地幔柱构造、大火成岩省及其地质效应.pdf

地幔柱构造、 大火成岩省及其地质效应 徐义刚 （中国科学院 广州地球化学研究所， 广东 广州 “） 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。不同时代的科马提岩和苦橄岩的地球化学性质表明地幔柱源区经历了由 太古宙时的亏损源区向现代 A*B““） 作者简介 徐义刚 （“;） ， 男， 博士， 研究员， 岩石地球化学专业。 静止， 在地表表现为热点。75896 进一步推测地幔柱 是由地幔对流体系中的上升流构成。这些认识构成 了地幔柱学说的雏形。 同板块构造理论诞生的曲折历史相比， 地幔柱概 念一经提出就得到了地学界的广泛认同， 发展至今已 成为地球科学研究中一个重要的概念模型 ［］ 。这在 很大程度上是由于动态地球以及浅表现象是深部过 程的反映等概念的深入人心。虽然地幔柱并不是直 接观察到的， 但有关其存在的间接证据很多。其中包 括（“） 局部高热流值和相关的火山活动 （热点） 出现 在远离板块边界的地方；（*） 热点不随板块漂移而迁 移， 几乎静止不动， 暗示起源于活动岩石圈之下的深 部地幔；（/） 热点火山玄武岩的地球化学性质不同于 位于离散板块边界、 起源于浅部地幔的玄武岩 （如 7 年代初， 82FF2GH4 和 EIJK33 ［］ 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 第 ; 卷第 期 ** 年 “ 月 地学前缘 （中国地质大学， 北京） L8GH MN2K6NK O856G2K84 （H26 P62QK842GR 5F K54N2K6NK4， K2S269） T53,; U5, 。热柱头 大小取决于它在地幔中上升所经过的距离。起源于 核幔边界的热柱头的直径为 ’ 9， 而喷出岩的 和 7’ ““ ’8034’ “4; “1“034 35 *340840 09 ’01“0-1“9 98-90 4 8’0814 “4; 8“’0814 678’9“4 ］ 和 （ ［0］ 根据幔源岩浆源区特征的演化， 认为岩石 圈减薄可能早在侏罗纪就开始了， 而完成于白垩纪 末， 因此导致华北岩石圈减薄的原因可能是 .7 17，3*;7S02 ［ . ］ 1EIF B G2 T“U-6-K OP- L“R-, 6 ］ C[[CHQD B，TI1AV’’ C Q2 DO,,M -**，*，;;S02 ［ 0 ］ BQCHV D，1T_VFYCV ] 2 19S00.2 ［ ］ TI1AV’’ C Q，C[[CHQD B2 HP- ,- “N 6*S.*2 ［**］ AIDZ I 2 V* .S92 ［*.］ YQIE ] 2 D-K6,- -**，.*，*..9*S.;92 徐义刚 地学前缘（V;，;;; ［，“TJJ““;L,-6,“,-1 47 C11- ［C］ ,8S- Z-5S8 01H9/0，;LL “ ［“］ W;， J“ J ［“］ WB P,E G1H3 12H 0,-H E1/-3 ［］ 21-3.“，JKKK，KTML ,-6,“,-1 C.“1E53’ ［C］ ,2H,2 *,- ;J， J ［K］ C[DLT TJMT“L ［］ PRZ;“，MMMJMM; ［J］ **P Z， PRZ;J， “ML MT _M; ［“］ BO ;］ PD D ;，K“;LM］ ;M，“TT“K“KL ［L］ A[ R，A[ R，LL，JKLK;MKL ［;］ CD’ C ，LL，J4-BOQ1670, N-3-TR0BOQ，DDU* GU* ［HE］ YK X 4-,-T670, C/,61O63T ，;’’ X，; J LC6_O-C）- JO630 ［9］ * K56““ 345 PFF，DF，EDEDIDPE* ［H］ K X ，J* O4 ’A461O03 ,0RT4 6T34-C1 BR-86374486I .4374 -R A032,4 B,CA4 0726862Q 03. A4,263T 7-3.626-31 ［9］ * “45A50 4;，E““，P“ID（63 JO63414） *［徐义刚，钟孙霖* 二叠纪 峨眉山大火成岩省的形成地幔热柱活动的证据及其熔融条 件 ［9］ * 地球化学，E““，P“ （） ID*］ ［HH］ YS 9， X，42 0,* S 24AB-R0, ,63] /42443 2O4 ’A461O03 ,0RT4 6T34-C1 BR-86374（\ JO630）03. 2O4 43.I C0.0,CB603 A011 45263726-3 ［9］ * ;8* IF;6“* 345 “**，E““E，DH PIEE* ［HU］ ; J ，;44 X，42 0,* ST4 - 2O4 ’A461O03 ,--. A0TI A0261A 03. R4,026-31O6B1 2- 4RA603IR601167 /-C3.0RQ 484321 ［9］ * ;8* IF;6“* 345 “**，E““E，DFGGDIGF* ［HF］ J ;* N“ L8A;*56 ;6D F*56 B *“ I;6O5 I;F“0’5B* 3K Y ;，9L X Y，YG，DD“，EUPDPI G“* ［U］ X，Y*56;F “FGK 9 * VQ30A67 7O0R0724R612671 - 2O4 ’A461O03 B,CA4 ［9］ * C4*; “45“6*5; 35654;，DDH，UGEGIGPF（63 JO63414） *［卢记仁* 峨眉山地幔柱的动力学特征 ［9］ * 地球学报， DDH，U GEGI GPF*］ ［UP］ \S X ;，，42 0,* ;024 4RA603 /010,2IBO-3-,624 1C624 R-A ;-3T_O-C1O03 63 2O4 0356 B0,04-IR62 _-34 ［9］ * C4*; “FG0 54; 35654;，63 BR411 （63 JO63414） * ［梅厚钧，徐义刚，黄小龙， 等* 攀西古裂谷内龙帚山玄武岩I碱玄响岩建造 ［9］ * 地质学 报，待刊*］ ［U］ \L;* J-32634320, /010,267 A0TA0261A 63 4524326-30, 142263T302CR4 03. .Q30A67 BR-741141 ［S］ * YF “DA54 ［N］ * 46Z63T76432667 R411，DDD* DIHU（63 JO63414） * ［徐义刚* 拉张环境中的大陆玄武岩浆作用 性质及动力学过 程 ［S］ *郑永飞* 化学地球动力学 ［N］ * 科学出版社， DDD* DI HU*］ ［UU］ Y I“*80 FG54; “* H56“8;FG54;， E““， E“ EPDIEGH （63 JO63414） *［张招 崇，王福生，范蔚茗，等* 峨眉山玄武岩研究中一些问题的讨 论 ［9］ *岩石矿物学杂志，E““，E“EPDIEGH*］ ［UF］ NJW’YL’ V ，’ L6G,,“ *AF D6, ［8］ 7 9/“;/’/- “A / C */ * “ 0// “’ */ / X M3D Y / B’ *“-“ ; ’ / ,*“ / ’ *， 3’,） “， W， 车遥W， 吕古贤;， 郭涛;， 舒斌; （;O中国地质科学院地质力学研究所， 北京;X;；WO中国地质大学能源地质系，北京;XY） 现代地质科学一个重要进展便是认识到流体参与了绝大 多数地质作用过程， 自从流体包裹体被运用到地质过程研究 以来， 对于单个矿床的流体研究一直是矿床学研究的热点。 现在， 越来越多的学者认识到在一个区域尺度上流体在地质 作用过程中所扮演的重要性， 区域流体研究已经成为现代地 学研究中的一个热点。W 世纪 X 年代， 欧洲一些国家开展了 不同构造 地质单元的流体包裹体地质填图， -5PAF （;ZZ， ;ZZ;） 发现流体在构造驱动下可以运移数百 QD 甚至上千 QD， AF9等 （;ZZW） 利用同位素对美国东部变质地体的区域流体运 移进行了研究， 董方浏等 （W;） 利用流体包裹体对云南省三 江地区巍山永平矿集区进行了成矿流体地质填图试验， 蒙 义峰等 （WW） 对长江中下游铜陵地区进行了流体地质填图。 区域流体地球化学研究目的和方法是， 在一个矿集区的范围 内， 研究并建立区域流体系统的时空演化结构， 确定流体的来 源 输导 汇集系统， 揭示区域流体与成矿作用之间的耦合关 系， 通过区域流体综合信息研究， 预测区内隐伏矿床 （矿体） 。 开展区域流体地球化学研究， 最重要的一个手段便是进 行区域流体地质填图。目前， 区域流体地质填图在我国已经 逐渐开展， 笔者结合自己的研究， 对于区域流体地质填图中的 几个关键问题作一些探讨。 （;） 区域流体地质作用过程的识别标志 张成江等 （W ， 1 [ ， / ] ， V ]等） 的电解质溶液， 地球内部成 矿流体的活动会引起流体作用区域的物质导电性的增强 （IC7G， ;ZZW） 而形成地电异常界面 流体的演化过程对地磁结 构会产生一定的影响， 如流体浸出岩石中的磁性物质或者沉 淀出磁性物质均会形成地磁异常界面。同时， 流体活动的热 效应将导致地温异常界面的形成，“地球化学异常标志。流 体参与和控制了地壳中绝大多数的地质过程， 在其活动过程 中流体成分和性质及其演化是控制成矿元素活化迁移沉淀的 直接因素， 并因此决定了矿化元素的种类和分带 （马东升， ;ZZ） ， 所以成矿元素及伴生元素的分带性、 地球化学原生晕、 徐义刚 _地学前缘（8FG L5A9LA VFI95AFE） W） YY