太平洋大塔穆火山研究进展及对巨型洋底火山成因的启示

论文摘要

坐落在西北太平洋的沙茨基海隆为地球上第三大洋底高原,而其中的大塔穆火山被称为"地球上最大的单体火山".本文综述了国际科学团队近期对大塔穆火山进行的多次海洋地质与地球物理调查,阐述"地幔柱"与"洋中脊"两种端元成因假说各自的重要证据以及争论的焦点问题.沙茨基海隆自南西向北东年龄逐渐变年轻、火山规模变小,是支持"地幔柱"假说的直接证据.大塔穆火山上巨厚块状熔岩、低坡度盾状单体火山构造代表地幔柱头岩浆大规模快速喷发,而奥里火山和希尔绍夫火山枕状熔岩则反映从地幔柱头过渡到地幔柱尾的过程中岩浆作用减弱.另一方面,大塔穆火山水下喷发,岩石样品显示洋中脊玄武岩的特征,以及地壳厚度与平均速度负相关性（反映化学异常来源）,这些证据与"地幔柱"假说的预测不符,因而更支持"洋中脊"假说.然而"洋中脊"假说不能解释大塔穆火山单个来源如何输出如此大量的岩浆.再一方面,由人工地震长剖面观测到的莫霍面与艾里重力均衡模型所预测的莫霍面基本吻合,但此观测本身并不能区别更符合哪一种端元模型.总之,大塔穆火山既有"地幔柱"的特征,又有"洋中脊"的特征,单靠一种端元模式无法解释所有的重要观测.因此,"地幔柱-洋中脊相互作用"可能是一种更合理的替代模型,但地幔柱与洋中脊相互作用的具体过程及机制等重要问题目前尚未解决,仍需进一步研究.获取高精度地磁异常等观测资料以及开展三维地球动力学模拟将实质性地推动对沙茨基海隆等洋底高原形成机制的研究.

论文目录

• 0 引 言
• 1 研究背景
•   1.1 太平洋洋底高原:沙茨基海隆
•   1.2 单体火山系统:大塔穆火山
•   1.3 沙茨基海隆的形成与古太平洋洋中脊三联点的演化
•   1.4 国内研究背景与现状
• 2 近期调查航次
•   2.1 大洋钻探ODP198与IODP 324航次
•   2.2 地震探测航次
•   2.3 多波束测深与地磁调查航次
• 3 近期调查结果
•   3.1 高精度海底形态特征
•   3.2 沉积盖层
•   3.3 火成岩基底
•   3.4 地壳结构
•   3.5 莫霍面
• 4 讨 论
•   4.1 大塔穆火山形成机制
•     4.1.1 “地幔柱”模型与“洋中脊”模型的证据
•     4.1.2 矛盾与争议
•     4.1.3 替代模型:地幔柱与洋中脊的相互作用?
•   4.2 大塔穆火山形成后的演化
•   4.3 研究展望
• 5 总 结

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 罗怡鸣,张锦昌,林间

关键词: 沙茨基海隆,大塔穆火山,大火成岩省,洋底高原,地幔柱洋中脊相互作用,洋中脊三联点

来源: 地球物理学进展 2019年02期

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学,地球物理学

单位: 中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室中国科学院南海海洋研究所,中国科学院大学,美国伍兹霍尔海洋研究所地质与地球物理系

基金: 国家重点研发计划资助(2018YFC0309800),国家自然科学基金(41606069,41776058,91628301,41890813,U1606401),广东省自然科学基金(2017A030313243),中科院项目(Y4SL021001,QYZDY-SSW-DQC005,133244KYSB20180029)联合资助

分类号: P317

页码: 781-795

总页数: 15

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