文档介绍：第四章 地幔柱构造
地幔柱构造
2021/1/13
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第四章 地幔柱构造
一、地幔柱概念的由来
二、地幔柱的基本特征
三、地幔柱研究的地质意义
四、地幔柱构造与板块构造关系
五、冷幔柱和超级地幔柱的研究
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一、地幔柱概念的由来
1963年，加拿大Wilson首次注意到太平洋夏威夷—天皇火山岛链玄武岩喷出年龄的变化规律，提出了热点假说用来解释其成因，但该论文被《地球物理研究杂志》拒绝发表，而后发表在《加拿大物理学杂志》，他认为这些火山岛链是太平洋板块移过一个产生大量岩浆的固定热地幔区形成的。他将这个固定热地幔区称为热点构造。到70年代初，wilson的热点构造才得到多数地质学家和地球物理学家的承认，而地幔柱概念正是在Wilson的热点构造研究基础上提出来的。
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一、地幔柱概念的由来
全球板块构造理论的创始人之一 Morgan（证明地球表面存在绕极旋转运动）于1971年首次提出热幔柱的概念。他认为Wilson所指的固定热地幔区实际上是一个产生于地幔底部附近的热幔柱，热点火山链则是长期活动的热幔柱熔融物质在上覆运动板块上留下的轨迹。他根据全球热点分布数量推测地幔中大约存在20多个热幔柱，现在一般认为（王登红，1998）全球共有至少45个热点，其中大陆14个，大洋中30多个（51个？）。
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地幔柱的概念
地球深部核幔边界附近的高温低粘度层（D”层）可以产生柱状上升的热物质体。热物质体在经过地幔达到冷的岩石圈时，顶部常呈喇叭形张开，形成一个具有球状顶冠和狭窄尾柱的热物质体构造—热幔柱构造。热幔柱巨大的球状顶冠在上升过程中可以引起地壳上隆和大规模溢流玄武岩火山作用（形成大陆或大洋溢流玄武岩），并且可以造成区域变质作用，地壳熔融作用及不同规模地壳伸展。随上覆板块运动，热幔柱狭窄的尾柱会产生一系列热点火山链。
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地球内部的圈层划分
地壳 A层
40km( 莫霍面)
上 B’ 下界为150 km
地 B层 B” 低速层，下界为250 km
地 B’” 下界为400 km
400km
幔 C层
670km
幔 下地幔 D层 D’
D” 为D层底部200 km速度梯度接近0
2900km(古登堡面)
地 外 E层 横波波速为0，液态
4170km
核 F层 微弱横波，为稍具刚性的核内过渡层
核 5100km(莱曼面)
内核 G层 固态层
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夏威夷火山链
板
块
运动
热
点
固定
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