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峨眉地幔柱动力学数值模拟的初步研究 总被引：9，自引：1，他引：8
在地幔柱的研究中 ,计算机数值模拟是一种常用的重要方法。地幔柱动力学定量模型主要由质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程组成 ,经计算模拟最终得到了温度场时空变化曲线。模拟结果表明 :①峨眉地幔柱上升到地壳大约需要 10 0× 10 6a,而后在短期内喷发 ;②地幔柱演化过程中上升阶段和壳幔相互作用阶段所消耗的时间最长 ;③证明了地幔柱的脉动性 ,地幔柱的物质和能量是以脉动的形式向上传输的 ,同时也提供了板块运移的动力 ;④物质的粘度对于地幔柱的形成和发展起着重要作用 ;⑤地幔柱对地壳的重熔作用持续时间很长 ,这为大规模矿床的形成提供了时间条件。 相似文献
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关于峨眉山大火成岩省一些问题的研究现状 总被引：4，自引：1，他引：3
HE Binghui 《地球科学进展》2016,31(1):23-42
峨眉山大火成岩省(ELIP)位于扬子板块西缘,是我国唯一被国际学术界认可的大火成岩省,受到国内外学者的广泛关注。主要围绕峨眉山玄武岩喷发前的隆升剥蚀情况、喷发时限、地幔柱的轴部位置等争议性问题进行探讨,总结了前人的研究成果。由于地幔柱和岩石圈之间相互作用的复杂性,加之地幔柱模型的不完善,峨眉山地幔柱活动在地表的真实响应也许更复杂。在今后的研究中,应该加强不同学科间的相互合作,着重研究地球深部动力学过程以及地球系统各圈层的相互作用。 相似文献
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峨眉地幔柱的动力学特征 总被引：40，自引：1，他引：39
峨眉地幔柱起源于赤道附近,头部直径约８００ｋｍ。它的动力学特征主要反映在四大地质事件上：１．基性岩浆活动,地幔柱头部减压熔融引起大规模玄武岩浆喷发和大量基性－超基性岩体侵入。峨眉山玄武岩分布面积约５０万ｋｍ２,主喷发期在早、晚二叠世之间,活动时限海西晚期－印支期;２．酸性岩浆活动,地幔柱对深部地壳的热改造引起大规模酸性岩浆喷发并形成３００ｋｍ长的花岗岩带,酸性火山喷发产物除流纹岩外,酸性火山灰沉积遍及整个华南地区;３．古地热场与改造成矿作用,在地幔柱作用下,上扬子及其外围地区曾经存在一个古地热场,地热异常从海西晚期持续到燕山期,长时期的地热异常驱动热水循环,引起大规模改造成矿作用,形成分布广泛的层控金属矿床;４．地壳升降与裂陷,华南海西－印支期的地壳运动与地幔柱有密切关系,当它到达岩石圈底部之后,上覆岩石圈受热软化,伸展变薄,地壳沉降引起栖霞期海平面大幅度上升以及茅口期的强烈拉张与裂陷,地幔柱活动对大气圈、水圈、生物圈都有重要影响,它可能造成大规模生物绝灭。 相似文献
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贵州矿产与峨眉地幔柱演化阶段的成因联系探讨 总被引：1，自引：0，他引：1
贵州境内与峨眉地幔柱不同演化阶段有关的矿产初步分为三类,一类是在峨眉地幔柱演化的壳幔相互作用阶段,因地壳隆升于遵义断拱内形成的石炭纪沉积型铝土矿;第二类是在峨眉地幔柱演化的喷发—消退阶段,与玄武岩有直接成因关系的热水沉积型锰、铁锰、含锰菱铁矿,玄武岩铜矿及火山—沉积型硫铁矿等;第三类可能主要于峨眉地幔柱喷发—消退阶段,因壳幔相互作用,地幔热流上升诱发地壳的重熔以及各种地质响应而形成的中-低温热液矿床,还有一些是在喷发-消退阶段后期,与残留在地壳底部的固化地幔柱"活化"有关的中-低温热液矿床。 相似文献
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本文利用二维地球动力学数值模拟方法研究地幔柱与大陆岩石圈相互作用,着重探讨上覆大陆岩石圈结构、地幔柱规模及二者间的相对位置等参数对上覆大陆漂移速率的影响。模拟结果表明,在地幔柱作用下,大陆是否含厚的岩石圈根对其自身的漂移速率有一定影响;在相同规模地幔柱作用下,大陆的漂移速率随着岩石圈根的增厚而减小。另外,大陆岩石圈越长其漂移速率越小,最终漂移距离越短。且随着地幔柱直径的增加,上覆大陆漂移速率和持续漂移时间都会随之增加。对于含岩石圈根模型而言,岩石圈根位置越靠近地幔柱上涌中心,上覆大陆的漂移速率越大,最终漂移距离越长。而对于不含岩石圈根模型,上覆大陆与地幔柱的相对位置同样影响较大。地幔柱越靠近上覆大陆岩石圈的边缘,其对于大陆漂移的影响越显著。上涌地幔柱对于上覆大陆漂移普遍起到10 cm/a以上的增速作用。模型结果对认识印度大陆在晚白垩世的快速向北漂移提供了重要的动力学约束和地质启示。 相似文献
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洋底高原：了解地球内部的窗口 总被引：4，自引：0，他引：4
洋底高原是洋壳的重要组成部分,它是分布在洋底的一种面积广大、且具有异常洋壳厚度的区域。洋底高原通常规模巨大,绝大多数喷发于大洋环境,岩石组成主要为镁铁质到超镁铁质,岩石类型主要为拉斑玄武岩。大多数洋底高原的岩石组成较为相似,而且均形成于一期或两期时间较短却大规模集中喷发的岩浆活动,目前认为是大规模的热地幔物质从地幔深部上升到岩石圈底部,由于巨大地幔柱头部（地幔羽）引起的熔融作用形成的。正是由于洋底高原与地幔柱之间具有这种十分密切的关系,因此对洋底高原的研究将成为我们了解地球内部的窗口。以ODP对翁通-爪哇和凯尔盖朗（Kerguelen）海台的研究为例,简单介绍了洋底高原的基本特征、地幔柱在其形成过程中的作用以及目前在这一领域还未解决的一些问题。 相似文献
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本文较为系统地整理、归纳了峨眉山大火成岩省(Emeishan large igneous province,ELIP)的区域地质调查资料,证实了峨眉山玄武岩与茅口组灰岩之间广泛发育平行不整合(喷发不整合)接触界面,说明总体上两者之间并非断层接触关系。峨眉山玄武岩与茅口组灰岩的平行不整合接触关系是由于峨眉山地幔柱作用导致地壳大幅抬升成陆,茅口组灰岩顶部遭受剥蚀后被溢流玄武岩所覆盖的结果。不整合界面上普遍发育的角砾状灰岩、底砾岩、红土(古土壤)层、黏土岩等就是这一地质事实的遗迹。隆升之后的快速沉降以及地幔柱与岩石圈作用的复杂性,可能在局部地区存在海相沉积和连续的生物地层的现象,但不足以否定峨眉山玄武岩喷发前地壳曾经整体抬升。因此,峨眉山玄武岩与茅口组灰岩之间的平行不整合接触关系支持了峨眉山地幔柱动力学模型。 相似文献
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Nickolay L. Dobretsov Alexey A. Kirdyashkin Anatoliy G. Kirdyashkin Valery A. Vernikovsky Igor N. Gladkov 《Lithos》2008,100(1-4):66-92
Thermochemical plumes form at the base of the lower mantle as a consequence of heat flow from the outer core and the presence of local chemical doping that decreases the melting temperature. Theoretical and experimental modelling of thermochemical plumes show that the diameter of a plume conduit remains practically constant during plume ascent. However, when the top of a plume reaches a refractory layer, whose melting temperature is higher than the melt temperature in the plume conduit, a mushroom-shaped plume head develops. Main parameters (melt viscosity, ascent time, ascent velocity, temperature differences in the plume conduit, and thermal power) are presented for a thermochemical plume ascending from the core–mantle boundary. In addition, the following relationships are developed: the pressure distribution in the plume conduit during the ascent of a plume, conditions for eruption-conduit formation, the effect of the P–T conditions and controls on the shape and size of a plume top, heat transfer between a thermochemical plume and the lithosphere (when the plume reaches the bottom of a refractory layer in the lithosphere), and eruption volume versus the time interval t1 between plume formation and eruption. These relationships are used to determine thermal power and time t1 for the Tunguska syneclise and the Siberian traps as a whole.
The Siberian and other trap provinces are characterized by giant volumes of lavas and sills formed a very short time period. Data permit a model for superplumes with three stages of formation: early (variable picrites and alkali basalts), main (tholeiite plateau basalts), and final (ultrabasic and alkaline lavas and intrusions). These stages reflect the evolution of a superplume from the ascent of one or several independent plumes, through the formation of thick lenses of mantle melts underplating the lithosphere and, finally, intrusion and extrusion of differentiated mantle melts. Synchronous syenite–granite intrusions and bimodal volcanism abundant in the margins of the Siberian traps are the result of melting of the lower crust at depths of 65–70 km under the effect of plume melts. 相似文献
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黑龙江五星铜镍、铂钯矿床镁铁质杂岩的元素地球化学特征与岩石成因 总被引：3，自引：2，他引：1
五星超镁铁质- 镁铁质杂岩的元素地球化学特征研究表明, 其原始岩浆为低钛、高镁的拉斑玄武岩浆, 由以CO2 为主的流体交代亏损地幔所形成的弱亏损地幔部分熔融产生, 其残余矿物相主要为石榴石、尖晶石和金红石。岩浆形成与演化经历了3 个阶段: ① 上升的软流圈与岩石圈地幔接触, 热流体作用导致岩石圈地幔发生高度部分熔融, 形成初始硫饱和的次碱性玄武岩; ②初始岩浆上侵, 在下地壳形成岩浆房, 岩浆结晶作用形成以似层状橄榄石、紫苏辉石、普通辉石和磁铁矿等为主的堆晶岩, 在地壳物质的参与下形成残余辉长质岩浆; ③ 岩浆房破裂, 残余岩浆和含有熔体( < 30% ) 的堆晶岩相先后上侵形成五星原始镁铁质杂岩。就铜镍和铂钯矿化而言, 铜镍硫化物形成于岩浆房分离结晶晚期的熔离作用, 而铂钯矿化则主要在成岩期后流体作用阶段形成。 相似文献
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Models of continental flood basalt (CFB) formation are evaluated by examining their implications for the setting, mainly temperature and depth, of melting which is assumed to result from adiabatic decompression. Most attractive is the model of melting in upwelling bodies (probably plume heads) rising to the base of the continental lithosphere. This constrains the melting to 120–150 km or deeper (continental lithospheric thickness) and thus the plume potential temperatures to ≥ 300 °C higher than ambient mantle. The primary melts should be hot, MgO-rich, modified during ascent, and assimilate components of the lithosphere, which can provide the continental-like geochemical signature of many CFB. Circulation within the upwellings and presence of eclogite patches also influence magma generation and composition. Dehydration melting when plumes heat the lowermost lithosphere can generate CFB only if the source region contains ca. 15% hydrous minerals beneath the entire area covered by flood volcanics, which is difficult to justify. On the other hand, assimilation of “continental” chemical components from large parts of the lithosphere does not require such extreme metasomatism. Decompression melting under strongly thinned rifted lithosphere requires lower potential temperatures of the rising material and lesser modification of the primary magmas than the plume head model of CFB formation. Available observations do not support the contemporaneity of flood volcanism with rifts having the required sizes and histories, but more information is needed to further test this model. On the other hand, magma production can assist rift initiation and lithospheric rupture, so subsequent thinning can explain the common formation of volcanic rifted margins immediately following CFB emplacement. Ancient LIP should record the same processes as seen in young CFB. 相似文献
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The North Atlantic igneous province offers an unrivalled opportunityto study mantle sources contributing to flood basalt magmatism,and melting dynamics associated with active and passive upwellingof hot mantle beneath the lithosphere. In this study, Palaeogenebasalts sampled at localities across the British Isles (fromthe Hebrides in the north to Lundy Island in the south) areshown to have concentrations of Nb, Zr and Y consistent withderivation from two mantle sources: ‘Icelandic’(plume) mantle and hot N-MORB-like mantle forming an outer envelopeto the plume. These sources were sampled over the period 61–58Ma (chrons 26R–26N). Values of 相似文献
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羌塘南部地区大面积出露基性—超基性火成岩。基性岩墙和玄武岩沿龙木错-双湖板块缝合带的南侧呈近东西向分布,大地构造位置位于冈瓦纳大陆北缘,分布范围西起国境线,东到双湖地区,总长约800km,形成时代集中在晚石炭世—早二叠世（284～318Ma）,反映出岩浆的快速侵位-喷溢的过程。基性岩墙和玄武岩主要为碱性系列岩石,少数为亚碱性系列,Ti和Fe的含量均比较高,Mg#比较低,表明它们都是原始岩浆经不同程度分异结晶后的残余熔体。基性岩墙和玄武岩的稀土元素、微量元素、形成环境等均与板内玄武岩或典型的地幔柱成因玄武岩具有相似的特点。另外,苦橄质岩石多与基性岩墙和玄武岩一起产出,主要为单斜辉石橄榄岩和二辉橄榄岩,矿物成分贫挥发性组分,主量、稀土和微量元素的特点反映出其很可能代表了地幔柱原始岩浆结晶的产物而非岩浆捕获体,而且其源区很可能为石榴子石二辉橄榄岩。由此,初步认为羌塘南部基性岩墙和玄武岩为地幔柱的头部减压熔融的产物,而苦橄质岩石为地幔柱尾柱通道熔融的产物。 相似文献
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海山是一个地貌术语,通常分为出露于海平面以上和淹没于以下的两类。海山具有复杂的成因,可产于各种不同的构造环境,其出露的岩性主要有：洋岛玄武岩（OIB）、大洋中脊玄武岩（MORB）、弧后盆地玄武岩（BABB）、岛弧玄武岩（IAB）和大陆边缘玄武岩（CMB）等。本文的研究表明,CMB 和OIB 的地球化学性质大体相似,但是,二者的成因可能既有相似性,也存在某些差异性。OIB 产于板块内部,属于板内岩浆活动的产物,通常认为与“热点”或“地幔柱”有关;而CMB 则可能是古大陆岩石圈与年轻洋壳发生浅部再循环的结果。所以,除“热点”理论外,古大陆岩石圈和年轻洋壳的浅部再循环在海山和洋岛火山形成过程中也扮演了重要的角色。来自IAB 的样品明显亏损Nb、Ta和富集K、Pb、Cs、Rb等大离子亲石元素,表明IAB 的形成与俯冲作用有关。研究表明,全球可能存在3 种类型的热点：第一类是原生的热点,来自深部地幔;第二类是次生的热点,可能形成在地幔柱的浅部,来自超级地幔柱的上部;第三类来自上地幔,可能是大洋岩石圈伸展的产物。因此,海山的成因不可能用地幔柱一种模式予以解释,还应当考虑板块活动中其他各种因素（洋壳再循环、古老陆壳再循环、消减带物质以及水的加入,部分熔融程度、岩浆混合作用、不同地幔端元混合等）的影响。 相似文献
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羌塘南部地区大面积出露基性—超基性火成岩。基性岩墙和玄武岩沿龙木错-双湖板块缝合带的南侧呈近东西向分布,大地构造位置位于冈瓦纳大陆北缘,分布范围西起国境线,东到双湖地区,总长约800km,形成时代集中在晚石炭世—早二叠世(284~318Ma),反映出岩浆的快速侵位-喷溢的过程。基性岩墙和玄武岩主要为碱性系列岩石,少数为亚碱性系列,Ti和Fe的含量均比较高,Mg#比较低,表明它们都是原始岩浆经不同程度分异结晶后的残余熔体。基性岩墙和玄武岩的稀土元素、微量元素、形成环境等均与板内玄武岩或典型的地幔柱成因玄武岩具有相似的特点。另外,苦橄质岩石多与基性岩墙和玄武岩一起产出,主要为单斜辉石橄榄岩和二辉橄榄岩,矿物成分贫挥发性组分,主量、稀土和微量元素的特点反映出其很可能代表了地幔柱原始岩浆结晶的产物而非岩浆捕获体,而且其源区很可能为石榴子石二辉橄榄岩。由此,初步认为羌塘南部基性岩墙和玄武岩为地幔柱的头部减压熔融的产物,而苦橄质岩石为地幔柱尾柱通道熔融的产物。 相似文献