板塊俯沖地質(zhì)學(xué)和地幔對流-資料下載頁
2025-08-16 02:50本頁面
【正文】 地幔，第二種認為可以俯沖到下地幔，另一種觀點介于其間，認為不同的島弧同時潛入和未潛入下地幔的情況都有。洋殼板塊俯沖后的 滯留板片一般具有 P波高速異常特征，表現(xiàn)為冷的塊體因而稱為 冷幔柱 。 1) 形態(tài)特征 : P波層析成像表明，俯沖滯留的板片在地幔中有四種類型。 A） 東北日本型 ： 板片從地表連續(xù)并以板狀形態(tài)滯留在 670 Km深度面上 ，部分地由于厚度增加而穿入到 670 Km層的下面 。 B） 巽他型 ： 板片從地表連續(xù) ， 而且穿過 670 Km深度達到 1200 Km深度 。 C） 特提斯型： 板片與上面不連續(xù) ，與消失了的古海溝大致平行 ， 且正在潛入 1000~1200 Km深處 。 D） 南極型： 現(xiàn)在南極周邊為被動陸緣 ， 沒有板片下沉 ， 因此 ， 滯留在 670 Km以下深處的板片為古老的 。 A） 、 B） 是滯留的板片與板塊相連著 ， 而 C） 、 D） 則不相連 。 四種俯沖滯留的板片類型 2) 670 Km為冷幔柱的板塊墓地 : a） 相變， P波層析成像技術(shù)顯示，下潛板塊可俯沖至 670 km深處，并在那里發(fā)生相變。由于 670 km處的相轉(zhuǎn)變反應(yīng)具有負的梯度，下潛板塊將滯留在這個界面上。 b） 塑性變形， 但由于相變生成物的粘性顯著變小，滯留板塊被軟化以至不能再保持剛性狀態(tài)。 c） 板片滯留因素 ， 取決于板片俯沖速度及滯留量。于是，當(dāng)板塊的滯留量超過某一限度時就會發(fā)生塌落。 3) 700～ 1700 Km深度： P波高速異常帶分布與 180 Ma間沉沒的板塊位置一致。地幔中有的高波速異常體是古板塊沉潛的反映。 如西南極洲 670km深度以下的高波速異常體，應(yīng)是與年齡為 450～ 100 Ma的西南極洲造山帶有關(guān)的古俯沖板片沉潛的產(chǎn)物。 6 地球全局性物質(zhì)對流 1) 冷幔柱與熱幔柱成對出現(xiàn)： 滯留板塊塌落到下地幔會造成上地幔物質(zhì)虧損 ， 必然會從下地幔產(chǎn)生向上運動的熱地幔柱 。 所以 ， 從全局上看 ， 滯留板塊的下落和地幔柱的上升必然是相互約束的運動 。 如果把下落的滯留板塊稱為 “ 冷幔柱 ” ， 上升的地幔物質(zhì)稱為 “ 熱幔柱 ” ， 冷幔柱為窗簾狀的下降流 ，熱幔柱為圓筒狀的上升流 ， 那么 ， 地幔全局性物質(zhì)對流主要是由這種向下運動的冷幔柱和向上運動的熱幔柱所支配 (下圖 )。 地幔柱與板塊運動 2) 地幔柱是決定全球構(gòu)造的根本原因： 板塊構(gòu)造中的 Wilson旋回：地球淺表板塊的形成到消亡過程 。 20世紀(jì) 90年代以來 ， 地震層析成像技術(shù)進步 ， 與Wilson旋回可比的地球深部物質(zhì)旋回 ， 即冷板塊與熱幔柱之間的轉(zhuǎn)換過程 。 Wilson旋回與地球深部物質(zhì)旋回構(gòu)成了地球全局性的物質(zhì)循環(huán)過程 。 在板塊內(nèi)部 ， 其下的地幔柱也是一種有利于板塊運動的因素 。 地幔柱不斷地把熱地幔物質(zhì)輸送到巖石圈之下的軟流圈 ， 使失去活動性或活動性變?nèi)醯墓爬蠋r石圈的底部 （ 至少是局部的 ） 得到重新加熱 ，獲得動量 ， 比重減輕 ， 粘滯力減小 ， 使板塊變得易于運動 。 從此意義上講 ， 地幔柱應(yīng)是構(gòu)成板塊構(gòu)造的原動力之 —。 現(xiàn)今冷、熱地幔柱及其與板塊間的關(guān)系 3）地幔柱與板塊的運動和解體： 地幔柱的密度因熱膨脹比周圍地幔小而具有較強的上浮力，使上部物質(zhì)發(fā)生變形，當(dāng)其上侵到巖石圈底部或上地幔頂部時，地幔柱溫度比周圍的物質(zhì)高得多。 因此，它不僅能衍生出玄武巖漿，而且還會造成地殼上隆甚至裂開，但產(chǎn)生上述地幔柱構(gòu)造現(xiàn)象要取決于地幔柱本身頭部的大小和上覆巖石圈的厚薄。 但是 ， 地幔柱本身不是板塊運動的動力 ， 而是通過影響對流循環(huán)間接作用于運動的板塊 ， 但極少數(shù)情況下 ， 地幔柱的上侵力可作為缺乏軟流圈地區(qū)的大陸板塊漂移的動力 (圖 )。 例如 ， 1992年巴西利用遠震波研究巴西地盾時發(fā)現(xiàn)其下沒有軟流圈 ， 因而巖石圈運動不可能受軟流圈驅(qū)動和控制 ， 但在該地盾之下卻存在一個至少向下延伸 500～ 600 Km的已 “ 石化 ”的地幔柱 ， 其年齡為 130 Ma。 正是這個古地幔柱的上侵力導(dǎo)致了巴西大陸的裂解 、 漂移和變形 。 4） 超級地幔柱與行星體演化的整個歷史： 目前盛行的 板塊構(gòu)造 理論 ， 只能說明地球表層 200 Km內(nèi)的現(xiàn)象；而只有 地幔柱構(gòu)造 ， 以及與其他構(gòu)造發(fā)展階段一起 ， 才有可能說明行星體演化的整個歷史 。 作用；而板塊構(gòu)造主要是在通過地幔柱作用形成的地球巖石圈固結(jié)成剛性層之后才發(fā)生作用 。 不同形式物質(zhì)流 的反映 ， 板塊構(gòu)造受地幔內(nèi)部物質(zhì)對流的支配 ， 而地幔柱構(gòu)造是受穿過整個地幔的柱狀物質(zhì)流的支配 ， 兩者在很大程度上獨立運動 。 ， 地幔柱構(gòu)造支配著整個地幔的 3/4以上 ， 因此 ，與板塊構(gòu)造相比 ， 地幔柱在地球形成和演化過程中具有更廣泛的支配領(lǐng)域和更重要的地質(zhì)意義 。 生長構(gòu)造 幔柱構(gòu)造 板塊構(gòu)造 收縮構(gòu)造 終極構(gòu)造 行星體的形成具分層構(gòu)造 在邊界層呈團狀和圓柱狀的對流 靠近轉(zhuǎn)換斷層線狀下沉和線狀增補的對流 具沉降的水平擠壓，少量巖漿活動通道 脆性斷裂作用，排氣作用、外生活動為主 大量的熔融作用和重力分離作用 在表部邊界層和殼幔邊界層局部熔融的分離作用和混合作用 表部邊界層的分離作用，殼幔邊界層間斷的混合作用 分離熔融作用并產(chǎn)生巨大的火山盾 冷凝作用導(dǎo)致?lián)]發(fā)組分釋放，潮汐熱作用 形成巖漿海 未出現(xiàn)板塊 形成眾多板塊 形成一個大厚殼 形成脆性圈 所有天體、行星于 金星、冥古期地球 地球 火星、水星 月球、小行星 表 星系、行星演化序列
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