夏威夷-皇帝岛链：热点-地幔柱假说的发源地
夏威夷-皇帝岛链：热点-地幔柱假说的发源地木已成舟（Chang' An University）/mycz1992摘要：热点-地幔柱假说的发展是在1972年，由Morgan倡导，盛行于1990年左右，从夏威夷-皇帝岛链的研究开始，经历了近50年的发展，虽然人们从物理学、地球化学、年代学、地震探测等方面进行了不断深入的研究，但是仍存在很多问题，包括地幔柱假说自身的解释，地幔柱能否解决所有版块构造不能解释的地震和火山活动？甚至很多人持反对意见，怀疑热点-地幔柱的存在。
本次作业从夏威夷-皇帝岛链出发，学习总结热点-地幔柱假说的发生发展和争议热点。
关键词：夏威夷-皇帝岛链，热点-地幔柱假说1夏威夷-皇帝岛链简介及研究历史夏威夷-皇帝（天皇）岛链（海山链）位于北太平洋中部（图1），包括107座火山，绵延6000km，纵贯太平洋底。
在其东南端，是夏威夷群岛的8个主要岛屿，包括该岛链中仅有的两个活火山，即冒纳罗亚火山和基拉韦亚火山。
夏威夷海底山脉上，Kure岛以外的死火山已全部沉于水下。
在夏威夷西北3500km处变成天皇海岛链。
夏威夷-皇帝岛链的形成是典型的板内火山活动的结果，即热点-地幔柱假说。
早在一百多年前，美国地质学家R. D. Dana注意到太平洋底广泛分布的锥状活火山（海山）和顶部平坦的沉没死火山（Guyot，盖奥特）呈线性排列，构成海山链，并且夏威夷西北方向上的山链离夏威夷活火山越远年龄越老，沉没也最深。
Tuzo Wilson据此提出“热点”假说来解释夏威夷岛链的成因。
1972年，Joson Morgan发现除了夏威夷-皇帝岛链外还有三条平行的海底山链，即马绍尔-南方岛山链、莱恩-土阿莫土山链、阿拉斯加链（图1）。
Morgan提出在这四条岛链的南端，分别有四个来自地幔的热点，是上升热对流的出口，后“格洛玛·挑战者”号美国大洋科考船证实此假说的正确性。
而后，在板块理论不能解释的板内火山活动中，热点-地幔柱假说成为一种较为完美的解释。
然而仍有许多学者对热点-地幔柱的存在表示怀疑，比如，除阿拉斯基链外，其他三条山链都在中部转折，对此还没有较好的解释。
2.热点-地幔柱假说的提出经典的板块构造理论认为板块是刚性的、内部不变形但彼此相互运动，简明地解释了沿板块边界分布的地震和火山活动，但难以解释板块内部出现的地震和火山活动，夏威夷-皇帝山链是最著名的板块构造理论解释不了的板内岩浆活动。
1972年，Joson Morgan在Wilson“热点”假说的基础上，认为地幔柱内存在着一种上升的、圆柱状的、局部熔融的物质流，即“热柱”（Hot Plume）,热柱到达地表或地幔热流上升之处，称之为“热点”（Hot Spot）,并在地球上鉴别出大约20个这种热点或地幔柱。
上升的炽热地幔柱可把上覆岩石圈抬升，使地壳呈现巨大穹隆构造，当地幔柱冲破岩石圈即形成热点。
在夏威夷岛这些是可以观察到的，火山链中活动的火山作用限定在仅几十公里的“点”上，火山岛出现在大约1km高和1000km宽的海底隆起上，该隆起从地震剖面上得知不是地壳加厚造成的，如此大的宽度也不可能是由岩石圈的挤压造成的，最可能的解释是该隆起是由板块下低密度物质的浮力引起的。
因此，该隆起和当地活动的火山作用就表明火山中心下面有上升的由低密度物质组成的图1 太平洋海底山链太平洋的三条海山链，即天皇-夏威夷（北太平洋）山链、马绍尔-南方岛山链和莱恩-土阿莫土（南太平洋）山链，都有一个转折。
按照Morgan的意见，这三条海山链，再加上阿拉斯加湾的第四条海山链的成因，是因为太平洋板块从地幔“热点”上移过的关系。
狭窄通道——地幔柱存在。
因火山作用空间分布范围很小，所以推测上升通道比较狭窄(几十到100公里宽)。
上涌是由浮力驱动的，因为需要浮力抬高很宽的隆起。
隆起的宽度可以通过太平洋板块下的侧向扩展来解释。
Morgan提出在太平洋四条山链（夏威夷-皇帝山链，马绍尔-南方岛山链、莱恩-土阿莫土山链、阿拉斯加链。
）的南端，分别为四个热点，岛链的形成是太平洋板块移过这些热点时产生的（图2），即认为热点的位置是固定不动的（北纬19°左右），而太平洋板块在其上不断移动，从而形成岛链。
夏威夷-皇帝岛链建造向西北方向年龄逐渐变老（图3），夏威夷岛上最小年龄为0.004Ma，而皇帝岛链阿留申弧附近洋岛年龄为59.6Ma（和勘察加交汇处年龄为75Ma）。
这个证据很好地佐证了Morgan的想法。
3.热点-地幔柱假说之争议地幔柱的成因和性质问题仍是一个难题，各家说法不一，甚至地幔柱是否存在仍是经常被争论的热点。
比如地幔柱怎样产生？根部在何处？各地幔柱之间是否相对移动？3.1地幔柱产生的条件和位置理论和实验研究表明，地幔柱的产生要求地幔中存在一个高温、低粘度的热边界层，其温度要高出周围地幔物质的温度300～400℃，粘度要比周围地幔低几个数量级。
这个高温低粘度层具有极不稳定的物理性质，一旦受到某种热扰动，就会在浮力作用下呈柱状上升。
地幔中只有两个符合这样条件的边界层，一个是上、下地幔之间的不连续面，其深度在650～700km；另一个是核—幔边界附近的D″层。
地幔柱是来自其中一个界面还是两者兼有存在图2 地幔柱作用于活动板块留下热点轨迹示意图图3 夏威夷-皇帝岛链年龄从南东向西北依次变老争议，一些学者认为，地幔柱只能来源于上、下地幔之间的热边界层，其理由是上、下地幔是分层对流的，上、下地幔间的不连续面为一个化学界面，而不是相界面，即使核-幔边界附近的D″层能够产生地幔柱，它也无法穿过这个界面上升。
多数学者则认为，地幔柱来自核-幔边界附近的D″层。
其理由如下：①与洋中脊玄武岩和岛弧玄武岩相比，大陆溢流玄武岩、洋底高原玄武岩和大洋岛玄武岩等典型地幔柱成因的玄武岩常反映“富集型”地幔特点，而上地幔由于分异出地壳后常表现“亏损型”地幔化学组成，因此，地幔柱不可能来源于上地幔。
②与大洋中脊玄武岩（MORB）相比，大洋岛玄武岩（OIB）具有较高的3He/4He比值，表明地幔柱来源于地幔更深部位，反映原始地球形成物质的特点。
③理论模拟计算表明，如果地幔柱起源于上地幔底部，那么，由地幔柱释放出的热量将占整个地球放热的60％。
而实际上，由地幔柱释放的热量仅是整个地球放热的6％～10％。
这个热量释放范围刚好与地核释放的热量比例相近，说明地幔柱来源于核-幔边界附近。
④理论模拟还表明，在所许可的上升速度范围内，从上、下地幔边界起动的地幔柱穿过上地幔这样的距离，最多只能形成直径为300km的球状柱头，而实际上许多地幔柱头的直径都超过1000～2000km。
⑤上、下地幔间不连续面的性质目前并不完全清楚，也有资料显示其为相变界面而非化学界面。
也有一些学者认为，既有起源于D″层的地幔柱，也有起源于上、下地幔界面的地幔柱，前者柱头大，后者柱头小。
3.2地幔柱被怀疑的原因热点-地幔柱假说从创始期经过大量研究后反对的声音越来越大，大致有四个原因：①观察与经典地幔柱模型的预测结果不符，如火山链空间上年龄递变规律在很多地方没有；热点彼此间的相对位置并不是固定的；地震学未观测到确信的地幔柱；岩石学未提供确信的“更热源区”证据；有些地幔柱缺失大火成岩省，有些缺失火山岩轨迹。
②地幔的物理特性不支持产生经典地幔柱模型需要的对流。
地幔中所有区域很可能以某种方式对流，然而,就已知地球内部的物性特征来看，对流上涌是否能从地幔深处上升到地表，并产生局部火山活动即“热点”，还值得怀疑。
更值得怀疑的是深部上涌能否产生火山活动的某些具有规则性特征，如空间上数公里之大，时间上数百万年之久。
③当代地幔柱假说如此宽泛以致不能反驳。
“地幔柱”一词在Morgan的假说中定义明确，且“柱”在流体动力学中具有严格限定，但现今含义被扩大等。
④其他可替代的模型。
4夏威夷-皇帝岛链转折端的解释夏威夷-皇帝岛链沿着夏威夷群岛向北东方向延伸，经过一个转折（43Ma）之后进入皇帝岛链，偏转角度约60°，也就是说太平洋板块运动反向在43Ma前突然改变，Norton（1995）认为该火山连43Ma前的折曲是夏威夷地幔柱南移的结果，对此反对意见为：43Ma前的折曲不仅见于夏威夷热点轨迹，也见于太平洋板内其他热点轨迹，如果这些热点轨迹43Ma前的折曲均由地幔柱南移所致，这就需要太平洋深部所有这些地幔柱同时、同向、以同样的速度漂移。
这样的“偶然”现象是难以想象的。
牛耀龄（2013）提出可能43Ma前夏威夷地幔柱顶冠与当时白垩-始新世时安第斯型鄂霍茨克-勘察加活动大陆边缘的碰撞阻止了太平洋板块的俯冲与北移，证据为勘察加前弧复理石砂岩原石岩浆锆石最年轻的裂变径迹年龄为44Ma，认为该火山活动是太平洋板块在这里俯冲停止的结果，是夏威夷地幔柱顶冠与勘察加活动大陆碰撞的结果。
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深部地球的窗口——地幔柱
深部地球的窗口——地幔柱在北美大陆腹地，有一个世界闻名的公园——美国黄石国家公园。
黄石公园是世界上最大的火山口之一，公园中遍布间歇泉、温泉、蒸气池、热水潭、泥地和喷气孔，导致园内多数地方存在着奇观的同时，更散发着“恶臭”的硫化氢气体。
走在黄石公园“薄薄的”地壳上，似乎有着天然的危险，好像稍一用力就会踩破“蛋壳”，落入火山口的岩浆之下。
黄石公园就是地幔柱（mantleplume）在地表对应点最直观的表达。
2019年《自然—地球科学》（Nature Geoscience）杂志发表的一项研究中，科学家通过“地球透镜计划”（Earth Scope）发现黄石公园的火山活动可能受地幔柱驱动的。
这一计划本质类似于人类给地球做“CT”，通过建立数量较大的基站接收信息，还原地球深部的三维成像，基站越密集，分辨率越高，对地球深部的成像就越清晰直观。
1971年，威廉·杰森·摩根发表了地幔热柱理论。
理论显示，地幔柱是地球等行星地幔热对流的一种方式。
较热的岩石由地幔底部一路上升至地幔顶部，此时岩石顶部会部分熔融，岩浆进而喷出地表，这可能是地表“热点”或大陆溢流玄武岩的产生机制。
规模恢弘的大陆溢流玄武岩地幔柱本质上是地球的散热通道之一。
地球在形成之后，内部由于含有的放射性元素发生衰变，产生了大量的热，这些内部热能将内部原本固化的岩石融化，产生岩浆。
这些岩浆从内部上升到地表这个过程携带着大量的热能，喷发出地表过程以完成散热。
地球自形成到30亿年前，由于热能充足，岩浆可以直接从地球深部上涌到地球浅部，这种由深部到浅部形成的柱状的岩浆通道就是地幔柱，它的起始位置被认为在地核和地幔的边界（~2900km），这一过程代表垂向的岩浆作用或者说是散热机制。
地球内部的“散热”70年代早期，模拟地幔热柱的流体力学模型显示，地幔柱呈长细柱状，由两个部分组成：底端连至地幔底部，顶端则成球状并随上升而膨胀，整体就像细长柄蘑菇。
地幔柱构造学说
俯冲板块从地 表连续至670 km间断面， 并因厚度增加 部分板块已插 入到670 km间 断面的下面
板块与上面不 连续，一个大 的块体正在下 沉至1000～ 1500km深度
板块从地表连 续插入下地幔， 达到1200 km 深度
现代无活动的俯 冲板块，在670 km处滞留的板 块是l00 Ma前板 块俯冲造成的
热地幔柱和冷地幔柱直接制约和决定了地球演 化各阶段引张和挤压两大构造动力体制，从而制 约和影响着地球浅部的各个圈层。
热地幔柱和冷地幔柱之间的相互制约与转化， 又决定了引张和挤压两大构造动力体制的相互制 约与转化，呈现出热点、大陆裂谷、大洋扩张等 引张构造与俯冲、碰撞、造山等挤压构造的演化 和复合叠加。
在地貌上，当地幔柱头部上升至大陆下， 在大规模火山活动前可使地表隆升多达 l km左右，产生上千km2的穹隆，相应的 地表水系均表现为向穹隆边缘流。这种特 征地形和水系在地幔柱上升200Ma多年后 仍能有所保存。 而在大洋中，受地幔柱/热 点影响的区域，表现出大洋内隆起几百至 上千米的火山岛或洋底高原。
研究地史时期的地幔柱，特别是要判断地质历 史比较久远时期存在的地幔柱，常常碰到证据 被破坏或证据不够充分的困难。例如，根据北 美大陆呈扇形分布的1267 Ma时期岩墙群朝西北 方向收敛的特征，可以推断古地幔柱可能处在 靠近北极的加拿大地盾的西北部，但其它证据 不足；
1994年提出地幔柱构造学说的概念以及全球构造概念的热地幔柱上升与板块俯冲的冷地幔柱下降的模式并认为地幔柱构造概括了地球表层的岩石圈板块构造深部主体的地幔柱构造地核的生长构造把板块构造和地幔柱构造作为地幔热对流的两个第一节地幔柱构造第二节地幔柱构造学说与板块构造的关系第三节地史时期的地幔柱第四节白垩纪中期的超地幔柱事件地幔柱构造是地幔中受几个大的垂直的地幔柱流控制的动力学区域
地幔柱构造.ppt
地幔柱作用于活动板块留下热点轨迹示意图
Morgan（1971，1972）进一步提出太平洋中的热点是一系 列狭窄的热隆起，并将其称之为幔柱（Plume）。热点被认为 是由称之为“地幔柱”的地幔物质上涌形成的。Morgan认为 地幔柱可能起源于接近地核的地幔深处，由于热不稳定而上升， 直径约150km，移动速度相对较小，为火山作用提供热和火山 物质，是板块移动的驱动力。Morgan（1972）又指出，热点 是地幔隆升在地壳中的一种表现，是地幔柱上升的地点，认为 Wilson（1963）所指的固定热地幔源区，实际上是一个产于地 幔底部热边界附近的热幔柱，把炽热的圆筒状岩石类物质流， 称之为地幔柱（Mantle Plume，或译为地柱、热点、地幔羽、 热缕、热柱、热幔柱、幔羽、幔柱、地幔热柱、地幔热流柱、 地幔柱构造等）。
（2）热点与地幔柱的分类 Wilson（1973）曾将热点分为5类：
①位于南大西洋中脊和东太平洋隆起或其附近的热 点； ②洋中脊其它部位的热点； ③与裂谷带有关的年轻热点； ④可能固定于海底的年轻热点； ⑤已被掩盖的老热点。
这5个类型基本概括了产于大陆和大洋两个不同地 壳环境中的热点。
从起源的角度， Maruyama 等 （ 1994 ） [ 丸 山 德 茂 ] 和 Fukao 等 （ 1994 ） 以 核 - 幔 界 面 （2900km）、上地幔底 界 （ 670km ） 、 岩 石 圈 底 界 （ 100km ） 深 度为 界，将地幔热柱划分为 一、二、三次柱，这种 分类体现了地幔柱的多 级演化特征。
地幔柱构造
Mantle Plume Tectonics
地幔柱构造
Mantle Plume Tectonics
第一章 地幔柱构造的基本思想与理论 第二章 与地幔柱有关的几个问题 第三章 地幔柱构造的主要标志与特征 第四章 地幔柱构造的岩浆作用 第五章 地幔柱构造的成矿作用 第六章 我国与地幔柱/热点有关的
地幔柱
以夏威夷火山为代表的众多火山存在于板块中部，可以用地幔柱来解释。
特征：相对固定，高Ti、高Nb含量是现代地幔柱的常见特征(王登红,1998)。
20世纪70年代初，科学家提出了地幔柱的概念。
借助地震波来描述地球内部的景象。
一股炙热、粘性的岩石流，向上延伸到岩石圈底部，并在那里散开，形成约100km厚的饼状结构，然后继续向上延伸，为火山提供物质和能量。
疑问，地幔柱来自哪里？他们是直线上升还是螺旋上身？什么是火山热点？夏威夷地幔柱富含榴辉岩的矿物质可能存在地幔柱：夏威夷、加拉帕戈斯群岛、冰岛以及东非的阿法尔地区。
地震图像是研究的关键目的：①地幔柱对于地球大地构造演化有着重要的影响，它控制大陆裂解聚合过程，导致板块内火山地震等现象$地幔柱理论可以解释许多板块学说不能解释的问题，很有可能成为一种更为完善的理论体系。
②洋脊分段主要受地幔岩浆周期性脉动上涌控制,即受岩浆供应方式制约。
事实上造成洋脊分段的动力学岩浆是由地幔柱提供的,而地幔柱提供岩浆的方式对洋脊分段有重要影响发展过程：①20世纪60年代，加拿大地质学家Wilson在研究夏威夷—皇帝火山岛链的起源时，②普林斯顿大学的Morgan在Maruyama的理论中，热幔柱引起超大陆裂解，大洋形成; 冷幔柱导致超大陆聚合等。
日本学者丸山茂德( Maruyama) 认为“板块构造理论只能解释地球表层200km内的现象，而只有地幔柱构造才能说明星球各个层次的演化历史。
”矿床相关对全球主要赋含钒钛磁铁矿床的层状岩体和铜镍硫化物矿床的镁铁—超镁铁质岩体的统计表明，地幔柱成因的大火成岩省是形成岩浆铜镍硫化物矿床和钒钛磁铁矿床的主要场所！卡林型金矿矿集区、与基性超基性岩有关Cu-Ni-PGE硫化物矿床(以Naldrett为首的研究组在31届国际地质大会上对近年来取得重大突破的Voisey'Bay Ni-Cu-Co-PGE矿床与地幔柱的关系进行了系统介绍)、条带状铁建造等方面取得了显著进展1998年以来,开始对地幔柱的成矿问题进行新的研究。
高考地理一轮复习课时跟踪练14含答案
课时跟踪练14 塑造地表形态的力量和常见地貌类型一、选择题夏威夷—皇帝海山链由两部分组成：没入海中的皇帝海山链和出露海面的夏威夷岛链(图1所示)。
这些海底火山的年龄从西北到东南逐渐变“年轻”，“身高”也在增长。
20世纪60年代，有学者提出了地球热点理论：随着板块运动，板块漂移过地幔柱时，地幔柱的“羽流”冲破岩石圈造成火山喷发(图2所示)。
据此完成1～2题。
1．近年来，夏威夷基拉韦厄火山连续喷发，大量熔岩在海中快速冷却形成()A．侵入岩B．变质岩C．沉积岩D．喷出岩2．皇帝海山链中的海山均没于海面以下，是因为()A．海洋地壳下沉B．火山喷发规模小C．受外力侵蚀D．海平面上升1．D 2.C第1题，熔岩形成岩浆岩，岩浆岩分为侵入岩和喷出岩，侵入岩未喷出地表，喷出岩喷出地表，受海水冷却形成的是喷出岩，D正确。
第2题，皇帝海山链中的海山均没于海面以下，是因为受外力侵蚀，如海浪侵蚀等，C正确。
倒石堆是一种发育在岩壁下由大量松散且呈棱角状的岩屑堆积而成的坡地地貌(下图)，在天山等高山地区广泛发育。
据此完成3～4题。
3．形成倒石堆的岩屑物质主要来源于岩壁的()A．流水侵蚀作用B．物理风化作用C．风力侵蚀作用D．冰川侵蚀作用4．影响倒石堆的岩屑碎块分选性的主要因素是()A．坡度B．海拔C．形状D．温度3．B 4.A第3题，根据材料信息，倒石堆是一种发育在岩壁下由大量松散且呈棱角状的岩屑堆积而成的坡地地貌，棱角分明主要是因为在温度变化下，地表或接近地表的岩石、矿物在原地发生机械破碎，故倒石堆的碎屑物质主要来源于岩壁的物理风化作用，B正确；流水侵蚀和风力侵蚀作用下岩石磨圆，棱角不明显，且风力搬运能力较弱，一般无法搬运颗粒较大的碎屑物质，A、C错误；冰川侵蚀形成冰斗、角峰或U形谷，D错误。
第4题，读图可知，岩壁坡度大，无倒石堆分布，而岩壁下坡度较小，发育倒石堆；且大颗粒岩屑较重，滚动动能较大，可以滚到倒石堆边缘；小颗粒岩屑较轻，留在倒石堆上部，其分布规律与倒石堆坡度、风化作用等有密切关系，A正确。
第四章 地幔柱构造
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？）。
（1）地幔柱的启动和上升 （2）地幔柱的脉冲运动特征 （3）地幔对流对地幔柱运动的影响
1. 形态特征
目前有关地幔基本特征的认识主要来源于对地 幔柱作用产物—热点火山链和大陆溢流玄武岩的 直接观察和对地幔柱所进行的各种模拟实验研究。
Whitehead -Luther（1975）用染色水从高粘度 和高密度的葡萄糖浆底部注入。结果产生大头细 尾形态。他们认为从地球深部高温低粘度D”层产 生的热幔柱的形态应与此相似。他们实验还证明， 热幔柱顶冠大小与尾柱直径粗细的比例关系主要 取决于热幔柱和周围物质的粘度差，粘度差愈大， 尾柱愈细。Olson等（1988）用计算机进行二维对 流模拟实验也产生了类似形态。日本学者丸山茂 德等（1991）通过地震层析成像技术推测地幔柱 的形态。
②热幔柱的化学成分特征表明它主要来源于富集型地 幔（即下地幔）；
研究表明，如果D”层受到某种热扰动，其物 质的粘度会降低，流动性增强，在热梯度的驱动 下，所有受扰动作用的高温低粘度物质会向热边 界层最低处汇聚，并在那里形成地幔柱。
近年来研究结果表明，热幔柱上升速率是非 常慢的，认为一个典型的热幔柱从D”层到达地表 （或近地表）大约需要100Ma，其相对移动速度 一般低于1cm/a，大规模的溢流玄武岩是热幔柱 经过长期积累和捕虏周围地幔所形成的巨大球状 顶冠减压熔融喷发产物，在通道打通之前，热幔 柱不可能快速上升，因为上升过程和喷发过程都 会导致热量的大量散失，从而减少地幔柱的活动 能力。
地幔柱、埃达克岩
地球的超级地幔柱示意图 （据Maruyama，1994）
热点与地幔柱的分类
按产出环境划分 产于大陆地壳的 热点 按起源深度划分 深源：2900km 核-幔边界 按演化阶段划分 初始阶段的地幔柱 上升阶段的地幔柱 作用于地壳的 地幔柱 衰退阶段的地幔柱
产于大洋地壳的 热点
浅源：670km 不连续面
（3）热点与地幔柱的分布与数量
当地幔柱之上为古老的地壳软弱带时，往往发育 热点的岩浆作用；当地幔柱之上为稳定的克拉通时， 通常仅仅产生穹隆，形成高点；而在热点或高点之 间，一般是较大的盆地，对应着深部的地幔下沉带。
当大陆岩石圈从一个强大的热点之上漂过时，就 会形成一串反映岩石圈运动轨迹的玄武岩火山。大 洋中线状排列的火山岛屿或海山，是大洋岩石圈在 上地幔中的热点之上运动所形成的轨迹；而扩张脊 和大洋盆地等，则是地幔热点之上大陆裂谷—大洋 裂谷的发展与演化的结果。
然而随着科技的发展，板块构造理论的 不完善之处也逐渐显见，比如板块运动 的驱动力、大陆板块内部出现大陆溢流 玄武岩、大洋板块内部出现火山链等问 题，板块构造学说难于解释。 正是为了弥补板块构造学说的不足，科 学家们才提出了地幔柱构造理论。
地幔柱假说最初是用于解释夏威夷火山 岛的成因，逐渐完善成功地解释了板块 构造学说最具挑战性的海底火山链和大 陆溢流玄武岩的成因（Richards et al,1989;Duncan and Richards,1991）, 并提出了板块内部和地球深部的活动性 问题，深化、完善了板块构造学说。
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埃达克岩(Adakite)：俯冲板片部分熔融 （>75Km）并与地幔橄榄岩交代作用， 角闪石、石榴石残留（高Si埃达克岩）； 被长英质板片熔体交代的地幔楔部分熔 融（低Si埃达克岩）（Martin et al.,2005）；富铌玄武岩－被埃达克熔体 交代过的地幔部分熔融的产物
专题04 地质地貌-2024年高考真题和模拟题地理分类汇编(学生卷)
专题04 地质地貌（2024·广东）发育于云南省临沧市某处半山腰的硝洞是一个石灰岩溶洞，洞内有较厚的夹杂石灰岩砾石块的粉砂质黏土沉积物，其表层有约2m厚的文化层（含有古人类活动遗留物的沉积层）。
左图为硝洞剖面示意图；右图为自洞内望向洞口方向的景观照片。
据此完成下面小题。
1．（影响地貌形成的因素）参与该溶洞形成的主要外力作用包括（）①化学溶蚀②重力崩塌③冰川刨蚀④风力吹蚀⑤流水侵蚀A．①②③B．①②⑤C．①④⑤D．③④⑤2．（外力作用）可推断，该溶洞内的粉砂质黏土沉积物主要源自（）A．洞顶的滴水化学淀积物B．人类活动遗留的堆填物C．洞内石灰岩崩塌堆积物D．地质时期的流水搬运物（2024·浙江1月）河流阶地是发育在河谷两侧高水位之上的阶梯状台地。
下图为某河流阶地剖面示意图，图中标注的时间为阶地形成的距今时间。
完成下面小题。
3．（河流阶地地貌）各级阶地形成过程中（）A．T1抬升速率最大B．T2抬升幅度最大C．T3下沉速率最小D．T4下沉幅度最小4．（河流阶地地貌）与其他阶地相比，T2具有不同结构，可能是（）A．形成时位于曲流的凸岸处B．形成时河流侧蚀河床展宽C．形成后风力侵蚀向上搬运D．形成后遭遇特大洪水事件（2024·山东）锡拉岛位于地中海，整个岛屿被厚厚的火山岩和火山灰覆盖，夏季岛上北风频发。
约3600年前的古锡拉岛是一个圆形的大岛（范围包括现在的锡拉岛和附近小岛，以及这些岛屿之间的海域），后来演变成环形群岛，其中最大的岛屿为锡拉岛（左图）。
锡拉岛的西部葡萄种植历史悠久，当地农民在管理葡萄时将葡萄藤盘成圆形的篮子状（右图），并将葡萄果实置于“篮子”内生长。
据此完成下面小题。
5．（构造运动）导致古锡拉岛演变为环形群岛的主要地质作用是（）A．火山喷发B．地壳运动C．海浪侵蚀D．风力侵蚀（2024·全国甲）阿拉斯加某冰川前端（61.5°N，142.9°W附近）的冰面上，呈斑块状分布着少量的矿物质，并生长着一种苔藓球。
地幔柱4
地幔热柱 - 大陆裂谷岩浆作用，是地幔热柱 - 热点岩浆作 用进一步发展的产物，也是地幔柱构造岩浆作用过程中岩浆 活动广泛发育的演化阶段。它广泛发育于地球演化各地质历 史时期，与超大陆旋回的大陆解体岩浆作用相对应。地幔热 柱-大陆裂谷岩浆作用又包括地幔热柱 -大陆裂谷(三联点、夭 折裂谷、拗拉谷等各种大陆裂谷)构造系统岩浆作用和地幔热 柱-亲弧裂谷系统岩浆作用。 地幔热柱-大洋扩张岩浆作用又是地幔热柱 -大陆裂谷-大 洋裂谷岩浆作用的进一步发展，主要发育于显生宙。冷幔柱 的岩浆作用可划分为冷幔柱-前寒武纪硅铝壳造山岩浆作用和 冷幔柱-显生宙硅铝壳或洋壳造山岩浆作用。
克尔格伦 (Kerguelen) 海台：与翁通爪洼海台相比，克尔格伦海 台的地壳厚度要小得多，约为 15～ 20km。大洋钻探资料表明其 喷发环境为陆相(Schlich等，1989)。缺少充分的年代学资料，但 如果台地的增生是伴随着南印度洋的打开的话，那么岩浆活动可 能持续了 40Ma(Saunders 等， 1994) 。 Mattielli ， N ．等人 (1996) 通过对橄榄岩 (Iα 型：方辉橄榄岩、贫单斜辉石的二辉橄榄岩； Iβ型：纯橄岩)、含二辉尖晶石超基性和基性包体(IIα型：富单斜 辉石的二辉橄榄岩、异剥橄榄岩、二辉岩、变辉长岩和斜长岩 ) 及钛铁矿变辉长岩 (IIc 型 ) 的研究，发现亏损型 MORB( 富含 II 型 包体)与克尔格伦幔柱 (富含I型包体)之间存在不同程度的相互作 用。 I 型橄榄岩是克尔格伦幔柱部分熔融的残余； II 型包体则是 拉斑玄武岩浆的深部结晶堆积岩。同位素地球化学研究还强调了 克尔格伦幔柱的演化历史中，幔柱与扩张脊之间相互作用的重要 性。II型包体的同位素和岩石地球化学特征证实了克尔格伦海台 的北部类似于冰岛型构造背景的想法 (地球物理资料表明北克尔 格伦的地壳结构类似于现代的冰岛，Recq等，1990；1995)，而I 型包体(类似于瓦胡岛上发现的包体)的研究结果则表明克尔格伦 岛与夏威夷型板内火山构造环境相似。
夏威夷群岛火山形成原因与其地质地貌状况综述
题目(中)夏威夷群岛火山形成原因与其地质地貌状况综述(英)Reviews of the Formation of Hawaii Islands’ Volcanoes and Geological Landform Conditions姓名与学号平帆 3120100152指导教师章凤奇年级与专业 2012级农业资源与环境所在学院环境与资源学院夏威夷群岛火山形成原因与其地质地貌状况综述平帆（浙江大学环境与资源学院，杭州）摘要：本文根据现有资料，对夏威夷群岛即火山岛成因的诸多假设进行探讨，简述夏威夷主要火山岛上的地质地貌状况，并对现今Kilauea夏威夷型喷发和海底火山滑坡等火山构造带来的自然灾害性地质活动进行探讨。
关键词:夏威夷群岛；火山；地质地貌；地幔柱。
Reviews of the Formation of Hawaii Islands’ Volcanoes and Geological Landform ConditionsPING Fan(Zhejiang University, College of Environmental and Resource Sciences, Hangzhou)Abstract:According to the data, several hypotheses about the formation of the Hawaiian Islands’ volcanic chain will be mentioned. This paper briefly describes main volcanic geology conditions on the island. Then it explores geological disaster happening on the Hawaii and Kilauea in Hawaii, whose eruption and submarine volcano landslide cause grave consequences on the local and the world.Key words: Hawaii Islands; Volcano; Geologic Feature; Mantle Plume1引言夏威夷群岛地处于太平洋中部，是由由自北西至南东延伸2400千米的19座较大岛屿和其他小岛组成的群岛。