于增生楔环境中极端微生物生物学。 相似文献
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新疆天山石炭—二叠纪大规模岩浆成矿事件与形成机制探讨 总被引：1，自引：0，他引：1
天山地质构造演化复杂,多阶段演化中岩浆活动与成矿作用规模并不均衡。而石炭-二叠纪却是天山成矿带大规模岩浆活动和金属成矿作用的"爆发"期。本研究紧紧围绕岩浆铜镍矿床、斑岩型铜(钼)矿床及火山岩型磁铁矿矿床,从含矿岩体的岩浆起源、岩浆演化及成矿特点,系统研究地球深部相应岩浆活动的地质过程。通过典型矿床的深入剖析,建立相应矿床类型的成矿模式,破解制约找矿突破的控制因素,系统阐述了板块构造与地幔柱体制叠加并存的地质特征与成矿表现。联系塔里木地幔柱的活动特点和成矿表现,将其与天山造山带三类主要矿床类型建立关联,对比岩石学、年代学及地球化学研究,发现天山成矿带成矿类型与塔里木地幔柱及板块构造存有密切关系,可能是两种构造体制叠加并存的结果。塔里木克拉通深部熔融的地幔物质,围绕刚性塔里木克拉通边缘不断上涌,并与表壳物质发生交换,随着板块俯冲的持续和减弱,深部上涌的地幔物质不断加强,先后形成因深部地幔物质多寡而金属聚集的不同矿床类型。该地幔柱形成时深部过程与成矿作用认识模型的建立,极大地推进了板块构造、地幔柱与岩浆成矿作用的研究,同时可为天山及邻区找矿突破提供借鉴和指导。 相似文献