区域大地构造(第二章 地台、裂谷、沟弧盆）.ppt

地慢柱构造学说(Plume Tectonics) Maruyama（1994）在已有的地慢柱学说基础上，提出了一种新的全球构造观—超级地慢柱构造(Plume Tectonics)。他根据全球P-波层析资料所作的地质解释，认为全球在南太平洋及非洲存在两大超级上升地慢柱，而在亚洲存在一个超级下沉地慢柱，大西洋中脊则是一个次一级的上升地慢柱。这一格局主宰了现今全球构造。他强调板块构造理论只能解释地球表层200 km内的现象，而只有地慢柱构造才能说明星球各个层次的演化历史。Stein和Hofmann（1994）认为消减板块不仅可以停留在670 km间断面，而且可以下沉至D”层（D“层是指位于核慢边界附近地震波速梯度异常低的区域），而起源于核慢边界的深部物质又可以以地慢柱的形式穿透上、下地慢之间的不连续面到达地表，从而构成巨型幕式旋回。 超级地慢柱构造Global Seismic Topography (Maruyama, 1994) 受热后蜡因密度 差异产生运动 Mantle Plume: How to Identify? Long-lived track Flood basalts at their initiation High flux value (1000 kg/s) High He isotopic ratios Low velocity (Vp)  (V Courtillot et al., 2003) 地慢柱与大火成岩省 大火成岩省(Large Igneous Provinces，简称 LIP)是指规模巨大，岩性主要为镁铁质的喷出岩和侵入岩。它包括大陆溢流玄武岩和相伴生的侵入岩(CFB，如德干高原，西伯利亚溢流玄武岩等)，被动火山边缘，洋脊高地，大洋盆地溢流玄武岩(如加勒比海溢流玄武岩)以及火山链(如夏威夷一皇帝海链)。 LIPS具有以下重要特征: (1)它由面积广瀚的熔岩流组成，覆盖面积通常超过106 km2，最大厚度可达5 km。这些规模巨大的岩浆是在相当短的时间内形成的，即具有极高的喷发速率。喷发时限1 Ma。 (2) 以玄武质熔岩为主导地位，大多数CFB为S02含量较高的石英拉斑玄武岩，在一些地区具有双峰式分布特征。 (3)玄武岩浆喷发之前，地壳通常发生弯隆，垂直幅度为1km。弯隆区基本与玄武岩覆盖范围相当。 (4)大陆区的LIPS(即CFB)的同位素组成范围很大，由典型洋岛玄武岩组成到接近古老地壳组成。大多数CFB中等或强烈富集不相容元素，但显示强烈的Nb、Ta负异常。 由此可见，LIPS是地球上所知最大的火山作用，记录了在某一特定历史时期巨量物质和能量由地球内部向外迁移。LIPS的成因显然不同于“正常”洋底扩张过程，难以用传统的板块构造理论来解释，而与特殊的地慢动力学过程有关。在很短时间内形成巨大的岩浆喷出量要求地慢深部有巨大的热异常的存在。地慢热柱学说是目前解释这一热异常最可能的模型。 Three distinct mantle plumes:  Arndt (2001) Global distribution of Large Igneous Provinces Coffin Eldholm (1992) Ontong Java 峨眉山大火山岩省Emeishan LIP Courtillot et al. (1999) Temporal-spatial distribution 下三叠统 Area 0.50 x 106 km2 Eruption period 1 Ma Huang et al. (1992) LT1 LT2 HT 俯冲带变质晕圈的形成及变质级的到转 （五）火山弧（岩浆弧） 岩浆活动十分强烈，火山深成岩系发育，熔岩以安山岩为主，常伴有玄武岩、英安岩、流纹岩等 火山岩极性：靠洋一侧主要为拉斑玄武岩、中部常为钙碱性、靠陆一侧为碱性系列 成熟岛弧与未成熟岛弧： （1）未成熟岛弧：小岛，地壳厚10~20km，拉斑玄武岩为主 （2）成熟岛弧：大岛，地壳厚25~40km，火山岩包括拉斑玄武岩、钙碱性玄武岩甚至碱性玄武岩 注意：许多岛弧实际上是从大陆分裂出来的，如日本 （六）边缘海 1、位置：岛弧与大陆间的小型洋盆。 2、地壳厚度一般10km。可以出现洋壳。 3、沉积物主要为陆源碎屑，也有火山岩，主要为玄武岩，沉积厚度平均1.5km 4、构造性质主要张性。 （七）、弧前盆地和外缘隆起 弧前盆地：位于增生楔与火山弧之间的无火山地带，它是由于增生楔的不断扩大上隆，从而在其与火山弧之间形成的凹地。沉积厚度较大，沉积物主要来自火山弧，也可来自外弧，碎屑物成熟度低。变形和变质都相对较弱。 外缘隆起：俯冲的洋壳板快由于受到来自大陆方向的阻挡，而在俯冲带的后部形成的隆起，其上往往有伸展