綜述地幔柱構(gòu)造

1、.綜述地幔柱構(gòu)造1 地幔柱構(gòu)造理論的形成與提出板塊構(gòu)造理論在解釋地球上巖漿活動的分布規(guī)律時取得了空前的成功。例如，洋中脊玄武巖是在板塊離散邊界軟流圈被動上升過程中經(jīng)減壓熔融而成，而在會聚板塊邊界，大洋巖石圈的俯沖作用導(dǎo)致上地幔的交代和熔融，形成特征的火山弧巖漿作用。板塊邊界概念可以解釋地球上絕大部分的巖漿產(chǎn)出，但在解釋板內(nèi)巖漿的成因時往往顯得力不從心，盡管這些巖漿的體積只占地球巖漿總量的2%。熱點和熱柱的觀點正是在解釋板內(nèi)巖漿作用，特別是呈鏈狀分布的火山作用時提出的。Wilson（1963）對夏威夷-皇帝洋島火山鏈經(jīng)過研究后，他提出洋島火山鏈?zhǔn)怯纱罅繋r漿組成的固定的熱地幔區(qū)在活動的地球表層上形

2、成的；后來經(jīng)Morgan（1972）正式提出地幔柱這一概念，他指出Wilson所謂的固定的熱地幔區(qū)是產(chǎn)生于核/幔邊界的一個地幔柱，在地表表現(xiàn)為熱點（hotspot）.Morgan進(jìn)一步推測地幔柱是由地幔對流體系中的上升流構(gòu)成。這些認(rèn)識構(gòu)成了地幔柱學(xué)說的雛形。同板塊構(gòu)造理論誕生的曲折歷史相比，地幔柱概念一經(jīng)提出就得到了地學(xué)界的廣泛認(rèn)同，發(fā)展至今已成為地球科學(xué)研究中一個重要的概念模型這在很大程度上是由于動態(tài)地球以及淺表現(xiàn)象是深部過程的反映等概念的深入人心。雖然地幔柱并不是直接觀察到的，但有關(guān)其存在的間接證據(jù)很多。其中包括：（1）局部高熱流值和相關(guān)的火山活動（熱點）出現(xiàn)在遠(yuǎn)離板塊邊界的地方；（2）熱

3、點不隨板塊漂移而遷移，幾乎靜止不動，暗示起源于活動巖石圈之下的深部地幔；（3）熱點火山玄武巖的地球化學(xué)性質(zhì)不同于位于離散板塊邊界、起源于淺部地幔的玄武巖（如MORB），說明其源區(qū)為比軟流圈更深的地幔庫；（4）位于熱點之上的大洋島嶼通常具有規(guī)模較大的地形隆起，這需要有額外的幔源熱能以使巖石圈膨脹；（5）最令人信服的證據(jù)來自最近的地震學(xué)研究。例如地震層析揭示冰島地幔存在一低速柱狀物質(zhì)，至少延伸至400 km以下，地幔熱柱的直徑為300km。高溫可能是造成地幔柱中低速物質(zhì)的主要原因。2 地幔柱構(gòu)造概念及其特征目前，一般認(rèn)為（實驗?zāi)Ｊ胶屠碚撃Ｊ揭脖砻鳎?，地幔柱是起源于地幔中?化學(xué)邊界層或者產(chǎn)生于地核

4、地幔邊界，就是說，在核幔邊界過渡層產(chǎn)生的熱物質(zhì)呈狹窄的柱狀經(jīng)過地幔上升到地殼（或巖石圈底部），呈盆狀向上張開形成巨大的球狀頂冠（頭部），地幔柱頂冠在向上接近地表處，則擴(kuò)展成一個熱物質(zhì)的頂盤，直徑約1500-2500km，厚達(dá)100-200 km，因此，地幔柱是由一個巨大直徑的頭部（即地幔柱頂冠）和一個比頂冠直徑小得多的尾柱（直徑約幾百公里）組成。地幔柱頂冠上升時會引起地殼上隆，形成了大量迅速溢出的熔巖，所以，大陸溢流玄武巖區(qū)是與地幔頂冠有關(guān)的火山作用。地幔柱頂冠在上升過程中能吸收大量地幔柱以外的物質(zhì)，因此它代表著一個地球化學(xué)復(fù)雜的巖漿源。而由地幔柱的尾柱所代表的柱狀體是一個長期生存活動部分，這

5、是一種使熱的上浮物質(zhì)賴以從深部邊界層排放到地幔至近地表面地區(qū)的通道。尾柱的長期活動則將會導(dǎo)致大洋熱點火山鏈的形成。洋島和板內(nèi)大陸裂谷玄武巖火山作用通常被看作為地幔熱柱或熱點在地表的表現(xiàn)，來自地球深部的地幔柱頭部的熱使巖石圈弱化，然后使巖石圈裂開。地幔柱在地表主要表現(xiàn)為高地形隆起，當(dāng)其上升至近地表時，變成“蘑菇”狀，頭部粗大而頸干細(xì)小。目前，人們對地幔柱直徑大小觀點不一，從十幾千米至幾千千米都有。板塊構(gòu)造主要研究的是地球的表層構(gòu)造，只能對200km深度的地表給予解釋，對于深部地質(zhì)現(xiàn)象無能為力，雖然引入底侵作用和拆沉作用擴(kuò)大了板塊在縱向上的作用范圍。但對于深部地質(zhì)現(xiàn)象還是無能為力，而地幔柱構(gòu)造理論

6、所涉及的深度和范圍顯然要大得多。地質(zhì)學(xué)家們認(rèn)為地幔柱主要起源于地幔的D層，D層從地核吸收熱量，使其具有較高的溫度和較低的載度，因此地幔柱具有高熱流、低速帶的特征。地幔柱是以火山作用、高熱流和上隆為標(biāo)志的，其主要特征為上隆并伴隨著火山作用，產(chǎn)生堿性玄武巖、流紋巖及深海拉斑玄武巖，它們具有獨特的地球化學(xué)特征，高重力，高熱。地幔柱可出露于大洋或大陸，呈一維有時是二維無震級由熱點處向外延伸。該模式認(rèn)為，大陸溢流玄武巖是地幔柱的巨大球狀頂冠上升到地殼發(fā)生減壓熔融的產(chǎn)物，而熱點火山鏈則是地幔柱尾柱長期活動的結(jié)果。如留尼旺地幔頂冠上升形成了德干玄武巖，南大西洋的擴(kuò)張隨著地幔柱頂冠的上升而快速向北擴(kuò)展形成了巴

7、拉圭-Etendeka大陸溢流玄武巖。這就是說，地幔柱上升形成的頂冠可產(chǎn)生地殼上隆和溢流玄武巖，而且由于地幔柱頂冠熱源物質(zhì)溫度很高，可能造成區(qū)域變質(zhì)作用和地殼的熔融。關(guān)于科馬提巖的成因問題，根據(jù)地幔柱模式認(rèn)為是地幔柱管道上升熱物質(zhì)釋壓重熔的產(chǎn)物。關(guān)于大陸地殼再造與地殼演化，地幔柱理論認(rèn)為，地幔柱頂冠的形成和尾柱區(qū)的長期活動，可能對大陸地殼的再造和地殼演化有著主要影響。由于異常熱的地幔重熔作用產(chǎn)生巖漿地殼，這是地幔柱在大陸地殼再造中作用的證據(jù)。3 地幔柱構(gòu)造類型自地幔柱理論問世以來，關(guān)于它的起源一直都是各國地質(zhì)學(xué)家和地球物理學(xué)家爭論的焦點。地幔熱柱來自地球深部，但它可以起源于地幔內(nèi)也可以來自核幔

8、邊界（CMB），關(guān)于這一點至今尚無充分的識別標(biāo)志。Maruyanm。基于地震層析成像結(jié)果，認(rèn)為有兩種類型的地幔熱柱：一種來自400 km深度，另一種來自核幔邊界。Ringwood（1989）認(rèn)為，在670km深度界面處，由于再循環(huán)的巖石圈冷物質(zhì)堆積，形成巨大巖石塊體，隨后的加熱可形成具浮力的熱柱，它是大洋下面板內(nèi)熱點的來源。Anderson（1995）認(rèn)為，熱柱是給洋島提供巖漿的源區(qū)，發(fā)生于對流系統(tǒng)的底部，常常位于核幔邊界，它強(qiáng)烈的上涌，不同于由于板塊分離引起的被動上涌，亦不同于其他的對流系統(tǒng)的正常的大尺度上涌。周瑤琪等（1998）認(rèn)為，面積大的源于下地幔，面積小的源于上地幔，基于地球多層對流

9、系統(tǒng)的模型，提出了源自400km，670km和CMB3類地幔熱柱。最近，Courtillot等通過對全球49個熱點的分析得出了區(qū)分熱點的5個標(biāo)準(zhǔn)：線性火山鏈上各座海山是否按年齡順序排列；大陸逸流玄武巖是否出現(xiàn)在火山鏈軌跡的起始點處；3是否有大量的物質(zhì)流；遨是否具有一致的高“3He/4He。比值；F伏地幔中是否有低的剪切波速度。根據(jù)這5類標(biāo)準(zhǔn)將上述49個熱點分為3類：至少有7個熱點源于下地幔深部，稱之為“Morganian；其中20多個來自過渡帶底部；剩下的20多個來自上地幔，稱之為“Andersonian”4 地幔柱的產(chǎn)生、啟動與演化4.1地幔柱的產(chǎn)生與啟動地震波研究表明（Parmentier

10、，1975；Albaredeetal.，1999），在地幔中只有兩個位置能夠產(chǎn)生地幔柱：一個是670km處上下地幔之間的不連續(xù)面；另一個是2900km處的核2幔附近的“D”層。這就涉及到地幔柱與地幔對流的關(guān)系。Morgan（1972）最初設(shè)想，地幔柱是地幔對流上拱的一種表現(xiàn)，即地幔柱起了將下地幔中的熱帶到地表的作用。目前主流的看法為后者，但也不排除又少部分地幔起源于670km處上下地幔之間的不連續(xù)面。Albarede等（1999）的研究表明，如果在670km處發(fā)生化學(xué)界面、分層對流的話，那么下地幔至少在密度上要比上地幔大2%Ringwood通過高壓相變實驗結(jié)果推斷：400至670Km地幔的上部

11、可能由橄欖石R相和majorite組成，而下部可能由橄欖石Y相，majorite和富鈣的鈣欽礦相組成；670Km以下可能由鈣欽礦相、方鎂石、方鎂鐵礦及其它具有更高密度的鐵鎂硅酸鹽礦物組成。也就是說這種起源模式是可能的。通過對地震資料、地幔對流方式、CFB、洋底高原玄武巖和大OIB等典型地幔柱成因的玄武巖的化學(xué)成分的比較和地幔放熱與整個地球放熱的比值以及地幔柱的頭部直徑的大小等特征的研究，多數(shù)學(xué)者（Bruneteta1.，2000；Davies 1992；Richards，1991；Griffithsetal.，1990；Griffithsetal.，1990）認(rèn)為，地幔柱是來自2900km處核

12、一幔邊界附近的“D”層。其理由如下：與MORB和IAB相比，CFB、洋底高原玄武巖和OIB等典型地幔柱成因的玄武巖常反映“富集型”地幔特點，而上地幔由于分異出地殼后常表現(xiàn)“虧損型”地?；瘜W(xué)組成，因此，地幔柱不可能來源于上地幔。與MORE相比，OIB具有較高的3He/4He比值，表明地幔柱來源于地幔更深部位，反映原始地球形成物質(zhì)的特點。理論模擬計算表明，如果地幔柱起源于上地幔底部，那么，由地幔柱釋放出的熱量將占整個地球放熱的60。而實際上，由地幔柱釋放的熱量僅是整個地球放熱的6%-10%。這個熱量釋放范圍剛好與地核釋放的熱量比例相近，說明地幔柱來源于核一幔邊界附近。理論模擬還表明，在所許可的上升

13、速度范圍內(nèi)，從上、下地幔邊界起動的地幔柱穿過上地幔這樣的距離，最多只能形成直徑為300km的球狀柱頭，而實際上許多地幔柱頭的直徑都超過1000-2000km。上、下地幔間不連續(xù)面的性質(zhì)目前并不完全清楚，也有資料顯示其為相變界面而非化學(xué)界面。也有一些學(xué)者認(rèn)為，既有起源于D“層的地幔柱，也有起源于上、下地幔界面的地幔柱，前者柱頭大，后者柱頭小。最新的地震層析研究表明，夏威夷、冰島等地幔柱的確來自2900km深度的核一幔邊界。導(dǎo)致“D”層發(fā)生熱擾動可能來自核一幔之間的溫度差（Olson，Sfinger，l985；Davies，1990）。這樣地核會不斷向地幔中釋放熱量。但由于原始地核物質(zhì)組成不均或其

14、它因素，這種放熱作用在不同位置可能有所差異，從而會產(chǎn)生熱擾動。熱擾動會使“D”層物質(zhì)的粘度降低，流動性增強(qiáng)，在熱梯度的驅(qū)動下，所有受熱擾動作用的高溫、低粘度物質(zhì)會向熱邊界層最低處匯聚，形成地幔柱（Davies，1990，1992）。早期的研究者認(rèn)為，地幔柱一旦起動，就將快速穿過整個地幔和地殼上升至地表，并在較短的時間內(nèi)噴發(fā)，形成大規(guī)模玄武巖。近來的研究結(jié)果表明，即使地幔柱與周圍地幔物質(zhì)的粘度差達(dá)到104，其上升速度也是非常緩幔的。并且，地幔的實際粘度并非恒定，而是隨溫度降低呈指數(shù)增加，具有非牛頓流體性狀。在一個新啟動的地幔柱上升過程中，隨著熱量的不斷散失和溫度的不斷降低，其上升速度會變得愈來愈

15、幔。根據(jù)地幔具有非牛頓流體性狀模式估計，每個地幔柱的直徑僅為幾萬米，年流通量也僅為17km3（Loperetal.，1983）。一些人過高估計地幔柱的規(guī)模和流通量，主要是為了使地幔柱上涌量能夠與地表所見熱異常和地形異常一致，而這些異常可能是地幔柱遇到剛性巖石圈后水平散開所產(chǎn)生的熱暈，與地幔柱大小無直接關(guān)系。4.2地幔柱的演化地幔柱自核幔邊界上升到地表，最終以大規(guī)模巖漿作用的形式噴發(fā)或侵位，這是一個非常復(fù)雜的過程，也是一個演化的過程。王登紅（2001）認(rèn)為地幔柱的演化至少可以分為四個階段：（1）初始階段：核幔邊界由于某些原因而分異出具有明顯活動性的物質(zhì)，并逐漸聚集形成“預(yù)地幔柱”，那些原先在地核

16、中富集但又難以在高溫高壓條件下“安定”下來的元素很可能起了非常重要的作用，大離子親石元素（LILE）和輕元素以及放射性元素也可能積極參加進(jìn)來。從行星對比和地球演化的角度看，地幔柱的形成似乎是必然的，它是導(dǎo)致地球大尺度物質(zhì)和能量交換的一種重要方式。（2）上升階段：趨向于形成地幔柱的物質(zhì)集中到一起，形成具有一定規(guī)模、一定形態(tài)的“雛地幔柱”，它們由于與周圍地幔存在明顯的密度、溫度、粘度等差異而具有“浮力”，能夠緩幔地脫離核幔邊界并穿越厚大的地幔（當(dāng)然，一些小規(guī)模的雛地幔柱可能被地幔吃掉而消失）上升到近地表。（3）殼幔相互作用階段：規(guī)模巨大的雛地幔柱不但本身具有足夠的物質(zhì)和能量，而且能夠?qū)е轮車h(huán)境中

17、的正常地幔物質(zhì)發(fā)生部分熔融，熔融的部分被地幔柱吸納，從而使地幔柱的體積更加龐大，同時物質(zhì)成分也會發(fā)生明顯變化、能量則可能幔幔衰竭，但由于壓力的降低，地幔柱的活動性可能更顯著，因而，此時的地幔柱趨于“成熟”，當(dāng)它到達(dá)670km處的不連續(xù)面時可能會分化出次級的“幔枝”，并且與上地幔和地殼發(fā)生充分的反應(yīng)。此時的地幔柱一方面向地殼不斷輸送物質(zhì)和輻射能量，引起地殼范圍的一系列變化（如堿性巖漿的上侵、變質(zhì)作用、裂谷化、盆地的形成）；另一方面地幔柱本身演化出巨大的頭冠構(gòu)造和細(xì)長的尾部構(gòu)造，定位也較淺，能夠被人類所探測到，因而是目前研究的重點。（4）噴發(fā)-消退階段：隨著地幔柱的繼續(xù)上升和地殼的局部張裂，地幔柱

18、物質(zhì)將在非常短暫的時間間隔內(nèi)發(fā)生大規(guī)模的噴發(fā)與侵位，從而使地幔柱頂冠的體積萎縮，能量耗盡，只留下殘余部分停留在地殼的底部，幔幔失去活動性而成為固化的地幔柱，成為“化石”。但這部分殘留地幔柱一旦遇到合適的條件，如深大斷裂或超巖石圈斷裂，仍然可能發(fā)生上侵，并且可能帶來與基性超基性巖有關(guān)Cu-Ni-PGE礦床。5 地幔對流20世紀(jì)90年代初，Griffiths和Campbell成功地解決了熱驅(qū)動和大粘滯度對比這兩大模擬熱柱的基本問題，建立了動態(tài)熱柱結(jié)構(gòu)模型。根據(jù)其實驗結(jié)果和數(shù)值模擬，認(rèn)為熱柱由兩部分組成：巨大的蘑菇狀柱頭和細(xì)長的熱柱尾（圖1）。柱尾主要由起源于核幔邊界（圖1）或上地幔一下地幔邊界的熱

19、物質(zhì)流組成。熱柱上升速率由于周圍地幔物質(zhì)的粘滯系數(shù)高而受到限制。在這種情況下，熱柱頭的上升速率小于柱尾中物質(zhì)的上升速率。由于有柱尾物質(zhì)的不斷供給，柱頭逐漸變大。熱柱頭在長大過程中因熱浮力會同化捕獲溫度較低的周邊地幔，因此柱頭是熱柱源區(qū)物質(zhì)和較冷地幔物質(zhì)混合而成的（圖1）。有時，捕獲的周圍地幔物質(zhì)量可占初始熱柱頭質(zhì)量的9000。熱柱頭大小取決于它在地幔中上升所經(jīng)過的距離。起源于核幔邊界的熱柱頭的直徑為1000km左右。當(dāng)上升抵達(dá)剛性巖石圈底部時，其頭部可橫向伸展形成直徑為2000km，厚度為100- 200 k m的蘑菇狀熱物質(zhì)體。而起源于上地幔一下地幔邊界的熱柱頭則小得多，直徑只有500 km

20、左右。盡管地幔柱可能起源于上地幔底部或下地幔底部，但后一種的可能性更大，即起源于核幔邊界之上的D”層（D”層是指位于核幔邊界附近地震波速梯度異常低的區(qū)域）。其中的理由包括：（1）計算機(jī)模擬揭示，只有起源于深部地幔。熱柱頭才能達(dá)到足夠大，以形成規(guī)模巨大的溢流玄武巖省。（2）起源于上地幔的熱柱難以解釋熱點相對固定的位置。（3） 熱柱向巖石圈底部傳遞的熱能與地核冷卻釋放的熱量相當(dāng)。（4） 熱柱活動與磁極倒轉(zhuǎn)之間的相關(guān)性暗示，只有起源于D層的地幔柱才能通過經(jīng)核幔邊界的熱傳遞而改變外核物質(zhì)的對流方式，最終影響地球的磁場。（5） 同鐵隕石一樣，地核應(yīng)該富集Os，并具有比地幔更高的187Os/188Os值。

21、因此，起源于D層的地幔柱物質(zhì)會受到地核放射性成因Os的污染。一些熱柱成因的玄武巖的187Os/188Os值比原始地幔高出20百分號。這意味著地核污染。說明地幔柱起源于下地幔。這一觀點也得到了一些溢流玄武巖中很高的3He/4He值的支持，因為高3He/4He值說明其源區(qū)有一未去氣的下地幔源。（6）地震層析揭示冰島地幔中的低速物質(zhì)一直延伸到核幔邊界。6 地幔柱源區(qū)的地球化學(xué)特征及其演化OIB型幔源巖漿（如洋島玄武巖，溢流玄武巖）與MORB型巖漿的地球化學(xué)性質(zhì)存在很大的不同。主要體現(xiàn)在：（1）OIB型巖漿中不相容元素含量，Rb/ Sr和Nd/Sm比值較高；（2）MORB的同位素組成較為均一，而OIB

22、的同位素組成變化較大，且87Sr/86Sr比值高，143Nd/144Nd比值低；（3）OIB具有比原始地幔更高的187Os/188Os比值；（4）Si02含量相似的情況下，OIB的Fe含量高于MORB。 OIB型巖漿的地球化學(xué)組成反映地?；瘜W(xué)成分的不均一性。粗一看，這與地幔對流假說是矛盾的，因為對流體系可在幾億年內(nèi)使地幔均一化。為了克服這一矛盾，人們提出了雙層對流模式認(rèn)為上.下地幔有不同的成分且有各自的對流體系。下地幔為原始地幔，而上地幔為虧損地幔。但是，洋島玄武巖和溢流玄武巖的地球化學(xué)性質(zhì)表明它們不可能是原始地幔熔融產(chǎn)物。洋島玄武巖通常與異常熱地幔的熔融有關(guān)。OIB所具有的Rh/Sr和Nd/

23、Sm比值，以及高87 Sr/86 Sr和低143Nd/144Nd值說明其源區(qū)為富集地幔?；谶@些因素以及U-Pb和Th-Pb同位素體系的一些特點，Hofmann和White認(rèn)為OIB源區(qū)有不少再循環(huán)洋殼物質(zhì)。這些經(jīng)熱液蝕變的洋殼隨板塊俯沖及其伴隨的榴輝巖化而積累在核幔邊界（2900km，圖2），并可滯留很長時間（1-2Ga）。目前這一認(rèn)識得到了廣泛的認(rèn)同，而且得到了Os同位素研究的支持?？岂R提巖和苦橄巖是地幔柱最熱部位的熔融產(chǎn)物，因此，對不同地質(zhì)時代無明顯地殼混染的科馬提巖和苦橄巖的研究可以獲得地幔柱源區(qū)物質(zhì)的性質(zhì)及演化。太古宙科馬提巖強(qiáng)烈虧損強(qiáng)不相容元素，(Nd)=1-4.3，說明太古宙巖漿

24、源區(qū)為虧損地幔；多數(shù)元古宙苦橄巖富集強(qiáng)不相容元素，(Nd)值較低，但年齡為1 .9 Ga的Cape Smith Chukotat苦橄巖虧損強(qiáng)不相容元素， (Nd)值相對較高。這說明元古宙地幔熱柱的源區(qū)既有富集組分，也有虧損組分。大多數(shù)顯生宙苦橄巖富集強(qiáng)不相容元素，(Nd)值較低。由此Campbell發(fā)現(xiàn)核幔邊界物質(zhì)存在這樣一個總的演化趨勢。3.5Ga時核幔邊界物質(zhì)是虧損地幔和弱虧損地幔的混合；2. 7 Ga時以虧損地幔為主體；而0.5Ga至今主要由OIB型地幔和少量虧損地幔組成。迄今為止，尚無太古宙OIB型巖漿的報道。由此可見，地幔柱源區(qū)中出現(xiàn)大量OIB型物質(zhì)主要始于太古宙末（圖2）。7 地慢

25、柱構(gòu)造與成礦作用地慢柱以大規(guī)模慢源巖漿活動為突出表現(xiàn)，成礦作用也以慢源巖漿礦床為主，成礦元素包括Cu、Ni、PGE、Fe、Ti、V、Cr等，可形成具有重大資源意義的巖漿Cu-Ni-PGE礦床、V-Ti磁鐵礦礦床、鉻鐵礦礦床等。西伯利亞地慢柱活動形成了NorilskTalnakh超大型Ni-Cu-PGE礦床，其Ni礦儲量位居世界第一、PGE儲量位居世界第二(Ni為2000萬t，Cu為3000萬t，PGE為5000 t)。Bush-weld雜巖體是世界上己知最古老的地慢柱巖漿成礦系統(tǒng)，也是世界最大的“聚寶盆”，據(jù)估算主要礦產(chǎn)儲量有PGE 61738 t、磁鐵礦10億t、Ni(伴生)2280萬t、C

26、u(伴生)995萬t、Cr（礦石）40億t、V(V2O5)1680萬t、Au(伴生)1152t等。另外，部分金伯利巖和碳酸鹽巖也被認(rèn)為與地慢柱作用有關(guān)，與之相聯(lián)系的有金剛石礦床，稀有、稀土元素礦床。地慢柱作為一種重大的構(gòu)造運動方式，其表現(xiàn)是多方而的，不僅地慢柱自身的熔融作用形成慢源巖漿礦床，而且通過殼慢相互作用，如地慢熱流的上升誘發(fā)地殼的重熔以及各種地殼淺部的地質(zhì)響應(yīng)，可以形成殼源巖漿礦床、熱液礦床等。近年來，一些研究人員認(rèn)為許多大型、超大型熱液礦床的形成與地慢柱活動有關(guān)，如卡林型金礦、Kidd Creek塊狀硫化物礦床、甚至Olympic Dam礦床等也都被認(rèn)為與地慢柱活動有關(guān)。參 考 文

27、獻(xiàn)Morgan WJ. 1971.Convection plumes in the lower mantle. J Nature，230 (5288):42-43Wilson J T. A possible origin of the Hawanan IslandsJCan J Phys，1963, 41: 863-870.徐義剛,王焰,位荀,何斌. 與地幔柱有關(guān)的成礦作用及其主控因素J. 巖石學(xué)報,2013,10:3307-3322.徐義剛,何斌,黃小龍,羅震宇,朱丹,馬金龍,邵輝. 地幔柱大辯論及如何驗證地幔柱假說J. 地學(xué)前緣,2007,02:1-9.Geoffrey F. Davies. 地幔柱存在的依據(jù)J. 科學(xué)通報,2005,17:7-19.宋謝炎,張成江,胡瑞忠,鐘宏,周美夫,馬潤則,李佑國. 峨眉火成巖省巖漿礦床成礦作用與地幔柱動力