地幔柱构造
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运用幔柱构造探究地震起源
根据我国地震局初步统计，每年全球都会发生上百万次地震，其中有数万次地震被人类感知，七级以上地震也会发生数次，其中90%以上地震发生在板块构造边缘和接触带上。
地震给人类带来不可估量的生命和财产损失。
所以探究地震的起源进而预防地震具有重要意义。
笔者通过幔柱构造来探究地震起源为人类预防地震提供帮助。
1 地球组成众所周知，地球由里往外可分为3个圈层，分别为地核、地幔和地壳。
地球内部结构仿佛一个鸡蛋，地核好比蛋黄，地幔好比蛋白，地壳就好比蛋壳。
地球组成和地球内部圈层划分详见图1。
2 地球地幔柱冷热对流运动[1]地幔柱（mantle plume）冷热对流运动：由于地球物质组成的差异性和地球的旋转运动导致地球内部温度的不均一性。
直接导致地幔物质从温度高的地方上升，到达岩石圈底部向两侧运动，最后在温度较低的地方下降到地幔。
地幔柱冷热对流运动见图2，整个过程和我们熟知的大气环流运动相似。
3 板块运动与地震板块指岩石圈板块，由地壳和上地幔顶部组成；板块的运用幔柱构造探究地震起源李 晋（山西省地质调查院，山西 太原 030006）摘要：地球上每天都在发生地震，一年约有500万次。
全球90%以上地震发生在板块构造边缘和接触带上，称之为构造地震。
笔者认为构造地震起源其实就是幔柱构造引起，幔柱构造就是由于地球内部温度、压力不同导致核幔物质沿着温压高的地方向上运移，到达岩石圈后受阻回返，沿壳幔界面向外围迁移，在温压低的地方向下移动，进而形成冷热对流运动（旋回运动）。
关键词：构造地震；幔柱构造；旋回运动中图分类号：P315 文 献标识码：A 文章编号：2096-7519（2020）06-25-3作者简介：李晋（1984—），男，山西山阴人，工程师，本科，毕业于石家庄经济学院（河北地质大学）资源勘查工程专业，主要从事矿产地质勘查相关工作。
（邮箱）****************025Huabei Natural Resources论文华北自然资源地 壳地 幔地 核图1 地球组成和地球内部圈层划分边界是洋中脊、转换断层、俯冲带和地缝合线。
地幔柱构造
热点的特征： 热点的特征： Wilson（1973）曾就热点的特征概括为：上 （ ）曾就热点的特征概括为： 基岩出露于海平面之上；上隆处有火山作用， 隆，基岩出露于海平面之上；上隆处有火山作用，产生碱性 玄武岩和流纹岩以及海底拉斑玄武岩， 玄武岩和流纹岩以及海底拉斑玄武岩，它们有独特的同位素 比值和地球化学特征；重力高；在海洋，有时在大陆上，一 比值和地球化学特征；重力高；在海洋，有时在大陆上， 维有时是二维无震脊，由热点处向外延伸；高热流。 维有时是二维无震脊，由热点处向外延伸；高热流。这5个 个 方面实际上指的是热点的地形、岩石和地球化学、地球物理、 方面实际上指的是热点的地形、岩石和地球化学、地球物理、 地震和地热流特征。 地震和地热流特征。 热点在大洋环境中形成的火山岛链（海山链），被称之 热点在大洋环境中形成的火山岛链（海山链），被称之 ）， 热点行迹，它们比周围洋底高1-2km，形成一条长 为热点行迹，它们比周围洋底高 ，形成一条长1000— 2000km的异常地形高地。海山链中的海山，称之为洋岛， 的异常地形高地。 洋岛， 的异常地形高地 海山链中的海山，称之为洋岛 它主要由拉斑玄武岩组成，又称为洋岛玄武岩 洋岛玄武岩（ 它主要由拉斑玄武岩组成，又称为洋岛玄武岩（OIB）。火 ） 山岛链中的最大或最新大规模喷发的火山洋岛， 山岛链中的最大或最新大规模喷发的火山洋岛，往往直接称 热点。 之为热点 大洋内线状排列的火山岛链， 之为热点。大洋内线状排列的火山岛链，是大洋岩石圈活动 板块在上地幔中的热点（固定热地幔源区） 板块在上地幔中的热点（固定热地幔源区）之上运动所留下 的痕迹。 的痕迹。
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： 深源：2900km 核-幔边界 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
《地幔柱构造学说》课件
地Hale Waihona Puke 柱与地 震活动的关 系地幔柱与矿 产资源的关 系
地幔柱与地 球深部结构 的关系
地幔柱构造学说的发展前景
地幔柱构造学说的提出，为地球科学提供了新的研究视角 地幔柱构造学说的发展，有助于揭示地球内部的动力学过程 地幔柱构造学说的应用，有助于预测地震、火山等地质灾害的发生 地幔柱构造学说的研究，有助于推动地球科学领域的创新和发展
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地幔柱：地球内部热对流形成的柱 状结构
应用：地幔柱构造学说可以帮助地 质学家预测矿产资源的分布和储量， 提高勘探效率和准确性。
Part Five
地幔柱构造学说的 未来展望
地幔柱构造学说的研究方向
地幔柱的形 成机制
地幔柱与板 块运动的关 系
地幔柱与火 山活动的关 系
Part Three
地幔柱构造学说的 研究历程
早期的地幔柱研究
1960年代：首次提出地幔柱概念 1970年代：通过地震波研究地幔柱 1980年代：通过地磁研究地幔柱 1990年代：通过地球化学研究地幔柱
现代地幔柱研究的发展
20世纪60年代， 地幔柱构造学
说首次提出
20世纪70年代， 地幔柱构造学 说得到广泛认
部
地幔柱的形态： 一些科学家认 为地幔柱是圆 柱形的，而另 一些科学家认 为地幔柱是扁
平形的
地幔柱的规模： 一些科学家认 为地幔柱的规 模较小，而另 一些科学家认 为地幔柱的规
模较大
Part Four
地幔柱构造学说的 应用
地幔柱构造学说在板块构造理论中的应用
地幔柱构造学说是板块构造理论的重要补充和发展 地幔柱构造学说解释了板块运动和地壳形变的原因 地幔柱构造学说提供了板块运动和地壳形变的动力来源 地幔柱构造学说在预测地震、火山等地质灾害方面具有重要作用
地幔柱研究及进展
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。
Campbell和Griffiths（1990）建立了地幔热 柱动力模型，岩浆熔体形成于地幔热柱的高 温轴部的尾柱区，其压力条件比冠状柱头稍 高。地幔热柱尾柱高温物质部分熔融，可形 成不受地幔影响的苦橄质岩浆或苦橄玄岩浆 或科马提岩。冠状柱头物质上涌释压减薄或 下部尾柱岩浆的加热，发生熔融产生岩浆。 由于冠状柱头具有化学分带和物质混合特征， 产生的岩浆也表现出两源混合地球化学特征。 尾柱的大量熔融和熔浆的凝聚上升，为地幔 热柱的头部区提供地幔岩熔融所需要热源和 降低岩浆熔融温度的挥发组分。因此，尾柱 的熔融使冠状柱头具备形成熔浆的热异常和 含水条件。 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。
地幔柱基本特征的研究与发展
1，形态特征
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。
地幔动力学模式 Mantle dynamics
2．地幔柱的化学成分特征 构成热点的大洋岛玄武岩的化学成分能较好地反映地幔柱的化学成 分特征（地幔探针）与大洋中脊玄武岩相比，大洋岛玄武岩富含大离 子不相容元素，并且有较高的 8 7 Sr/ 8 6 Sr 和较高 1 4 3 Nd/ 1 4 4 Nd 。据此 Compbell —Griffths（1992）认为热幔柱的化学成分特征反映元素源 于富集型地幔（相当于下地幔）。
Yuen和Schubert（1976）建立了可变粘度流体二维地幔柱的理想化 模式。 Li和Guan（1983）对恒定粘度的流体进行了轴对称热地幔柱研究， 建立了可变粘度流体的二维地幔柱。 Loper和Stacey（1983）提出了可变粘度流体中一个稳态轴对称地幔 柱的热结构和动力学结构，强调地幔热柱热流仅具有从地核向地表输 送热量的作用。
地幔柱构造学说45页
1 热地幔柱构造体系
热地幔柱构造体系，包括热点、大陆裂谷、大 洋扩张三个构造系统。三者既可呈现出早、中、 晚三阶段演化关系，又可相互独立自成体系。 如，热点、大陆裂谷各自独立发育于地球演化的 各阶段，大洋扩张构造系统可能主要发育于显生 宙。
⑴热点构造系统
是指热点构造作用过程及其产物所构成的有机 整体，发育于地球演化各地质时期。
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。
太平洋形成位置
一般认为，太
平洋是罗迪尼亚 超级大陆在600 ～ 700Ma前由西伯 利亚、北美和澳 大利亚之间通过 的RRR型板块三 联点扩张而成。 这个RRR型板块 三联点当时的古 纬度为20°～ 30°S，与目前南 太平洋热地幔柱 的纬度类似。
南太平洋热地幔柱，呈蘑菇状坐落在下地幔的 D”层上；在2000 km深度处呈圆柱状，最小横直 径约为1500 km；到670 km的深度变为SN向延 伸的椭圆形伞面状，并在上地幔中分成几个二 级地幔柱；这些二级地幔柱在刚性板块中分成 几个三级地幔柱，把玄武岩熔体搬运至地表。其 中一个三级地幔柱向北延伸，并与夏威夷热点 相连；向南延伸的分支通过路易斯维尔海岭与 南极洲埃里伯斯海山的热点相连。
第四章地幔柱构造学与地幔动力学
速异常可能是这些板片的半同化的
残余物。
•超地幔柱的形态很复杂，丸山茂德
经过大胆的想象，将其简化。地幔柱 从D”层上升并变细，到达地幔的中
部后逐渐向670km深度扩展。在670km
深度处，地幔柱分成若干较小的二级 地幔柱。它们在板块底部后再次扩展， 并沿着板块的断裂或薄弱地区上升， 地幔柱再次变细为三级地幔柱。现在 地球上的大约50个热点，可用这些三 级地幔柱来解释。但是，目前对分支 地幔柱的形态还不很清楚，推测的部 分居多。
（2）线状供给
一种沿条带供给板片的方式，主要指冷板片沿俯冲板块边界连续不断的供给。线
状供给可诱发一条带状排列的冷地幔柱链。特提斯和环太平洋地区的板块消亡地 就是实例。当一冷地幔柱接近核-幔边界层时，边界层上的低密度物质被挤出其 位置，在此位置附近，热地幔柱被诱发生长并持续。冷地幔柱挤压核-幔边界层 的方式也有两种。
板块构造和地幔柱构造之间的关系 •板块构造和地幔柱构造的作用区域明显不同。板块作为一刚性固体块体起作用 的区域，沿消减板块边界，浅于670km；沿发散板块边界．浅于150km。地幔柱构 造则在岩石圈下面的软流圈和中圈内起控制作用，地幔柱构造作用还涉及地核。 地幔柱构造和板块构造是地球内部物质的两种不同对流形式的反映。
2、冷地幔柱
• 冷地幔柱是由滞留在上、下地幔界面附近的板片构成的下降地幔柱。是不保 持刚性板块形状而以巨石状下落的物质移动。
•丸山茂德（1994）认为，据Fakao （1994）的P波层析成像结果，在南太 平洋和非洲地区存在两大低波速异常 带，它们与地幔的两个超大上涌流对 应；在中亚和东亚地区下部的外核上 面，存在高波速异常，它是由大洋板 片聚集、滞留并最终塌落到外核上形 成的，与地幔的超下降）的P 波层析成像结果： ①东北日本型：俯冲板片从地表 连续至670km间断面，并且，由于 厚度增加部分板片已插入到670km 间断面的下面；②巽他型：板片 从地表连续插入下地幔，达到 1200km深度；③特提斯型：板片 与上面不连续，一个大的块体正 在下沉至1000-1500km深度，它大 致与从阿尔卑斯经中东至喜马拉 雅地区的板块边界平行；④南极 型：现代无活动的俯冲板块，在 670km处滞留的板片是lOOMa前板 块俯冲造成的。
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3
Hill（1992）将地幔柱之上的热作用和构造再造的全过程 称之为地幔柱构造作用。 White 和 McKenzie （ 1989 ）认为几 乎所有的大陆拉张、打开事件都与地幔柱有关， Campbell 等 （ 1989 ）提出太古代绿岩带及科马提岩的成因可以从地幔柱 构造中得到新的解释，Schilling（1973）认为地球上的许多地 球化学“异常”区与地幔柱有着密切的联系， Wilson （ 1973 ） 指出热点以火山作用、隆起和高热流为标志。 因此，本章重点分析地幔柱构造在岩石圈浅部地质作用的 重要地质、地球化学、地球物理、遥感、地热等标志和特征， 特别是组合标志与特征。此外，地幔热柱活动对大气圈、水 圈、生物圈都有重要影响，也可以造成大规模生物绝灭。
3、裂谷和裂谷式断陷盆地标志与特征
裂谷、裂谷式断陷盆地和地堑，也是热穹隆构造的进 一步发展与演化，属于地幔柱构造体系中地幔热柱-大陆裂 谷构造系统的浅部地壳标志与特征。 一般来说，“威尔逊旋回”在一个大陆内部开始，相 对固定的地幔热柱使上覆岩石圈温度升高，形成“热点”， 产生地壳穹隆。当地壳在热点之上进一步呈穹隆状上升， 发育放射状的三条或多条裂谷所组成的“三叉”裂谷系统。 理论上的“三叉”裂谷，三支裂谷形成互成120°对称排列。 裂谷支与相邻的裂谷最终连接起来，形成一个连续的裂谷 系统（图2-2、2-3）。 Burke和Dewey（1973）系统研究了地幔热柱与裂谷 的成因联系，认为地幔热柱成因的“三叉”裂谷系统是在 洋底扩张的初期形成的。
Morgan（ 1972 ）认为热点是地幔表面隆升在地壳中的一 种表现。Wilson（1973）提出热点活动地区具有鲜明的高地 形隆起，而且可以保持很长时间，这是热点的一个重要特征。 Burke和Whiteman（1973）提出广泛的穹状上隆是与地幔热 柱活动有关的裂谷作用的先兆。Burke和Dewey（1973）认为 裂谷发育在位于热点之上的热穹隆上。 Thiessen （ 1979 ）提 出非洲大陆上盆地和隆起是地幔物质上下对流造成的，地幔 物质向上移动，常以地表火成活动为标志。Kazmin（1980） 指出东非穹隆的发展与板块运动稳定时期地幔柱的活动有关。
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从演化的角度，地幔 柱又可分为4类：①初始 阶段的地幔柱；②上升 阶段的地幔柱；③作用 于地壳的地幔柱；④衰 退阶段的地幔柱。
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
产于大洋地壳的 热点
按起源深度划分
深源：2900km 核-幔边界
（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。
例如，Wilson（1973）提出热点活动地区具有鲜明的高地形 隆起，而且可以保持很长时间，这是热点的一个重要特征。
Burke和Dewey（1973）指出，大陆裂谷发育于热点之上的热 穹隆上。当热点和上覆陆壳相对运动极不明显或者规模很小时， 地幔热点对上覆陆壳的作用将更加明显与强烈，地幔柱中形成 的岩浆可以穿透陆壳，在一定条件下形成包括玄武岩、过碱性 镁铁质岩和碳酸岩、过碱过铝性的长英质岩石等在内的各种火 成岩。
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）。
浅源：670km 不连续面
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
（3）热点与地幔柱的分布与数量
在地球上，分布有多少个热点与地幔柱，不同的学者提 出了不同的看法。Wilson（1963）提出了夏威夷岛链及其 它6个类似的岛链； Morgan（1972）最初列出了 21个， Wilson（1973）提出了66个；Burke和Dewey（1976）后来 增 至 117 个 ； 但 Chase （ 1979 ） 认 为 只 有 24 个 ； Crough 和 Jurdy（1980）认为比较可靠的热点为40多个。等等。
热点在大洋环境中形成的火山岛链（海山链），被称之 为热点行迹，它们比周围洋底高1-2km，形成一条长1000— 2000km的异常地形高地。海山链中的海山，称之为洋岛， 它主要由拉斑玄武岩组成，又称为洋岛玄武岩（OIB）。火 山岛链中的最大或最新大规模喷发的火山洋岛，往往直接称 之为热点。大洋内线状排列的火山岛链，是大洋岩石圈活动 板块在上地幔中的热点（固定热地幔源区）之上运动所留下 的痕迹。
显然，地幔柱思想的产生，最初起源于热点假说。
2、地幔柱与热点的研究与进展
与20—3972）的热 点假说以及初期的地幔柱理论相比，现在的地幔柱理论又取得 了许多新的进展和新的认识，主要有：
（1）热点对地球表面的影响
热点对地球表面的影响，实质上是热点在浅部地壳的地质作 用的表现。主要体现在地形、地貌和岩浆活动等方面。
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。
热点的特征： Wilson（1973）曾就热点的特征概括为：上 隆，基岩出露于海平面之上；上隆处有火山作用，产生碱性 玄武岩和流纹岩以及海底拉斑玄武岩，它们有独特的同位素 比值和地球化学特征；重力高；在海洋，有时在大陆上，一 维有时是二维无震脊，由热点处向外延伸；高热流。这5个 方面实际上指的是热点的地形、岩石和地球化学、地球物理、 地震和地热流特征。
重要成矿区带
第一章 地幔柱构造的基本思想与理论
一、地幔柱构造理论产生的历史背景
1、热点假说提出与地幔柱思想的产生
在板块构造理论提出之前，Wilson（1963，1965）首先 提出了热点假说，用于解释夏威夷岛链火山岩的成因。但他 发表在《加拿大物理学杂志》上的论文在地质界的影响不大。 直到10年后，Morgan（1971，1972）发表了一系列论文， 支持并发展了热点学说，才使得更多的人了解此学说。 Morgan（1971，1972）认为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”（Hot Plume）。热 柱到达于地表之处或地幔热流上升之处，称之为“热点” （Hot Spot）。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。 因此，热点是地幔热柱在地表的反映，以火山作用、高热流 和隆起为标志（Wilson，1973）。
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
产于大洋地壳的 热点
按起源深度划分
深源：2900km 核-幔边界
（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。
例如，Wilson（1973）提出热点活动地区具有鲜明的高地形 隆起，而且可以保持很长时间，这是热点的一个重要特征。
Burke和Dewey（1973）指出，大陆裂谷发育于热点之上的热 穹隆上。当热点和上覆陆壳相对运动极不明显或者规模很小时， 地幔热点对上覆陆壳的作用将更加明显与强烈，地幔柱中形成 的岩浆可以穿透陆壳，在一定条件下形成包括玄武岩、过碱性 镁铁质岩和碳酸岩、过碱过铝性的长英质岩石等在内的各种火 成岩。
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）。
浅源：670km 不连续面
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
（3）热点与地幔柱的分布与数量
在地球上，分布有多少个热点与地幔柱，不同的学者提 出了不同的看法。Wilson（1963）提出了夏威夷岛链及其 它6个类似的岛链； Morgan（1972）最初列出了 21个， Wilson（1973）提出了66个；Burke和Dewey（1976）后来 增 至 117 个 ； 但 Chase （ 1979 ） 认 为 只 有 24 个 ； Crough 和 Jurdy（1980）认为比较可靠的热点为40多个。等等。
热点在大洋环境中形成的火山岛链（海山链），被称之 为热点行迹，它们比周围洋底高1-2km，形成一条长1000— 2000km的异常地形高地。海山链中的海山，称之为洋岛， 它主要由拉斑玄武岩组成，又称为洋岛玄武岩（OIB）。火 山岛链中的最大或最新大规模喷发的火山洋岛，往往直接称 之为热点。大洋内线状排列的火山岛链，是大洋岩石圈活动 板块在上地幔中的热点（固定热地幔源区）之上运动所留下 的痕迹。
显然，地幔柱思想的产生，最初起源于热点假说。
2、地幔柱与热点的研究与进展
与20—3972）的热 点假说以及初期的地幔柱理论相比，现在的地幔柱理论又取得 了许多新的进展和新的认识，主要有：
（1）热点对地球表面的影响
热点对地球表面的影响，实质上是热点在浅部地壳的地质作 用的表现。主要体现在地形、地貌和岩浆活动等方面。
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。
热点的特征： Wilson（1973）曾就热点的特征概括为：上 隆，基岩出露于海平面之上；上隆处有火山作用，产生碱性 玄武岩和流纹岩以及海底拉斑玄武岩，它们有独特的同位素 比值和地球化学特征；重力高；在海洋，有时在大陆上，一 维有时是二维无震脊，由热点处向外延伸；高热流。这5个 方面实际上指的是热点的地形、岩石和地球化学、地球物理、 地震和地热流特征。
重要成矿区带
第一章 地幔柱构造的基本思想与理论
一、地幔柱构造理论产生的历史背景
1、热点假说提出与地幔柱思想的产生
在板块构造理论提出之前，Wilson（1963，1965）首先 提出了热点假说，用于解释夏威夷岛链火山岩的成因。但他 发表在《加拿大物理学杂志》上的论文在地质界的影响不大。 直到10年后，Morgan（1971，1972）发表了一系列论文， 支持并发展了热点学说，才使得更多的人了解此学说。 Morgan（1971，1972）认为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”（Hot Plume）。热 柱到达于地表之处或地幔热流上升之处，称之为“热点” （Hot Spot）。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。 因此，热点是地幔热柱在地表的反映，以火山作用、高热流 和隆起为标志（Wilson，1973）。