地幔交代作用与地幔流体

简要综述了地幔交代作用的特征、研究现状及研究热点，阐明了地幔流体在地幔中的宏观、微观分布及其交代作用机理。地幔交代作用及地幔流体的研究，将促进我们进一步认识岩石圈地幔的演化及不均一特征。     

地幔及地幔喷流柱构造

实验模拟自然地幔是层圈状的。地幔在地球演化中起着关键作用。地球地壳是地幔超镁铁质和镁铁质岩浆固化形成的。安山质大陆地壳是由于地幔派生岩浆供热使镁铁质地壳增生，后期再造形成的．在幔一核边界由地幔熔体派生的喷流柱是从较深地倒传导热的主要媒介，地幔喷流柱在大陆和大洋都可以发生。“幔柱构造”认为一直俯冲到核慢界面的冷板片所构成的巨岩块是形成地幔对流的控制因素。关键词：地幔地幔喷流柱幔柱构造了解地慢成分和地慢对流之间的关系，了解大陆及海洋地壳相互作用，是现代岩石学和地球化学的主要任务之一。现在人们所认识的…     

地幔交代作用

地幔交代作用是地球内部的一种化学变化。从200公里深处由高速喷发带上来的地幔岩块的研究表明,在熔融之前某些含挥发组分的交代矿物已经存在。地幔交代作用的提出,是用以解释硷性岩浆的化学组成和同位素体系变化的原因。硷性岩浆作用广泛的时空分布表明,地幔交代作用是广泛的,并且是长期的一种地质作用。它不仅是引起地幔化学上和氧化还原条件变化的主要因素之一,而且是产生硷性岩浆的理想源区和引起克拉通地区陆壳抬升的动因之一。     

地幔岩简介

地球为一不均匀的球体,具有层圈构造,层与层之间的界线各地区不完全一致,因而不同的学者所提出的模式也不尽相同,大体可采用下列剖面: 地壳厚度在各地变化较大,我国地壳的厚度据1965年发表的资料为; 海洋地壳的厚度较小,太平洋与印度洋地壳平均厚度为13KM,大西洋的地壳厚度在10—14KM。在地壳莫氏面以下分布有厚度为2800KM的地幔层(Mantle),它组成了地球全部质量的67.2％,而地壳、水圈、大气圈只占地球重量的0.5％。近廿多年来人们对地球的研     

地幔柱大辩论及如何验证地幔柱假说

目前关于地幔柱存在与否的争论主要集中在地幔柱学说的三个假设上:(1)起源于地球核幔边界缓慢上升的细长柱状热物质流;(2)热点下具有异常高温地幔;(3)地幔柱是相对静止的。这三个方面的验证需要今后深部地球物理探测、岩石学和古地磁等学科的综合运用和进一步的工作。文中认为,地幔柱学说依然能合理地解释地球上一级地质现象,反对地幔柱的学者过分强调了一些小尺度的与地幔柱理论不符的细节,而小尺度地壳特征显然还受到其他许多因素的影响。可以从以下5个方面来鉴别老地幔柱:(1)大规模火山作用前的地壳抬升;(2)放射状岩墙群;(3)火山作用的物理特征;(4)火山链的年代学变化;(5)地幔柱产出岩浆的化学组成。研究表明,峨眉山大火成岩省满足其中的3到4个指标,因此地幔柱是形成峨眉山玄武岩的主要动力学机制。     

地幔的不均一性及地幔流体的形成机制

地幔的不均一性及地幔流体的形成机制朱永峰（北京大学地质系，北京１００８７５）关键词地幔不均一性，地幔流体，网络结构各种化学元素在地壳中的分布极不均一。因此，成矿带（群）、矿田（群）的分布在时代上和空间上也表现出极大的不均一性。原因是地球体系发展演化的...     

地幔流体研究进展

介绍了在地幔流体的成分、源区、形成机制、运移方式和分异模式以及地幔流体与地幔交代作用、岩浆作用和成矿作用的关系等方面研究的一些新进展 ,总结了地幔流体的研究途径和方法的一些新突破 ,并指出了今后的重点研究方向。     

地幔流体组成

地幔流体是当今地球科学研究中的前沿领域之一 ,具有重要的研究价值。文中总结了地幔流体组成研究的手段、实验方法及近年来的进展 ,探讨了目前存在的问题 ,认为当前需进一步工作的领域有 :(1)确定适宜于地幔流体组成测定的实验方法 ,以便进行全球数据对比 ;(2 )开展不同类型地幔源区中地幔流体稀有气体同位素体系与PbSrNdHfOs同位素体系的对比性研究 ;(3)对不同构造单元中的地幔流体进行研究 ,建立不同端员地幔源区的地幔流体组成和稳定同位素制约因素 ;(4 )研究壳幔相互作用过程中的地幔流体 ,确定地幔流体中再循环地壳组分的鉴别标志 ;(5)在全球范围内探讨地质历史时期地幔流体的组成、性质、运移及演化规律 ;(6 )开展幔源H2 及烃类的研究 ,为非生物成因天然气理论及勘探提供依据。     

地幔柱构造

近年来，国外地学工作者对地幔柱构造问论题谈较多，在这里作一简要介绍。1地幔柱构造概念及地幔柱特征地幔柱构造（mantlePlumotectonis）的概念，是源自热点构造。Wilson（1963）是首先提出夏威夷一海皇火山岛链的，他认为火山岛链是在活动的地球表层移过一个产生大量岩浆的固定的热地幔区时形成的。这个固定热地幔区称为热点构造。而地幔柱这一概念是由Morgan（1972）首先提出的，他认为Wilson的固定的热地幔区还是产生于地幔底部边界附近的一个地幔柱。此后，由于在流体力学研究等方面取得进展，对地慢柱的认识逐步深化。目前，一般认…     

南海复蘑菇状地幔低速柱结构及其地幔动力学

运用高分辨率天然地震面波层析成像和体波层析成像技术,研究东亚西太平洋地区及全球地幔三维速度结构时发现南海地区地幔存在深达2000km以上的巨型复蘑菇状地幔低速柱,结合地质、地球化学和地球物理相关标志,将复蘑菇状地幔低速柱称为南海复蘑菇状地幔柱。本文在论述南海复蘑菇状地幔柱的地质地球物理特征基础上,将地幔柱划分为柱头、柱体、柱尾、幔枝和热点等部分,建立起地幔柱三维几何结构模型,探讨了复蘑菇状地幔柱在南海海盆扩张过程中的主导作用以及欧亚板块、菲律宾海板块和印度洋板块相互作用对南海演化过程的影响。     

五大连池和宽甸地幔包体的惰性气体同位素特征——MORB型地幔和交代型地幔

黑龙江五大连池科洛和辽宁宽甸的碱性玄武岩中地幔包体的惰性气体同位素的地球化学特征研究表明,东北地区表现了地幔的不均匀性。五大连池地区的地幔包体中的~3He/~4He 比为4.5～5.3R_4,明显低于 MORB 的值,具有被交代的大陆富集地幔特征。氩同位素~(40)Ar/~(36)Ar 比的变化在557～4005。结合玄武岩和地幔包体的矿物学特征和微量元素地球化学特征,显示五大连池地区的岩浆源区可能遭受过来自壳源物质或和古俯冲事件有关的富 H_2O-CO_2流体的交代作用,辽宁宽甸黄椅山的样品~3He/~4He 比为7.30～7.52R_A,氩同位素~(40)Ar/~(36)Ar 比的范围在1496～7677。宽甸黄椅山地区的则显示了具亏损地幔 MORB 的特点,反映了未经地壳组分改造的大陆地幔的特征。本文通过对两种不同类型的地幔岩的研究,认为东北地区大陆地幔存在 MORB 型亏损地幔和交代型地慢两种类型,反映了各自不同的演化机理。     

地幔流体及其成矿作用

地幔流体及其成矿作用的研究是当前地学界倍受关注的前沿课题。地幔流体是一种以CO2和H2 O为主、同时含有一定量的溶质成分、相对富集大离子等不相容元素的超临界流体 ,具有独特的溶解和输运能力 ,主要来源于俯冲板块的脱水、脱气作用和地核及地幔脱气作用。地幔流体在许多大型—超大型金属、非金属、油气矿床和矿集区形成过程中具有重要意义。地幔流体成矿作用主要表现为本身成矿、提供成矿物质、成矿流体和成矿热动力。地质构造背景、岩浆活动、矿床地质、矿床地球化学等方面的研究均可提供地幔流体成矿作用的证据。地幔流体成矿作用的主要特征是矿床具有深大断裂构造背景、伴随幔源岩浆活动、成矿物质和成矿流体具有幔源性、往往形成大型—超大型矿床和矿集区     

地幔岩石学研究现状

地幔岩石学是六十年代以后发展起来的一个较新的岩石学领域,研究的对象主要是深部岩石及其中各种形成岩浆的地质作用。由于地幔的组成是超镁铁质岩及镁铁质岩,导源的岩浆也以这两类为主,所以也自然地涉及到它们的成因及成矿等作用。地幔岩石学是在大地构造学、岩理学、矿床学及地震地质学等学科发展基础上出现的。板块学说建立起全球构造的概念,即岩石圈板块活动的概念,并建立起地球各层圈的构成、     

大洋地幔橄榄岩-铬铁矿中的金刚石和深地幔再循环

全球多地蛇绿岩型地幔橄榄岩和铬铁矿中发现微粒金刚石，并在中国西藏南部和俄罗斯乌拉尔北部的蛇绿岩铬铁矿中发现原位产出的金刚石，认为是地球上金刚石的一种新的产出类型，不同于金伯利岩型金刚石和超高压变质型金刚石。它们与呈斯石英假象的柯石英、高压相的铬铁矿和青松矿等高压矿物以及碳硅石和单质矿物等强还原矿物伴生，指示蛇绿岩中的这些矿物组合形成于深度150~300 km或者更深的地幔。金刚石具有很轻的C同位素组成（δ13C-18‰~-28‰），并出现多种含Mn矿物和壳源成分包裹体。研究认为它们曾是早期深俯冲的地壳物质，达到>300 km深部地幔或地幔过渡带后，经历了熔融并产生新的流体，后者在上升过程中结晶成新的超高压、强还原矿物组合，通过地幔对流或地幔柱作用被带回到浅部地幔，由此建立了一个俯冲物质深地幔再循环的新模式。蛇绿岩型地幔橄榄岩和铬铁矿中发现金刚石等深部矿物，质疑了蛇绿岩铬铁矿形成于浅部地幔的已有认识，引发了一系列新的科学问题，提出了新的研究方向。      

地幔不均一性与地幔循环的多维表征和原因思考

地幔早先经核- 幔- 壳分异形成,后受不同尺度对流和循环的影响,因而具有不均一性特征。近三十年来,地幔化学通过研究大洋玄武岩发现了多样地幔端元和非放射性同位素证据并证明了地幔不均一性,逐渐建全了地幔地球化学体系。然而,地幔不均一性如何对应于时空尺度的地幔循环,以及地球演化如何影响地幔不均一性等,仍不清楚。此外,地球物理研究显示,岩石圈厚度差异、中下地幔的波速异常体以及俯冲板片形态的观测为纵横向对流系统提供了空间不均一性证据支持。联合地球化学和地球物理手段对研究地幔不均一性至关重要,用好透视地幔成分与结构的“双目镜”已成为共识。本文从地幔不均一性结合地球化学场、地球物理的不同表现形式,以及现今及历史时期的洋陆格局的对比,多维度联系地幔循环和演化,思考了超大陆旋回与地幔不均一化的内在逻辑。强调了从全球演化角度看地幔不均一性的重要性和提出多手段联合建立地幔循环驱动模型的展望。     

地幔交代作用研究综述

地幔交代现象广泛发现于各地的碱性玄武岩或金伯利岩中的地幔橄榄岩包体中。地幔交代作用以地幔岩包体中不相容元素的高度富集和（或（出现角闪石、金云母为标志。岩石学、地球化学、同位素资料等显示地幔交代作用与岩板俯冲及部分熔融作用之间存在密切联系，地幔组成、结构、演化与大陆构造演化之间存在紧密的关系。同位素模式年龄暗示地幔交代作用可能是大陆构造活动的深部原因。