大火成岩省的地幔柱成因
地幔柱名词解释
地幔柱名词解释
地幔柱（Mantle plume）是一个地质学术语，指的是地球内部热量上升并形成的热柱状物质运动。
这种物质运动的来源是地幔深处的热量，其中包含了较高温度和较低密度的物质。
地幔柱的形成是由于地幔上升的热量和物质集中在一个热点上，并向地球表面传播。
地幔柱已经被认为是一种造山作用的主要机制之一。
当地幔柱穿过地球的岩石地壳时，它们会通过热量传递和物质运动形成火山和岩浆洪流。
这些火山和岩浆洪流可以形成山脉和岛屿。
地幔柱也是地球上现存火山喷发和地震的原因之一。
地幔柱的研究对于理解地球内部的物质运动和地球演化历程非常重要。
科学家们使用多种技术手段来探测地幔柱，例如地震波传播速度的测量和地球磁场的变化等。
近年来，随着科技的不断发展，人们对地幔柱的认识不断深入，这有助于我们了解地球内部结构和地球演化历程的全貌。
“大火成岩省”是什么省？
矿物岩石地球化学通报・科普园地•Bulletin of Mineralogy,Petrology and GeochemistryVol.38No.2,Mar.,2019“大火成岩省”是什么省?□李娴说起“XX省”，我们的第一反应是：行政区划单位。
在中国，“省”是地方最大的一级行政区域，直属中央，目前全国共设有34个省。
找遍中国行政区划图，却没发现有叫“大火成岩”的省，难道是国外的某省？即使翻遍世界各国行政区划图也找不到。
直到看见一张地质图（图1）,才看到上面标了大火成岩省（Large Igneous Provinces,简称LIP），原来大火成岩省是指特定的地质区域，那么什么是大火成岩省呢？图1大火成岩省地质图什么是大火成岩省？1992年，地质学家Coffin和Eldholm首次使用大火成岩省来描述在极短的地质时间间隔内（几百万年甚至更短）发生的面积超过10万平方公里的镁铁质火成岩喷发或侵入，不包括洋中脊处海底扩张产生的玄武岩海床以及其他正常的板块构造形成的火成岩区域。
大火成岩省不仅是指铁镁质火成岩的大规模堆积，也包括了所有类型的火成岩，有学者提出根据岩浆是否喷出地表，将大火成岩省分为大型火山省（喷出岩）和大型深成岩省（侵入岩，未喷出地表）。
后来，大火成岩省的定义经历了不断的扩展和完善，目前所说大火成岩省是指连续的、体积庞大的火成岩所构成的大规模岩浆区域，包括与大陆裂谷伴生的大陆溢流玄武岩、海底扩张两侧的火山型被动大陆边缘、大洋高原、海岭、海山群和大洋盆地的溢流玄武岩，大火成岩省的分布面积往往大于0.1X106km2,岩浆岩体积大于0.1X106km',短时间喷发（约1〜5百万年）的岩浆体积占整个火山活动岩浆体积的比例超过75%O目前，地质研究已确定了一些大火成岩省（图2）,有些大火成岩省现在还是完整的，如印度的德干大火成岩省（Deccan Traps）,有些则被板块构造运动所肢解，如中大西洋火成岩区域（CAMP）分布在巴西、北美东部、非洲西北部。
峨眉山大火成岩省的岩石圈结构：对地幔柱-岩石圈相互作用的启示
２０２３／０３９（０９）：２５４１ ２５５３ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ 岩石学报ｄｏｉ：１０．１８６５４／１０００ ０５６９／２０２３．０９．０１陈 ，赵与同，刘佳乐等．２０２３．峨眉山大火成岩省的岩石圈结构：对地幔柱 岩石圈相互作用的启示．岩石学报，３９（０９）：２５４１－２５５３，ｄｏｉ：１０．１８６５４／１０００－０５６９／２０２３．０９．０１峨眉山大火成岩省的岩石圈结构：对地幔柱 岩石圈相互作用的启示陈 １，２ 赵与同１，２，３ 刘佳乐１，２，３ 梁晓峰１，２ 李玮４ 徐义刚５，６，２，ＺＨＡＯＹｕＴｏｎｇ１，２，３，ＬＩＵＪｉａＬｅ１，２，３，ＬＩＡＮＧＸｉａｏＦｅｎｇ１，２，ＬＩＷｅｉ４ａｎｄＸＵＹｉＧａｎｇ５，６ＣＨＥＮＹｕｎ１１ 中国科学院地质与地球物理研究所，岩石圈演化国家重点实验室，北京 １０００２９２ 中国科学院地球科学研究院，北京 １０００２９３ 中国科学院大学地球与行星科学学院，北京 １０００４９４ 中国地质大学（武汉）地球物理与空间信息学院，武汉 ４３００７４５ 中国科学院广州地球化学研究所，同位素地球化学国家重点实验室，广州 ５１０６４０６ 中国科学院深地卓越创新中心，广州 ５１０６４０１ ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＬｉｔｈｏｓｐｈｅｒｉｃＥｖｏｌｕｔｉｏｎ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９，Ｃｈｉｎａ２ ＩｎｎｏｖａｔｉｏｎＡｃａｄｅｍｙｆｏｒＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９，Ｃｈｉｎａ３ ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥａｒｔｈａｎｄＰｌａｎｅｔａｒｙＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４９，Ｃｈｉｎａ４ ＳｃｈｏｏｌｏｆＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓａｎｄＧｅｏｍａｔｉｃｓ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ（Ｗｕｈａｎ），Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｃｈｉｎａ５ ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＩｓｏｔｏｐｅＧｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＧｕａｎｇｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ６ ＣＡＳＣｅｎｔｅｒｆｏｒＥｘｃｅｌｌｅｎｃｅｉｎＤｅｅｐＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ２０２３ ０５ １４收稿，２０２３ ０５ ３１改回ＣｈｅｎＹ，ＺｈａｏＹＴ，ＬｉｕＪＬ，ＬｉａｎｇＸＦ，ＬｉＷａｎｄＸｕＹＧ ２０２３ ＬｉｔｈｏｓｐｈｅｒｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅＥｍｅｉｓｈａｎＬａｒｇｅＩｇｎｅｏｕｓＰｒｏｖｉｎｃｅ：Ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｆｏｒｐｌｕｍｅ ｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ．ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，３９（９）：２５４１－２５５３，ｄｏｉ：１０．１８６５４／１０００ ０５６９／２０２３．０９．０１Ａｂｓｔｒａｃｔ ＥｍｅｉｓｈａｎＬａｒｇｅＩｇｎｅｏｕｓＰｒｏｖｉｎｃｅ（ＬＩＰ）ｉｓｌｏｃａｔｅｄａｔｔｈｅｗｅｓｔｅｒｎｍａｒｇｉｎｏｆｔｈｅＹａｎｇｔｚｅＣｒａｔｏｎａｎｄｉｓｇｅｎｅｒａｌｌｙｂｅｌｉｅｖｅｄａｓｔｈｅｍｅｌｔｉｎｇｐｒｏｄｕｃｔｏｆｔｈｅＥｍｅｉｓｈａｎｍａｎｔｌｅｐｌｕｍｅｈｅａｄａｔｔｈｅｍｉｄｄｌｅ ｌａｔｅＰｅｒｍｉａｎ Ｔｏｂｅｔｔｅｒｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｐｌｕｍｅ ｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｓ，ｗｅｕｓｅｄｔｈｅＳ ｗａｖｅｒｅｃｅｉｖｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｔｏｉｍａｇｅｔｈｅｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｉｃｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｉｔｉｅｓａｃｒｏｓｓｔｈｅＥｍｅｉｓｈａｎＬＩＰ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｂｒｏａｄｂａｎｄｓｅｉｓｍｉｃｄａｔａｆｒｏｍｔｈｅＣＯＭＰＡＳＳ ＥＬＩＰｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ＣｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅＳ ｗａｖｅｖｅｌｏｃｉｔｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｂｙｔｈｅｔｅｌｅｓｅｉｓｍｉｃＳ ｗａｖｅｆｉｎｉｔｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｔｏｍｏｇｒａｐｈｙｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｄａｔａｏｆｔｈｅｓａｍｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ａｎｄｅｘｔｒａｃｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｗａｖｅｔｏｍｏｇｒａｐｈｙｉｎＥａｓｔＡｓｉａ，ｗｅｏｂｔａｉｎｅｄｔｈｅｌａｔｅｒａｌｖａｒｉａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｂｅｎｅａｔｈｔｈｅＥｍｅｉｓｈａｎＬＩＰ Ｏｕｒｒｅｓｕｌｔｓｒｅｖｅａｌｃｒｕｓｔａｌｔｈｉｃｋｅｎｉｎｇｂｙ１５～２０ｋｍａｎｄｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｉｃｔｈｉｎｎｉｎｇｏｆ～５０ｋｍｂｅｎｅａｔｈｔｈｅｉｎｎｅｒｚｏｎｅ（ＩＮＺ）ｏｆｔｈｅＥｍｅｉｓｈａｎＬＩＰ ＴｈｅｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｉｃｍａｎｔｌｅｂｅｎｅａｔｈｔｈｅＩＮＺｉｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｔｈｅｌａｙｅｒｅｄｈｉｇｈ ｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｏｍａｌｙ，ｂｕｔｗｉｔｈｎｏｎ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙｃｏｎｖｅｒｔｅｄｐｈａｓｅｏｆＳｗａｖｅｒｅｃｅｉｖｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎｓａｔｔｈｅｂａｓｅｏｆｔｈｅｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｅ Ｔｈｅｔｈｉｃｋｅｓｔｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｅｏｆ～１７０ｋｍｉｓｉｍａｇｅｄｂｅｎｅａｔｈｔｈｅｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｚｏｎｅ（ＩＭＺ）ａｎｄｔｈａｔｂｅｎｅａｔｈｔｈｅｏｕｔｅｒｚｏｎｅ（ＯＴＺ）ｉｓ～１５０ｋｍ Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｏｕｒｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍｉｄ ｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｉｃｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ（ＭＬＤ）ｉｓｗｅｌｌ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂｅｎｅａｔｈｔｈｅＩＭＺａｎｄＯＴＺ，ａｎｄｔｈｅｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｅ ａｓｔｈｅｎｏｓｐｈｅｒｅｂｏｕｎｄａｒｙ（ＬＡＢ）ｉｓｌｏｃａｌｌｙｕｎｄｅｔｅｃｔａｂｌｅｗｈｅｒｅｔｈｅｌｏｗ ｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｏｍａｌｙｅｘｉｓｔｓｉｎｔｈｅｕｐｐｅｒｍａｎｔｌｅｏｆｔｈｅＩＭＺ Ｔｈｅｓｅ，ｔｏｇｅｔｈｅｒｗｉｔｈｐｅｔｒｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌａｎａｌｙｓｅｓａｎｄｇｅｏｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｉｎｇ，ａｌｌｏｗｕｓｔｏｐｒｏｐｏｓｅａｐｌｕｍｅ ｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｔｏａｃｃｏｕｎｔｆｏｒｖａｒｉａｂｌｅｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｉｃｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｃｒｏｓｓｔｈｅＥｍｅｉｓｈａｎＬＩＰ ＴｈｅＩＮＺ ｓｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｅｗａｓｏｎｃｅｒａｐｉｄｌｙｔｈｉｎｎｅｄｄｕｅｔｏｔｈｅｔｈｅｒｍａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｉｍｐａｃｔｏｆｔｈｅｍａｎｔｌｅｐｌｕｍｅｈｅａｄ Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅｈｉｇｈ ｄｅｇｒｅｅｄｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｍｅｌｔｉｎｇｏｆｔｈｅｍａｎｔｌｅｐｌｕｍｅｈｅａｄｇｅｎｅｒａｔｅｄｌａｒｇｅ ｖｏｌｕｍｅｍａｇｍａ，ｓｏｍｅｏｆｗｈｉｃｈｈａｄｐｅｎｅｔｒａｔｅｄｔｈｅｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｉｃｍａｎｔｌｅａｎｄｔｈｅｃｒｕｓｔ，ｗｈｉｌｅｓｏｍｅｅｒｕｐｔｅｄａｓｔｈｅＥｍｅｉｓｈａｎｂａｓａｌｔｓ ＴｈｅＩＮＺ ｓｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｅｔｈｕｓｍａｉｎｌｙｓｈｏｗｓ本文受国家重点研发计划（２０２２ＹＦＦ０８０１００３）资助．第一作者简介：陈 ，男，１９７４年生，博士，副研究员，主要从事壳幔结构成像与动力学研究，Ｅ ｍａｉｌ：ｙｕｎｃｈｅｎ＠ｍａｉｌ．ｉｇｇｃａｓ．ａｃ．ｃｎCopyright©博看网. All Rights Reserved.ａｖｅｒｔｉｃａｌｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎ ＩｎｔｈｅＩＭＺ，ｔｈｅｂａｓａｌｓｈｅａｒｏｆｔｈｅｍａｎｔｌｅｐｌｕｍｅｐｅｒｉｐｈｅｒｙｗａｓｒｅｓｐｏｎｓｉｂｌｅｆｏｒｔｈｅｌａｔｅｒａｌｅｘｔｅｎｓｉｏｎｏｆｔｈｅｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｉｃｍａｎｔｌｅａｎｄｅｖｅｎｈａｓｃａｕｓｅｄｌｏｃａｌｉｚｅｄｔｅａｒｉｎｇｂｙｔｈｅｒｍａｌ ｃｈｅｍｉｃａｌｅｒｏｓｉｏｎ ＴｈｅＯＴＺ ｓｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｅｗａｓｍａｉｎｌｙｄｒａｇｇｅｄｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ，ｌｅａｄｉｎｇｔｏｃｅｒｔａｉｎｄｅｔａｃｈｍｅｎｔａｎｄｔｈｉｎｎｉｎｇｏｆｔｈｅｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｅ Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｌａｙｅｒｅｄｈｉｇｈ ｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｏｍａｌｙｉｍａｇｅｄｂｅｎｅａｔｈｔｈｅＩＮＺｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｔｈｉｎｎｅｄｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｅａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｐｌｕｍｅａｃｔｉｖｉｔｙｗｏｕｌｄｈａｖｅｂｅｅｎｐａｒｔｌｙｒｅ ｈｅａｌｅｄｂｙｔｒａｐｐｉｎｇｔｈｅｒｅｓｉｄｕａｌｓｌｅｆｔｂｙｔｈｅｍｅｌｔｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｌｕｍｅ Ｃｏｎｓｅｑｕｅｎｔｌｙ，ｔｈｅｐｌｕｍｅ ｍｏｄｉｆｉｅｄｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｅｏｆｔｈｅＩＮＺｂｅｃａｍｅｍｏｒｅｄｅｐｌｅｔｅｄａｎｄｔｈｕｓｗａｓｌａｒｇｅｌｙｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ ＴｈｅｄｉｓｔｉｎｃｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｅａｃｒｏｓｓｔｈｅＥｍｅｉｓｈａｎＬＩＰｔｈｅｒｅｆｏｒｅｐｒｏｖｉｄｅｓｎｅｗｉｎｓｉｇｈｔｓｉｎｔｏｍａｎｔｌｅｐｌｕｍｅ ｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｉｃｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎＫｅｙｗｏｒｄｓ ＥｍｅｉｓｈａｎＬａｒｇｅＩｇｎｅｏｕｓＰｒｏｖｉｎｃｅ；Ｐｌｕｍｅ ｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ；Ｓ ｗａｖｅｒｅｃｅｉｖｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎ；Ｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｅ ａｓｔｈｅｎｏｓｐｈｅｒｅｂｏｕｎｄａｒｙ；Ｍｉｄ ｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｉｃｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ摘 要 峨眉山大火成岩省位于扬子克拉通西缘，是中 晚二叠世峨眉山古地幔柱头熔融的产物。
大火成岩省——精选推荐
⼤⽕成岩省定义⼤⽕成岩省是指体积达到了≥10^4km³的巨⼤规模⽞武质岩浆溢流省(也包括长英质⼤⽕成岩省但较少)。
历史上最⼤规模的⼤⽕成岩省事件发⽣在⼤约~122Ma的西北太平洋地区，最近⼀次⼤规模的⼤⽕成岩省发⽣在~16Ma的北美西部哥伦⽐亚河⼀带。
成因它们形成于具有流动性岩浆长期间歇喷发，岩浆叠层⽽成。
⼤部分的⼤⽕成岩省为地幔柱成因。
当板块聚合时，⼤量俯冲板块会滞留在上下地幔转换带，可能达到100MY之久。
最后会发⽣重⼒坍塌，向外地核接近，这时称为冷地幔。
当冷地幔落⼊地核后，会改变核幔边界的热结构，这时会上升起⼀股地幔柱。
当地幔柱到达地壳下后，如果地壳厚度薄，那么⼤部分岩浆来⾃于地幔柱的减压绝热熔融，地球化学上类似洋岛⽞武岩(德⼲)。
如果地壳相对厚度较厚，那么地幔柱柱头所烘烤的地壳会发⽣熔融形成长英质岩浆，这种情况下的喷发会出现⼤规模爆炸式喷发(⼤部分还是来⾃地幔柱岩浆供应⽽不是地壳熔融)。
在国内，塔⾥⽊⼤⽕成岩省的成因提供了⼀个另⼀个的⼤⽕成岩省的形成⽅式，它是由地幔柱减压熔融和地壳熔融共同作⽤下所形成的。
最新的⼀种⼤⽕成岩省⽅式最近被提出了，参考的是美国西部哥伦⽐亚河⽞武岩组，亚软流圈(sub-slab asthenospheric)上涌并热侵蚀板块，导致板块厚度减⼩，通过动⼒压⼒梯度驱动，⼤规模裂⾕最终形成。
挥发份含量及⽣物⼤灭绝⼤⽕成岩省事件属于地幔柱柱头作⽤，它的岩浆为极其富集硫的⽞武岩岩浆，通常脱⽓可达到~500~1000ppm。
这种岩浆事件本⾝含硫⾮常⾼，它们并没有"过量硫"(硫来⾃⽕⼭的⽓相)。
它们喷发都是世界上对⽓候影响最⼤的喷发，⼤部分喷发都对应了⽣物⼤灭绝事件或海洋缺氧事件。
历史上最⼤规模⽣物⼤灭绝事件被称为三叠纪—⼆叠纪交界⽣物⼤灭绝事件，这次灭绝时间在地质历史上对应了世界最⼤陆地⼤⽕成岩省—西伯利亚溢流⽞武岩事件。
喷发过程喷发前由地幔柱模型显⽰地壳会因为地幔柱柱浮⼒⽽上升，即地壳隆⽣。
大火成岩省的地幔柱成因浅论
出露于大洋或大陆 ，呈一维有时是二维无 震脊 由热点处 向外延
伸 。地幔柱起源 于地球 内部的热界面层 ， 即与热界面层间的热扰
动 有 密 切 关 系 的 ２９ ０ ｍ 处 的 核一 幔 不连 续 面 （ ＭＢ） 近 的 Ｄ ０ ｋ Ｃ 附
层， 这一观点 目前已被大多数地质学家所 认可 。
１ 地幔 柱理 论
Ｍｏ ａ ｒ ｎ首 次提出了“ ｇ 地幔柱 ” 明确定义 ： 幔柱是 地球深 的 地
部来源 的物质 ， 由于放射性 元素的分裂、 热能释放而炽热上升 的
圆筒状物质流。地幔柱以火 山作用 、 高热流和上隆为标志 。主要 特征 为： 上隆并伴 随着火山作用 产生碱性玄武 岩、 流纹岩及深海 拉斑玄武岩 ， 具有 独特的地球化 学特 征； 重力大 ； 热 ； 高 地幔柱可
收 稿 日期 ：０ ｏ ０ — ６ ２ ｌ－ ５ ２
大火 威岩省的 沾慢 往 威 围浅论
宋佳瑶 一王 ， 扉ｚ
（． １ 西北大学大陆动力学重点实验室 ， 西北大学地质学 系 ， 陕西西安 ， １０ ９ ２ ７ ０ ６ ；． 长庆油 田第二采气厂 ， 陕西榆林 ， １００ ７９０ ）
摘 要： 简要 介 绍 了一 些 关 于 地 慢 柱 理 论 和 大 火 成 岩 省 的 基 本 问题 ， 合 前 人 的研 究 结
［４ 陈振岩 ， １］ 孟元林 ， 高建 军 ， ． 等 鸳鸯沟洼 陷西斜 坡成岩作用
定量表征及有利 区带预测［］ Ｊ． 地学前缘 ，０ ８ １（ ）７ — ９ ２ ０ ，５ １ ：１ ７ ． ［５ 孟元林 ， １］ 王志国 ， 杨俊 生 ， ． 等 成岩作用过 程综合 模拟及其
应 用 ［］ 油 实 验 地质 ，０ ３ ２ （ ）２ １２ ５ ２０ Ｊ． 石 ２０ ，５ ２ ：１－ １ ；２ ．
热点-地幔柱说的主要内容
热点-地幔柱说的主要内容1. 什么是地幔柱？地幔柱，这个名字听起来很高大上，但其实它就是个简单的概念。
你可以想象一下，一个强壮的小火山，底下有个“柱子”，直直地从地球的深处升上来，像是打破了地壳的封印。
这个“柱子”其实是热的岩石，它从地球内部升腾，带着能量和热量，结果在地表形成了火山。
而这种地幔柱的存在，能让我们更好地理解地球的结构和它的“脾气”。
说白了，地幔柱就是地球的一种“发热现象”，它能告诉我们，地球可不是一块冰冷的石头，而是一个充满活动的大家伙。
2. 地幔柱的形成原因2.1 地球内部的热流地球内部的热流可不简单，想象一下，就像锅里的水在加热，总有水蒸气冒出来。
地幔柱的形成，正是因为地球内部的温度差异，热量在地壳和地幔之间游走。
有些地方热得要命，有些地方却凉凉的。
这种温度差就像是一个巨大的“热气球”，想要往上升，自然就形成了地幔柱。
2.2 板块运动的影响咱们地球上的岩石板块可不是安分守己，它们时不时就会“挤压”或者“碰撞”，就像在打麻将时的“碰”。
这种运动会影响地幔柱的位置和强度，有时候一个地方的地幔柱活跃了，周围的火山也会跟着“热闹”起来。
要是一个地方有多个地幔柱，简直就是“火山大会”，地球就像一个喜剧舞台，时不时给我们来点“表演”。
3. 地幔柱的影响3.1 火山活动地幔柱的存在，直接影响着火山的活动。
火山可不只是简单的喷发，它们的形成、爆发，都和底下的地幔柱有着千丝万缕的关系。
比如，夏威夷的火山就是因为底下有一个强大的地幔柱，源源不断地将熔岩送上地面，形成了那迷人的群岛。
就好比一位调皮的孩子，时不时在家里捣蛋，给大家带来惊喜和惊吓。
3.2 地球的演化此外，地幔柱也对地球的演化起着重要作用。
地球的表面不断变化，山脉、平原、海洋，都是在这些地幔柱的推动下形成的。
就像是一位伟大的雕塑家，雕刻出大自然的美丽作品。
没有这些地幔柱，地球就会显得单调无趣，连风景都少了很多层次感。
4. 小结总之，地幔柱虽然看似简单，但它的作用可大了。
地幔柱假说
地幔柱假说
地幔柱假说（Mantle Plume Hypothesis）是地球科学中关于热点火山（Hotspot volcanism）的一个理论，该理论最早由J. Tuzo Wilson在1963年提出，并在1971年由W. Jason Morgan进一步发展。
这一假说试图解释某些火山活动与板块构造理论难以说明的现象，尤其是位于大洋洲中部和非大陆边缘地区的火山活动。
按照地幔柱假说：
1.地幔柱的起源：地幔柱是从地球的较深层—可能是
地幔和核心的边界—上升的热物质的柱状结构。
它
们是由于地幔中温度和密度的不均匀性导致的对流
现象。
2.地幔柱的特征：这些上升的地幔物质较周围地幔更
热、更轻，因此具有浮力，可以穿过更加冷且密的
上部地幔，最终达到地壳。
3.火山岛链的形成：地幔柱抵达地壳底部后，热和物
质的上升会造成地壳熔融，形成岩浆，进而可能导
致地表火山活动。
随着板块的移动，原来的火山逐
渐远离地幔柱热点，新的火山又会在板块上方地幔
柱的新位置形成。
这个过程形成了一系列的火山岛
链，其中最著名的例子是夏威夷群岛。
4.热点的追踪：由于板块相对地幔的移动，这些火山
岛链记录了板块过去的移动路径，岛链上年龄越大
的火山越远离当前的热点位置。
地幔柱假说并非没有争议，它仍然是地质学研究中的一个热点问题。
有的科学家质疑地幔柱的存在，提出了其他解释热点火山的模型，例如大规模的裂谷系统或板块边缘效应等。
不过，地幔柱模型因其能够解释一系列地质现象而被广泛接受。
藏东南措美大火成岩省含水火成杂岩体成因
中文摘要大火成岩省一般以大面积近同期喷发的玄武质岩石为主，含少量长英质岩石，并具有高的地幔潜温和低的水含量。
但出露于青藏高原东南部特提斯喜马拉雅带东段的措美大火成岩省，却具有多样化的岩石类型，包括玄武岩、辉绿岩墙/岩床、辉长岩侵入体和少量层状苦橄玢岩、辉石岩、闪长质岩墙/岩床和酸性火山岩。
这种多样化的岩石类型使措美大火成岩省成为研究大火成岩省中成分多样性的原因和准确刻画岩浆过程的理想研究对象。
早期研究主要聚焦在分布范围、区域年代学格架、玄武质岩石的源区和成因等方面，并不清楚苦橄玢岩、辉石岩和闪长质岩石的原始岩浆成分、熔融条件（包括温度、压力和含水性）和岩浆演化过程，直接限制了对措美大火成岩省岩浆成因机制的理解。
因此，本论文选取措美大火成岩省东部错那地区的苦橄玢岩和相关玄武岩、中部哲古措地区的辉石岩-辉长岩-闪长质侵入杂岩为研究对象，复原原始岩浆成分和熔融条件，分析岩浆演化过程和岩石成因，约束不同岩性之间的成因关联，为刻画大火成岩省岩浆成分多样性的原因提供研究实例。
本论文获得的主要结论如下：（1）错那地区苦橄玢岩的母岩浆的MgO为约20 wt.%，对应的地幔潜温>1550℃。
为措美大火成岩省地幔柱成因提供了关键性的约束。
错那苦橄玢岩和共生玄武岩具有平行的微量元素分布型式和相似的Nd和Os同位素组成表明两者来自同一地幔源区。
（2）哲古措地区发育有橄榄二辉岩、辉长岩、角闪辉长岩、辉绿岩、闪长岩、石英闪长岩和英云闪长岩岩脉或岩墙，构成一套成分连续且多样的侵入杂岩。
两件闪长质岩石样品的锆石U-Pb年龄均为约133 Ma，与措美大火成岩省主要岩浆作用时限一致。
根据其Nd同位素特征共分为两个系列：辉石岩和组I辉长岩系列和组II辉长质岩石和闪长质岩石系列。
辉石岩和组I辉长岩具有负的εNd(t)值，微量元素和同位素模拟表明两者为原始岩浆经历地壳混染作用和橄榄石-辉石结晶分异作用的结果。
组II辉长质岩石和闪长质岩石具有与措美大火成岩省主体玄武质岩石一致的正εNd(t)值，为一套完整的分离结晶序列。
地幔柱构造
地幔柱构造发布时间：2021-06-17T06:03:12.329Z 来源：《防护工程》2021年5期作者：王一烽[导读] 地幔柱是源于核幔边界或上下地幔边界的热异常物质，其隐含的巨大能量导致地幔的大规模熔融和大火成岩省的形成。
本文简要概括地幔柱的起源、演化、地幔柱和地幔柱活动模式。
王一烽长安大学地球科学与资源学院陕西西安 710054摘要：地幔柱是源于核幔边界或上下地幔边界的热异常物质，其隐含的巨大能量导致地幔的大规模熔融和大火成岩省的形成。
本文简要概括地幔柱的起源、演化、地幔柱和地幔柱活动模式。
关键词：地幔柱；起源；演化；大火成岩省0 引言20世纪是大地构造理论研究的黄金时期，经历了从经典的槽台学说到板块学说的转变。
板块构造理论，又称为全球大地构造理论，其突破了经典槽台学说的固定模式，认为包括地壳和软流圈上部的岩石圈板块，无论是大陆地壳还是大洋地壳，都曾经发生过并持续发生了大规模的水平运动。
但对于板块内部的一些岩浆活动等地质现象，板块构造理论模型却无法很好的解释，随后的热点假说以及地幔柱理论很好的补充了板块构造在这方面的缺失。
1 地幔柱概念的提出远离板块边缘的板块内部的地质作用使得板块理论遭受了挑战，尤其是对于大洋热点火山链和大陆溢流玄武岩的分布特点、分布规模、化学成分和形成温度等方面均无法得到考证（赵国春，吴福元，1994）。
Morgan（1971）首次提出地幔柱的含义，他指出：地幔柱是来源于地球深部的物质地幔内存在着一种上升的、圆柱状的、局部熔融的物质流，即“热柱”。
热柱到达于地表之处或地幔热流上升之处，称之为“热点”。
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则形成热点。
2 地幔柱的特点20世纪90年代初，Griffiths和Campbell成功地解决了热驱动和大粘滞度对比这两大模拟热柱的基本问题，据此建立了动态热柱结构模型。
根据其实验结果和数值模拟，认为热柱由两部分组成：大的蘑菇状柱头和细长的热柱尾（Griffiths, Campbell，1990）。
大地-名词解释
三、名词解释①D”层：地幔底部靠近地核的200 km 或300 km的层，化学成分不同于其他地幔物质。
②前陆盆地：又称山前坳陷，介于克拉通与造山带前缘的沉积盆地。
③大火成岩省：由于地幔柱的上顶，导致岩石圈隆起，拉伸，张裂，在地表喷出形成的面积十分巨大的黑色岩系，并伴有一定的侵入岩。
④剥离断层：大规模的低角度正断层，上陡下缓成犁状。
⑤A型俯冲：是指一个大陆岩石圈板块向另一个大陆岩石圈板块之下的俯冲作用。
⑥沉积建造：在一定性质和类型的构造区内及其构造发展阶段中，受古地理条件影响而形成的在沉积相上有生因联系的沉积岩群。
⑦低速高导层：地震波波速底，电导率高的高的部分相当于过去的康氏面。
⑧浊积岩：浊流形成的各类岩石的总称，常见的有英砂岩质的或者灰岩质的。
⑨细碧岩：在说的参与下形成的变质基性火山岩，或是变质的玄武岩。
⑩角斑岩：是海相的中性喷发岩，呈致密角岩状，斑状结构，斑晶多为钠长石或钠.更长石。
⑾地盾：地台的二级构造单元，相对最稳当的部分，长期处于相对上隆期，没有或者很少有沉积盖层，平面呈盾状。
⑿地轴：地台的二级构造单元，相对活动性较大的部分，长期处于相对上隆期，没有或者很少有沉积盖层，平面呈轴状。
⒀转换断层：是横切洋脊的一种剪切断层，且在方向上平行于扩张方向。
⒁贝尼奥夫带：是岩石圈板块貌插入地幔的板块实体，常与海沟相连，在地表上由地震带反应。
⒂热点：是指地幔中相对固定和长期的热物质活动中心，也是地幔柱在地表的显示，具有较高的热流值。
⒃三联结合点：3个板块边界的交汇点。
⒄TTG：原岩为英云闪长岩—奥长花岗岩—花岗岩的麻粒岩。
⒅优/冒地槽：优-有火山岩的地槽冒-没有或者很少火山岩的地槽。
⒆坳拉谷：又称抝拉槽、裂陷槽指以正断层为边界、发育于克拉通内的地槽或地堑。
①叠瓦构造：又称叠瓦冲断层，由互相叠置且倾向相近的一系列逆冲断层和像瓦片一样的断组成，各断层的上盘依次相对上冲。
呈屋顶瓦片或者鳞片状依次叠覆。
②造山作用：是造成岩石圈横向收缩，垂向增厚，隆升成山的作用。
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大火成岩省与地幔柱理论
地幔柱理论诞生于1971 年，Morgan 提出全球约有20 1. 个“热点”，并认为热点源区物质对流上升，其结 大火成岩省定义 构类似于“直达深部地幔的管子” LIPs 具有以下重要特征（徐义刚，2002）：其一， 2. 大火成岩省岩石类型及特征 Morgan 首次提出了“地幔柱”的明确定义：地幔柱是 它由面积广泛基性熔岩流组成（某些地区具有双峰 式分布的征），覆盖面积通常超过1×106 km2，且 3. 地球深部来源的物质，由于放射性元素的分裂、热能 地幔柱理论 大火成岩省(5Large igneous province, 缩写为LIPs) 的含 释放而炽热上升的圆筒状物质流 最大厚度可达 km，甚至一些地区的剖面长达数十 义是指连续的、体积庞大的由镁铁质火山岩及伴生的 至上百千米，如埃塞俄比亚玄武岩体积约为 侵入岩所构成的岩浆建造 , 包括大陆溢流玄武岩、火山 1× 106km3。其二，LIPs 的岩石种类以玄武质熔岩为 4.地幔柱特征 被动陆缘、大洋高原、海岭海山群和洋盆溢流玄武岩 , 主，大多数为 SO2含量比较高的石英拉斑玄武岩， 覆盖面积在105km2 以上( Coffin,1994) 含少量碱性玄武岩和玄武安山岩。其三，地幔柱对 岩石圈的撞击及地幔柱所带来热的影响导致玄武岩 浆喷发之前地壳通常发生隆升
浅谈大火成岩省的地幔柱成因
小组成员：周杰 王俊涛 主 讲 人：周杰
Figure 1 Phanerozoic global LIP distribution (red), with LIPs labelled
提纲
一、大火成岩省与地幔柱理论
二、大火成岩省地幔柱成因分析 三、实例分析—峨眉山大火成岩省
参考文献 [1]张招崇,董书云. 大火成岩省是地幔柱作用引起的吗?[J]. 现代地 质,2007,02:247-254. [2]徐义刚,何斌,罗震宇,刘海泉. 我国大火成岩省和地幔柱研究进 展与展望[J]. 矿物岩石地球化学通报,2013,01:25-39. [3]李永生. 峨眉山大火成岩省岩浆作用过程的定量模拟[D].中国 地质大学(北京),2012. [4]李宏博. 峨眉山大火成岩省地幔柱动力学：基性岩墙群、地球 化学及沉积地层学证据[D].中国地质大学(北京),2012. [5]宋佳瑶,王扉. 大火成岩省的地幔柱成因浅论[J]. 科技情报开发 与经济,2010,22:166-168. [6]A.D. Saunders,S.M. Jones,L.A. Morgan,K.L. Pierce,M. Widdowson,Y.G. Xu. Regional uplift associated with continental large igneous provinces: The roles of mantle plumes and the lithosphere[J]. Chemical Geology,2007,24山玄武岩是指分布于扬子克拉通西缘，云南、四川和贵州 三省境内的晚二叠纪玄武岩，主要由亚碱性及偏碱性的基性火 山熔岩及火山碎屑岩组成［１９］，出露面积２.５×１０５ ｋ２，其西界以哀牢山－红河断裂为界，西北则以龙门山－小 菁河断裂为界。该区紧邻三江构造带，复杂的地质历史使该火 山岩省遭受强烈的变形和破坏，从而掩盖了原有的玄武岩分布 特征 徐义刚等发现峨眉山玄武岩的Ｍｇ＃（岩浆分异指数），Ｓｍ／ Ｙｂ（重稀土分异指数，即岩浆起源深度）和ε Ｎｄ（岩浆源区 特征或岩石圈混染程度）均与ＴｉＯ２含量呈很好的相关关系， 因而提出用ＴｉＯ２和Ｔｉ／Ｙ将峨眉山玄武岩分成高钛和低钛 玄武岩。详细的元素和同位素地球化学研究表明，高钛和低钛玄 武岩不可能是同一原始岩浆的结晶分异作用的产物，而是来自不 同的源区，且具有不同的熔融机制
部分熔融过程
地幔柱熔融
地幔柱源区的地球化学特征及其演化
OIB型特征
地幔柱源区的地球化学特征及其演化
大火成岩省与地幔柱
解释大火成岩省的各种地幔柱模型
(1)热柱头模型(plume head model);
(2)扩张模型(ex tension model)
二者的联系
实例分析：峨眉山大火成岩省的形成机制
大火成岩省的地幔柱成因分析
地幔柱模拟估计模型 20 世纪90 年代初,Griffi ths 和 Campbell成功地解决了热驱动和 大粘滞度对比这两大模拟热柱的 基本问题, 建立了动态热柱结构 模型。根据其实验结果和数值模 拟, 认为热柱由两部分组成:巨大 的蘑菇状柱头和细长的热柱尾(图 1)。柱尾主要由起源于核幔边界 或上地幔—下地幔边界的热物质 流组成。