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怎么识别地幔柱,尤其是已经不再活跃的地幔柱?

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SunZhen 发表于 2010-8-21 10:47:31 | 显示全部楼层 |阅读模式
喜欢爱因斯坦的相对论,也喜欢霍金的关于天体的种种理论和猜想,因为他们可以让人更彻底的开放思维。他们提醒我们,当你看到一种状态的时候,你就要想到它的对立面很有可能同时或者同空间的存在着。就像物理上,有向心力,就会有离心力。地质上,有的地方存在超压,有的地方存在欠压。那么地球系统里有均一的板块运动,也应该会有不同于围区的地幔柱吧?地幔柱会是一种状态么?还是多种状态?你如何看地幔柱,如何找到地幔柱活动留下的痕迹或者说证据?

重力场?
穹窿状抬升地形和穹窿状剥蚀?
岩浆活动?
地球化学证据?
.......

欢迎大家都来给些意见!
zhangtao 发表于 2010-8-21 22:57:06 | 显示全部楼层
我觉得历史上的岩浆活动或者相应地化特征可以起到重要的作用,别的方法似乎都不再适用了。
xuya 发表于 2010-8-25 14:00:02 | 显示全部楼层
我也谈一下自己的一点想法.
如果地幔柱确实存在,则在其存在区域的物理性质差别会引起相应的地球物理异常.但这种异常是否能够利用先进的技术来探测的到时我们能否找到地幔柱?
层析成像技术应该是较为理想探测这种大尺度异常的有效手段;从重力来看(1)由于受深度衰减因素影响,地幔柱引起的重力异常幅度能否与浅部较强的异常分离出来(2)这种大尺度的异常特征其长波长频谱能否成为识别地幔柱异常的标志;(3)能否借用重力均衡假说来解释地幔柱与浅部结构这种深-浅部是否有某种藕合关系,在地表上是否有类似山根-反山根这种模式或某种新的模式?
以上我觉得还依赖于我们对地幔柱本身物理性质的认识或某种假设,通过模拟计算来检验某些模型的合理性.

对不再活跃的地幔柱,是否指现今存在还是已经被破坏的地幔柱?如果是以前可能是地幔柱,现在不是了,又如何确定他以前存在过呢?就像王克林老师讲的如何确定这里以前确实发生过大地震呢?地化指标是不是了解这种演化过程较为直接的方法(地化方面不是很懂,有待求证).另一方面要想了解是否存在,需要有个检验模式,如地震发生了会造成现在仍能看到的地质现象,如果地幔柱不再活跃了,那么在它生命的壮年期是否给我们留下了某些印记让我们能知道它的历史存在,如果大家能提出一种可能的地幔柱活跃--不活跃的某种模型,再通过地球物理/地质地化认识来检验/改进可能有助于认识不再活跃的地幔柱。

另外还有地热指标是否能成为寻找地幔柱的指标,我看到今年我们所胡圣标老师申请的基金题目是:峨眉山地幔柱的热效应及其古地热学记录,这方面是否能成为解决这个问题的一个新的思路也请做这方面研究的提些建议。
 楼主| SunZhen 发表于 2010-8-25 15:06:35 | 显示全部楼层
本帖最后由 SunZhen 于 2010-8-25 15:15 编辑

回复 3# xuya


    Xuya,你的见解非常好。我想热方法应该会有其作用,毕竟深部上来的地幔柱,无论什么性质,都应该引起较大范围的一个地热的扰动。热作用有很多方式可以检测得到,比如变质作用,不同温度会有不同的变质矿物组合。还有有些温标矿物,如磷灰石。里面放射性的矿物会在热衰退进入封闭温度后开始放射性衰变,衰变时产生的粒子会将磷灰石打出很多的痕迹——裂变径迹,根据裂变径迹的数目和长度,地质学家可以计算衰变时间的长短,从而推测出热事件的时间。
   关于不再活跃的地幔柱,就类似于峨眉山“地幔柱”,现今已不具备地幔柱的活动表现,就像地震一样,震过了,然后就休眠了,或者转移了。那我们是否有好的方法去检查它曾经存在过?至于强(热、地化、物质组成等方面差异较大)地幔柱,当然检测到应该容易些。如果是个与周围相差不大的弱地幔柱呢?
    会不会有类似黑洞的反地幔柱,或者说地幔洞?不知道有多少人看过马莱盆地的剖面?那里盆地的底好像被什么东西向下吸了一样,窄窄的范围内下陷极深,14公里了还不见沉积地层的底。两侧的断裂像悬崖一样的直立。Robert Hall认为这里下地壳流走了,所以加剧了沉降,可问题是下地壳向哪流呢?地表以下应该是像挤满人的公交车吧,任何一个个体的动作都需要一个连锁的反应。地下的动作是否也会在地表产生响应?如果说下地壳流走了,加速了盆地的沉降,那么流到什么地方堆积,就应该造成什么地方的抬升才对。这会不会造成一种效应:有的地方出现类似地幔柱,有的地方出现与之相应的反地幔柱,以保持物质和动态的平衡?
xuya 发表于 2010-8-27 13:08:28 | 显示全部楼层
不知道孙老师能不能传一张典型的马来盆地剖面大家也可以多了解些。在油气勘探里对沉积盆地的成因有的认为应力作用有的是热沉降作用,在陆上也有10km左右的沉积盆地,但14km还见不到底的沉积层确实不多,况且海洋地壳本身比较薄,沉积层下面会直接接触到了地球的哪个部位呢?重力均衡就是要保持物质的一种动态平衡,上面的沉积加剧会不会造成下面进一步压实,如果周围都比较硬,沉积层下面比较软或者空隙多一些,就像公交车如果不顶破车厢多塞几个人也有很大余地
孙老师提到的反地幔柱很有意思,我脑子里对地幔柱还停留在一个概念模型上,如果这个地幔柱不停的喷,下面肯定要有物质补充,是不是有个地方像孙老师说的有个下吸的作用与这个上涌的作用能对应一下,或者有个物质循环的机制。
另外几个问题,温标矿物有没有应用的时间限制,很久远的热事件是不是也能定出来,如果要是多期的热事件能分辨出来吗?有没有其他类似温标矿物的标志物可用来给地幔柱各个发展阶段拍个照呢?
 楼主| SunZhen 发表于 2010-8-28 11:59:13 | 显示全部楼层
回复 5# xuya 这里插的图是马来盆地的剖面,至于你后面的关于温标矿物的十万个为什么,我也不是太专业,等我请教了专业人士以后再给你回答。谢谢你提出这么多好的见解。

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 楼主| SunZhen 发表于 2010-9-20 16:26:11 | 显示全部楼层
回复 5# xuya


    咨询了胡圣标老师的学生,她说峨眉山地幔柱的文献,可参考朱传庆的文章。
hyangwhoi 发表于 2010-10-28 09:13:03 | 显示全部楼层
地幔柱是指plume嘛?

回复 1# SunZhen
 楼主| SunZhen 发表于 2011-2-14 14:00:14 | 显示全部楼层
本帖最后由 SunZhen 于 2011-2-14 14:01 编辑

回复 8# hyangwhoi


    抱歉,我应该常回来看看自己的帖子的。
没错地幔柱,就是指的mantle plume。你是做什么方面的?对这个问题怎么看?
汤民强 发表于 2011-2-14 22:17:11 | 显示全部楼层
最近在市图书馆偶尔看了一本虞震东的书,《对地质学和地震学的思考》,非主流,不过有些观点还是挺有趣的,如宇宙射线影响及地下核燃烧理论。
说地壳和地幔某些包裹体或者区域内含有较多的铀钍元素,在太阳活动剧烈时,地球大气电磁场影响地球内部电流,高压电流激发这些区域发生核裂变、聚变作用,有可能高压电流击穿地壳形成地幔柱。而地震活动区域地热辐射和水氡异常,及陆壳较浅的岩浆分布同时被认为是地下核燃烧存在的证据。
 楼主| SunZhen 发表于 2011-2-14 22:36:34 | 显示全部楼层
回复 10# 汤民强


    是挺能想的。
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