中国东部中生代岩石圈地幔向软流圈地幔转化的可能性

如题所述

这是一个新的问题,也是一个很难探讨的问题,这里只能提供一些可能的证据和思路供大家讨论和批评。

(1)中国东部从大兴安岭至华南,在晚侏罗世-早白垩世期间发生过大规模的中酸性岩浆活动。虽然岩浆活动的性质有差异,华北和大兴安岭北部主要为埃达克岩,东北大部和华南主要为浙闽型花岗岩。许多人认为中国东部中生代大规模岩浆活动应当与西太平洋板块的俯冲有关,本书在第8章已经指出这个可能性是很小的。我们认为,中国东部从北到南长近4000 km,宽达1300 km的大规模晚中生代岩浆活动,可能是受一个统一的因素制约的。供给这样庞大的岩浆活动的热源,不可能来自板块俯冲带,只能来自下地幔。

(2)虽然中生代时中国东部大规模岩浆活动与太平洋板块的俯冲不可能直接有关,但可能与早先的某个俯冲事件间接有关。据许多资料介绍,太平洋板块在向西消减时,板块俯冲可能达到660 km的上下地幔界面或2900 km的核-幔边界的D”层(图10.2)。我们设想,中国东部巨大的热源很可能与来自上下地幔界面和/或核幔边界D”层的物质向上运移有关。太平洋板块向中国大陆之下的俯冲可能发生在中生代的中期或早期(?),板块可能俯冲到660 km或/和2900km处(?),可能由于目前还不知道的原因(需要证明,但是肯定很难),经过长时间的积累,带有消减带物质印记的地幔(热)流在中生代开始上升。但是,这种物质是以什么形式出现还不清楚。推测有三种可能,即地幔柱、玄武岩底侵和地幔热流体。我们认为,(1)地幔柱的可能性很小,因为,按照地幔柱理论,地幔柱的头部可以宽达上千公里,其形成的直接产物是玄武质岩浆的大规模喷溢,即大火成岩省。而中国东部中生代基性岩浆活动非常贫乏,不大可能存在一个地幔柱。(2)玄武岩底侵的可能性是存在的,因为,在中国东部许多地方已经发现了中生代底侵作用的证据(樊祺诚等,1998;徐夕生等,1999)。但问题是底侵作用有多大的规模?如果中国东部中生代存在大规模的底侵作用,由于玄武质岩浆的黏性比花岗质岩浆低得多,应当更容易上升(张旗等,2007a),应当在中国东部出现大规模的玄武岩。但事实是中国东部中生代玄武岩和辉长岩的出露非常少,大约不到中生代岩浆岩总量的1%(胡永和等,1997;邱瑞照等,2004)。(3)我们注意到,中国东部晚中生代与大规模花岗岩产出的同时有两类幔源岩浆出露,一类是橄榄安粗岩(shoshonite),构成中国东部的橄榄安粗岩省(王德滋等,1996)。虽然对其是否属于橄榄安粗岩、规模多大存在争论,但是,这种富钾质的中基性岩是客观存在的,它应当来源于交代地幔的部分熔融。另一类是分布于华北中部高镁闪长岩和华北北缘的高镁安山岩(它们均具有赞岐岩的地球化学特征,见本书第1章)。橄榄安粗岩和赞岐岩的出现表明中国东部陆壳之下的地幔可能是富水的。因此,我们推测,导致中国东部大规模花岗岩熔融的热可能主要是以地幔(热)流的形式上升的,底侵可能起了一定的作用,但不是主要的原因。尽管我们对这种地幔(热)流体的了解还非常模糊,我们认为,它的作用可能是沿地幔物质孔隙流动,加热和软化岩石圈地幔,使其转变为软流圈地幔,并将热和水带到下地壳底部或浸润到下地壳中,使下地壳发生大规模的部分熔融作用,从而引发了下地壳拆沉。

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