區(qū)域大地構(gòu)造第二章大洋盆地中脊火山島

六、大洋洋盆地、、大洋中中脊與與大洋火火山島（一）洋洋底地形形（二）沉沉積：為為深海沉沉積，沉沉積物薄薄，主要要有深海海紅粘土土、硅質(zhì)質(zhì)生物軟軟泥等（三）火火山活動(dòng)動(dòng)：地球球上火山山活動(dòng)最最強(qiáng)烈的的地帶，，類型主主要大洋洋拉斑玄玄武巖，，枕狀構(gòu)構(gòu)造極為為發(fā)育。。（四）大大洋火山山島鏈顯顯示大洋洋板塊運(yùn)運(yùn)動(dòng)的方方向和速速度（五）洋洋殼的基基本結(jié)構(gòu)構(gòu)自上而下：1、遠(yuǎn)洋深水水沉積2、為基性枕枕狀熔巖，為為大洋拉斑玄玄武巖3、為輝綠巖巖墻或巖床，，底部為席狀狀巖墻群4、鐵鎂質(zhì)深深成雜巖，輝輝長巖、角閃閃巖5、橄欖巖這種洋殼構(gòu)成成也被稱為蛇綠巖套。七、全球構(gòu)造造學(xué)說要點(diǎn)（一）板塊及及板塊邊界類類型輕、軟、熱的的軟流圈上漂漂浮著剛性和和彈性的冷的的巖石圈，巖巖石圈被一系系列構(gòu)造帶分分隔，這些構(gòu)構(gòu)造帶包括大大洋中脊、海海溝、轉(zhuǎn)換斷斷層、地縫合合帶等，這些些被分割的塊塊體就是板塊塊。分隔板塊塊的構(gòu)造帶就就是板塊的邊邊界。板塊邊界類型型1、離散邊界界2、匯聚邊界界（1）俯沖帶帶（2）碰撞帶帶（地縫合線線、對接帶））（3）轉(zhuǎn)換邊邊界（二）全球板板塊劃分（三）古板塊塊的研究古板塊的研究究首先是要確確定古板塊的的的邊界，標(biāo)標(biāo)志有：1、是一個(gè)褶褶皺帶或造山山帶2、巖石圈或或超巖石圈斷斷裂3、蛇綠巖的的存在4、混雜堆積積5、高壓變質(zhì)質(zhì)帶6、存在島弧弧型鈣堿性陸陸緣火山巖帶帶7、地縫合線線兩側(cè)古生物物、古氣候存存在巨大差異異8、活動(dòng)類型型沉積建造，，巖相突變9、地縫合線線兩側(cè)古地磁磁明顯不同10、區(qū)域地地球化學(xué)標(biāo)志志（四）大洋的的開合旋回——威爾遜旋回回（五）地幔幔柱White和McKenzie（1989）認(rèn)為，位于巖巖石圈下面的的地幔熱柱是是直徑約1000~2000km，溫度超過正常常值100-200oC的一個(gè)區(qū)域。。洋島和板內(nèi)內(nèi)大陸裂谷玄玄武巖火山活活動(dòng)通常被看看作為地幔熱熱柱或熱點(diǎn)在在地表的表現(xiàn)現(xiàn)。來自地球球深部的地幔幔熱柱頭部的的熱使巖石圈圈弱化，導(dǎo)致致巖石圈開裂裂。我國東部部和東亞大陸陸新生代大面面積的大陸裂裂谷型玄武巖巖漿噴發(fā)作用用、大型裂谷谷盆地與邊緣緣海的形成、、巖石圈尺度度的伸展與上上隆、巖石圈尺度的的強(qiáng)烈而快速速減薄、軟流流圈埋深淺等等，均暗示大大陸下面有地地幔熱柱存在在。地慢柱理論的的形成與提出出1963年Wilson為解釋板內(nèi)巖巖漿作用，特特別是呈鏈狀狀分布的火山山作用(如夏夏威夷一皇帝帝?；鹕芥?時(shí)提出“熱熱點(diǎn)”（hotspot）概念，即地幔幔中相對固定定和長期的熱熱物質(zhì)活動(dòng)中中心。1972年，Morgan為解釋熱點(diǎn)的的成因而提出出地幔柱概念念，指的是地地幔深處，甚甚至是核幔邊邊界上產(chǎn)生的的圓柱狀上升升的熱物質(zhì)流流，它相對靜靜止，在地表表表現(xiàn)為熱點(diǎn)點(diǎn)。它攜帶地地幔物質(zhì)和熱熱能直至地幔幔上層，并在在巖石圈和軟軟流圈分界處處四散外流，，激起軟流圈圈中的水平運(yùn)運(yùn)動(dòng)，從而將將地幔柱當(dāng)作作板塊運(yùn)動(dòng)的的驅(qū)動(dòng)機(jī)制之之一。Morgan進(jìn)一步推測地地慢柱是由地地慢對流體系系中的上升流流構(gòu)成，并強(qiáng)強(qiáng)調(diào)熱點(diǎn)大體體上固定于地地幔中，板塊塊相對于熱點(diǎn)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)便是是相對于地幔幔固定部分的的運(yùn)動(dòng)，也就就是相對于地地理極或地球球自轉(zhuǎn)軸的絕絕對運(yùn)動(dòng)。T.Wilson(1903-1993)HotspotTheFatherofHotspot：64.756.248.142.438.727.77.22.61.03086DistributionofGlobalHotSpots地幔柱柱存在在的主主要依依據(jù)雖然地地慢柱柱并不不是直直接觀觀察到到的，，但有有關(guān)其其存在在的間間接證證據(jù)有有：(1)局部部高熱熱流值值和相相關(guān)的的火山山活動(dòng)動(dòng)(熱熱點(diǎn))出現(xiàn)現(xiàn)在遠(yuǎn)遠(yuǎn)離板板塊邊邊界的的地方方;(2)熱點(diǎn)點(diǎn)不隨隨板塊塊漂移移而遷遷移，，幾乎乎靜止止不動(dòng)動(dòng)，暗暗示起起源于于活動(dòng)動(dòng)巖石石圈之之下的的深部部地慢慢;(3)熱點(diǎn)點(diǎn)火山山玄武武巖的的地球球化學(xué)學(xué)性質(zhì)質(zhì)不同同于位位于離離散板板塊邊邊界、、起源源于淺淺部地地慢的的玄武武巖(如MORB)，其源區(qū)區(qū)為比比軟流流圈更更深的的地慢慢庫;(4)位于于熱點(diǎn)點(diǎn)之上上的大大洋島島嶼通通常具具有規(guī)規(guī)模較較大的的地形形隆起起，需需要有有額外外的慢慢源熱熱能以以使巖巖石圈圈膨脹脹;(5)最令令人信信服的的證據(jù)據(jù)來自自最近近的地地震學(xué)學(xué)研究究。例例如地地震層層析揭揭示冰冰島地地慢存存在一一低速速柱狀狀物質(zhì)質(zhì)，至至少延延伸至至400km以下，，地慢慢熱柱柱的直直徑為為300km2。高溫溫可能能是造造成地地慢柱柱中低低速物物質(zhì)的的主要要原因因。地幔熱熱柱的的關(guān)鍵鍵標(biāo)志志是：：（1））大面面積洋洋島型型和大大陸裂裂谷型型玄武武質(zhì)火火山噴噴發(fā)；；（2））巖石石圈尺尺度的的伸展展與相相應(yīng)的的裂谷谷盆地地的發(fā)發(fā)育；；（3））軟流流圈埋埋深淺。超級(jí)級(jí)地地慢慢柱柱(Superplumes)Larson（（1991））提出出的的超超級(jí)級(jí)地地慢慢柱柱(superplumes)概念念和和熱熱柱柱活活動(dòng)動(dòng)的的周周期期性性。。Larson認(rèn)為為，，在在白白堊堊紀(jì)紀(jì)中中期期，，地地慢慢對對流流系系統(tǒng)統(tǒng)曾曾遭遭受受過過一一次次大大規(guī)規(guī)模模的的擾擾動(dòng)動(dòng)，，而而該該事事件件是是源源自自核核慢慢邊邊界界的的多多個(gè)個(gè)大大規(guī)規(guī)模模地地慢慢熱熱柱柱(稱稱為為超超級(jí)級(jí)地地慢慢柱柱)上上涌涌的的結(jié)結(jié)果果。。在在超超級(jí)級(jí)地地慢慢柱柱活活動(dòng)動(dòng)期期間間，，洋洋底底擴(kuò)擴(kuò)張張和和黑黑色色頁頁巖巖沉沉積積速速率率顯顯著著加加快快，，全全球球溫溫度度上上升升，，海海平平面面上上升升。。超超級(jí)級(jí)地地慢慢柱柱活活動(dòng)動(dòng)開開始始時(shí)時(shí)間間與與白白堊堊紀(jì)紀(jì)長長期期正正地地磁磁極極期期(longnormalmagneticpolaritysuperchron)的起起始始時(shí)時(shí)間間相相吻吻合合。。這這些些現(xiàn)現(xiàn)象象可可能能與與從從核核慢慢邊邊界界以以超超級(jí)級(jí)地地慢慢柱柱形形式式導(dǎo)導(dǎo)致致大大量量熱熱量量的的釋釋放放和和大大量量深深部部物物質(zhì)質(zhì)的的提提取取有有關(guān)關(guān)。。地慢慢柱柱構(gòu)構(gòu)造造學(xué)學(xué)說說(PlumeTectonics)Maruyama（（1994））在已已有有的的地地慢慢柱柱學(xué)學(xué)說說基基礎(chǔ)礎(chǔ)上上，，提提出出了了一一種種新新的的全全球球構(gòu)構(gòu)造造觀觀——超超級(jí)級(jí)地地慢慢柱柱構(gòu)構(gòu)造造(PlumeTectonics)。。他根根據(jù)據(jù)全全球球P波層層析析資資料料所所作作的的地地質(zhì)質(zhì)解解釋釋，，認(rèn)認(rèn)為為全全球球在在南南太太平平洋洋及及非非洲洲存存在在兩兩大大超超級(jí)級(jí)上上升升地地慢慢柱柱，，而而在在亞亞洲洲存存在在一一個(gè)個(gè)超超級(jí)級(jí)下下沉沉地地慢慢柱柱，，大大西西洋洋中中脊脊則則是是一一個(gè)個(gè)次次一一級(jí)級(jí)的的上上升升地地慢慢柱柱。。這這一一格格局局主主宰宰了了現(xiàn)現(xiàn)今今全全球球構(gòu)構(gòu)造造。。他他強(qiáng)強(qiáng)調(diào)調(diào)板板塊塊構(gòu)構(gòu)造造理理論論只只能能解解釋釋地地球球表表層層200km內(nèi)的的現(xiàn)現(xiàn)象象，，而而只只有有地地慢慢柱柱構(gòu)構(gòu)造造才才能能說說明明星星球球各各個(gè)個(gè)層層次次的的演演化化歷歷史史。。Stein和Hofmann（（1994））認(rèn)為為消消減減板板塊塊不不僅僅可可以以停停留留在在670km間斷斷面面，，而而且且可可以以下下沉沉至至“D””層（（“D””層是是指指位位于于核核慢慢邊邊界界附附近近地地震震波波速速梯梯度度異異常常低低的的區(qū)區(qū)域域）），，而而起起源源于于核核慢慢邊邊界界的的深深部部物物質(zhì)質(zhì)又又可可以以以以地地慢慢柱柱的的形形式式穿穿透透上上、、下下地地慢慢之之間間的的不不連連續(xù)續(xù)面面到到達(dá)達(dá)地地表表，，從從而而構(gòu)構(gòu)成成巨巨型型幕幕式式旋旋回回。。超級(jí)級(jí)地地慢慢柱柱構(gòu)構(gòu)造造GlobalSeismicTopography(Maruyama,1994)受熱熱后后蠟蠟因因密密度度差異異產(chǎn)產(chǎn)生生運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)MantlePlume:HowtoIdentify?Long-livedtrackFloodbasaltsattheirinitiationHighfluxvalue(>1000kg/s)HighHeisotopicratiosLowvelocity(Vp)(VCourtillotetal.,2003)地慢慢柱柱與與大大火火成成巖巖省省大火火成成巖巖省省(LargeIgneousProvinces，，簡稱稱LIP)是指指規(guī)規(guī)模模巨巨大大，，巖巖性性主主要要為為鎂鎂鐵鐵質(zhì)質(zhì)的的噴噴出出巖巖和和侵侵入入巖巖。。它它包包括括大大陸陸溢溢流流玄玄武武巖巖和和相相伴伴生生的的侵侵入入巖巖(CFB，，如德干高高原，西西伯利亞亞溢流玄玄武巖等等)，被被動(dòng)火山山邊緣，，洋脊高高地，大大洋盆地地溢流玄玄武巖(如加勒勒比海溢溢流玄武武巖)以以及火山山鏈(如如夏威夷夷一皇帝帝海鏈)。LIPS具有以下下重要特特征:(1)它它由面積積廣瀚的的熔巖流流組成，，覆蓋面面積通常常超過106km2，最大厚厚度可達(dá)達(dá)5km。這些規(guī)模模巨大的的巖漿是是在相當(dāng)當(dāng)短的時(shí)時(shí)間內(nèi)形形成的，，即具有有極高的的噴發(fā)速速率。噴噴發(fā)時(shí)限限<1Ma。(2)以玄武質(zhì)質(zhì)熔巖為為主導(dǎo)地地位，大大多數(shù)CFB為S02含量較高高的石英英拉斑玄玄武巖，，在一些些地區(qū)具具有雙峰峰式分布布特征。。(3)玄玄武巖漿漿噴發(fā)之之前，地地殼通常常發(fā)生彎彎隆，垂垂直幅度度為1km。彎隆區(qū)基基本與玄玄武巖覆覆蓋范圍圍相當(dāng)。。(4)大大陸區(qū)的的LIPS(即CFB)的同位素素組成范范圍很大大，由典典型洋島島玄武巖巖