理论上的考虑

如题所述

正常的岩石圈/软流圈系统是呈稳态或准平衡状态的。从热状态来说,正常的岩石圈内热传输为传导方式,它是地球放热的一个热边界层,是一个具有热梯度的传导地温。正常的软流圈内热传输为对流方式,是一个具绝热梯度的对流地温;但在活动的构造-岩浆作用时期内,岩石圈的传导地温将被破坏,而对流热传输将占优势(Morgan,1984;邓晋福等,1990)。从物质结构和岩石学结构来说,稳态和平衡态的陆壳是富K2 O的花岗质,它是地壳物质相平衡系统中最低熔的组成(邓晋福等,1996 a;邓晋福等,1998 a),稳态和平衡态的岩石圈地幔是分离出陆壳后的亏损和难熔的橄榄岩等,软流圈是未或弱亏损和丰满的橄榄岩,含局部隙间熔浆(邓晋福等,1998 a;Polet等,1995),岩石圈内部无地震波低速体和无局部熔融体,这样的一个物质结构必定诱发一个稳定的密度结构,使岩石圈长期稳定地漂浮在软流圈之上。太古宙和古元古代的克拉通岩石圈/软流圈系统属于正常的稳态和平衡态的典型端元,正是由于这个系统的稳态的热结构、物质结构和密度结构,在它们形成以来一直处于构造上的稳定,除金伯利岩岩浆之外,几乎无岩浆活动。因而,也不会产生内生金属成矿作用。相对而言,多数中、新元古代和早古生代造山带已达准稳态,而晚古生代、中新生代造山带可能只有趋近或还未达到准稳态。

可以推测,当一个正常的岩石圈/软流圈系统遭到破坏时,岩石圈内的传导地温将被绝热地温替代,正常的物质结构、密度结构可能会发生倒转,稳态和平衡态的破坏,必然诱发强烈的岩浆-构造活动,我们把它称为岩石圈/软流圈系统的大灾变(catastrophe)或大扰动。按热力学原理,任何一个不平衡和非稳态的系统均会自发地趋于平衡和稳态。我们推测,在这个岩石圈/软流圈系统被扰乱的主要时期,伴随岩浆的形成和演化,壳幔内的有用元素将被萃取和运移,在它的后期,当这个被干扰的系统渐渐地趋于平衡和稳态时,有用的金属元素将会在某些特定的构造部位聚集成矿床。这样,岩石圈/软流圈系统的大灾变为驱动巨型矿集区的形成提供了重要的深部环境。

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